과학자들은 새로운 고속 빔 스위칭 트랜시버를 개발합니다.

도쿄 연구소의 과학자들 Technology (Tokyo Tech)와 NEC는 효율적이고 안정적인 28G 통신을 지원하는 5GHz 위상 배열 트랜시버를 공동 개발했다고 발표했습니다.

연구팀에 따르면 제안 된 트랜시버는 빠른 빔 스위칭 및 누설 제거 메커니즘을 적용하여 다양한 측면에서 이전 설계를 능가 할 수 있습니다.

새로운 '스마트'기술의 출현은 밀리미터 파 대역의 사용을 자극하고 있으며, 이는 훨씬 더 많은 신호 대역폭을 가지고 있으며 5G는 이러한 mm 파 및 다중 다중화를 사용하여 10Gbit / s 이상의 데이터 속도를 제공 할 수 있습니다. 아웃 (MIMO) 기술.

대규모 위상 어레이 트랜시버는 이러한 MIMO 시스템의 구현에 중요하지만 전력 손실 및 구현 비용 증가와 같은 몇 가지 문제에 직면 해 있습니다. 이러한 중요한 과제 중 하나는 빔 전환 시간으로 인해 발생하는 지연입니다. 빔 스위칭은 각 터미널에 가장 적합한 빔을 선택할 수있는 중요한 기능입니다.

Tokyo Institute of Technology 및 NEC의 과학자들은 빠른 빔 스위칭 및 고속 데이터 통신을 지원하는 28GHz 위상 어레이 트랜시버를 개발했습니다. 그들의 연구 결과는 새로운 트렌드와 혁신적인 개념을 탐구하는 국제 컨퍼런스 인 VLSI 기술 및 회로에 관한 2021 심포지엄에서 논의 될 것입니다. 반도체 기술과 회로.

제안 된 설계는 데이터가 수평 및 수직 편파를 통해 동시에 전송되는 이중 편파 작동을 용이하게합니다. 그러나 이러한 시스템은 교차 편파 누설의 영향을 받아 특히 mm-wave 대역에서 신호 저하를 초래할 수 있습니다.

연구팀을 이끌고있는 Kenichi Okada 교수에 따르면 "우리는 송신 및 수신 모드 모두에서 누출을 억제 할 수있는 교차 편파 감지 및 취소 방법론을 고안 할 수있었습니다."

제안 된 메커니즘의 한 가지 중요한 특징은 저 지연 빔 스위칭 및 고정밀 빔 제어를 달성하는 능력입니다. 정적 요소는 메커니즘의 빌딩 블록을 제어하는 ​​반면 온칩 SRAM은 다양한 빔에 대한 설정을 저장하는 데 사용됩니다. 이 메커니즘은 매우 짧은 대기 시간을 달성하여 빠른 빔 전환을 가능하게합니다. 또한 각 모드에 대해 별도의 레지스터를 사용하기 때문에 전송 및 수신 모드에서 빠른 전환이 가능합니다.

제안 된 트랜시버의 또 다른 중요한 측면은 저렴한 비용과 작은 크기입니다. 트랜시버는 양방향 아키텍처를 갖추고있어 칩 크기를 5 x 4.5 mm2로 줄일 수 있습니다. 온칩 SRAM 내에 저장된 총 256 패턴 빔 설정의 경우 빔 스위칭 시간이 4 나노초에 불과했습니다. 제안 된 트랜시버에 대해 QAM (Quadrature Amplitude Modulation)과 같은 디지털 변조 신호의 효율성을 정량화하는 척도 인 오류 벡터 크기 (EVM)가 계산되었습니다. 트랜시버는 5.5QAM에서 64 %, 3.5QAM에서 256 %의 EVM으로 지원되었습니다.

위 : 제안 된 위상 어레이 트랜시버는 65nm CMOS 공정을 사용하여 제조되고 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지로 패키징됩니다. 5 × 4.5mm의 작은 영역으로 구성됩니다.

최첨단 5G 위상 어레이 트랜시버와 비교할 때이 시스템은 빔 스위칭 시간이 더 빠르고 MIMO 효율성이 훨씬 향상되었습니다.

Okada는 28GHz 5G 위상 어레이 트랜시버의 미래에 대해 낙관적이라고 말했습니다.“우리가 5G NR 네트워크를 위해 개발 한 기술은 낮은 대기 시간으로 대용량 데이터 스트리밍을 지원합니다. 빠른 빔 스위칭 기능 덕분에 향상된 다중 사용자 인식이 필요한 시나리오에서 사용할 수 있습니다. 이 장치는 기계 연결, 스마트 시티 및 공장 건설을 포함하여 무수히 많은 애플리케이션을위한 단계를 설정합니다.”