Para saintis mengembangkan transceiver beralih cepat-baru

Para saintis dari Institut Tokyo Teknologi (Tokyo Tech) dan NEC telah mengumumkan bahawa mereka telah bersama-sama membangunkan transceiver tatasusunan 28-GHz yang menyokong komunikasi 5G yang cekap dan boleh dipercayai.

Menurut pasukan di belakang penyelidikan, transceiver yang dicadangkan dapat mengungguli reka bentuk sebelumnya dalam pelbagai aspek dengan menyesuaikan mekanisme pertukaran pancaran cepat dan pembatalan kebocoran.

Kemunculan teknologi 'pintar' baru merangsang penggunaan jalur gelombang milimeter, yang mempunyai lebar jalur isyarat yang jauh lebih banyak dan 5G dapat menawarkan kadar data lebih dari 10 Gbit / s melalui penggunaan gelombang mm dan multipel-dalam-banyak- teknologi keluar (MIMO).

Transceiver berskala besar berskala besar sangat penting untuk pelaksanaan sistem MIMO ini, tetapi mereka menghadapi beberapa cabaran seperti peningkatan daya pelepasan dan biaya pelaksanaan. Salah satu cabaran kritikal adalah kependaman yang disebabkan oleh masa pertukaran rasuk. Peralihan rasuk adalah ciri penting yang membolehkan pemilihan rasuk yang paling optimum untuk setiap terminal.

Para saintis dari Institut Teknologi Tokyo dan NEC telah mengembangkan transceiver array fasa 28-GHz yang menyokong peralihan pancaran cepat dan komunikasi data berkelajuan tinggi. Penemuan mereka akan dibincangkan di 2021 Symposia on VLSI Technology and Circuits, sebuah persidangan antarabangsa yang meneroka trend yang muncul dan konsep inovatif dalam Semikonduktor teknologi dan litar.

Reka bentuk yang dicadangkan memudahkan operasi dua-kutub, di mana data dihantar secara serentak melalui gelombang polarisasi mendatar dan menegak. Walau bagaimanapun, sistem ini dapat dipengaruhi oleh kebocoran silang-polarisasi, yang mengakibatkan degradasi isyarat, terutama pada jalur gelombang mm.

Menurut Prof Kenichi Okada, yang memimpin pasukan penyelidik, "Kami dapat merancang metodologi pengesanan dan pembatalan polarisasi silang, yang dapat menekan kebocoran pada mod transmisi dan penerimaan."

Salah satu ciri penting mekanisme yang dicadangkan adalah kemampuan untuk mencapai pengalihan rasuk latensi rendah dan kawalan rasuk ketepatan tinggi. Unsur statik mengawal blok bangunan mekanisme, sementara SRAM on-chip digunakan untuk menyimpan tetapan untuk rasuk yang berbeza. Mekanisme ini membawa kepada pertukaran pancaran pantas dengan kependaman ultra rendah dicapai. Ini juga memungkinkan beralih cepat dalam mod transmit dan penerimaan kerana penggunaan register terpisah untuk setiap mod.

Aspek penting lain dari transceiver yang dicadangkan adalah kos rendah dan saiznya yang kecil. Transceiver mempunyai seni bina dua arah, yang memungkinkan untuk ukuran cip yang lebih kecil 5 × 4.5 mm2. Untuk sejumlah tetapan rasuk corak 256 yang tersimpan dalam SRAM on-chip, masa pertukaran rasuk hanya 4 nanodetik dicapai. Magnitud vektor ralat (EVM), yang merupakan ukuran untuk mengukur kecekapan isyarat termodulasi digital seperti modulasi amplitud kuadratur (QAM), dihitung untuk transceiver yang dicadangkan. Transceiver disokong dengan EVM 5.5% di 64QAM dan 3.5% di 256QAM.

Di atas: transceiver array fasa yang dicadangkan dibuat menggunakan proses CMOS 65-nm dan dibungkus dengan paket skala cip tahap wafer. Ia dikonfigurasi di kawasan sekecil 5 × 4.5 mm.

Jika dibandingkan dengan transceiver bertahap 5G canggih, sistem ini mempunyai masa beralih pancaran yang lebih pantas dan kecekapan MIMO yang jauh lebih baik.

Okada mengatakan bahawa dia optimis tentang masa depan transceiver array fasa 28G-GHz, berkomentar, “Teknologi yang kami kembangkan untuk rangkaian 5G NR menyokong streaming data volume tinggi dengan latensi rendah. Berkat kemampuan menukar pancaran pesat, ia dapat digunakan dalam senario di mana persepsi pengguna yang ditingkatkan diperlukan. Peranti ini menentukan tahap untuk pelbagai aplikasi, termasuk penyambungan mesin dan pembinaan bandar pintar dan kilang. "