Bilim adamları yeni hızlı ışın değiştiren alıcı-verici geliştirdi
Tokyo Enstitüsü'nden bilim insanları Teknoloji (Tokyo Tech) ve NEC, verimli ve güvenilir 28G iletişimini destekleyen 5 GHz faz dizili alıcı-vericiyi ortaklaşa geliştirdiklerini duyurdu.
Araştırmanın arkasındaki ekibe göre önerilen alıcı-verici, hızlı ışın değiştirme ve sızıntı önleme mekanizmasını uyarlayarak çeşitli açılardan önceki tasarımlardan daha iyi performans gösterebiliyor.
Yeni 'akıllı' teknolojilerin ortaya çıkışı, çok daha fazla sinyal bant genişliğine sahip olan milimetre dalga bantlarının kullanımını teşvik ediyor ve 5G, bu mm-dalgaları ve çoklu-in-multiple'leri kullanarak 10 Gbit/s'nin üzerinde veri hızları sunabiliyor. çıkış (MIMO) teknolojisi.
Büyük ölçekli faz dizili alıcı-vericiler, bu MIMO sistemlerinin uygulanması için çok önemlidir, ancak artan güç dağıtımı ve uygulama maliyetleri gibi çeşitli zorluklarla karşı karşıyadırlar. Bu tür kritik zorluklardan biri ışın değiştirme süresinin neden olduğu gecikmedir. Işın değiştirme, her terminal için en uygun ışının seçilmesini sağlayan önemli bir özelliktir.
Tokyo Teknoloji Enstitüsü ve NEC'den bilim insanları, hızlı ışın değiştirmeyi ve yüksek hızlı veri iletişimini destekleyen 28 GHz'lik faz dizili bir alıcı-verici geliştirdi. Bulgular, yeni ortaya çıkan trendleri ve yenilikçi kavramları araştıran uluslararası bir konferans olan 2021 VLSI Teknolojisi ve Devreleri Sempozyumunda tartışılacak. Yarıiletken teknoloji ve devreler.
Önerilen tasarım, verilerin yatay ve dikey polarize dalgalar yoluyla aynı anda iletildiği çift polarize çalışmayı kolaylaştırır. Ancak bu sistemler çapraz polarizasyon sızıntısından etkilenebilir ve bu da özellikle mm dalga bandında sinyal bozulmasına neden olur.
Araştırma ekibini yöneten Prof. Kenichi Okada'ya göre, "Hem iletim hem de alma modundaki sızıntıları bastırabilecek bir çapraz polarizasyon tespit ve iptal metodolojisi geliştirmeyi başardık."
Önerilen mekanizmanın kritik bir özelliği, düşük gecikmeli ışın değiştirme ve yüksek doğruluklu ışın kontrolü sağlama yeteneğidir. Statik elemanlar mekanizmanın yapı taşlarını kontrol ederken, çip üzerinde SRAM farklı ışınlar için ayarları depolamak için kullanılır. Bu mekanizma, ultra düşük gecikme süresiyle hızlı ışın değişimine olanak sağlar. Ayrıca her mod için ayrı kayıtların kullanılması nedeniyle gönderme ve alma modlarında hızlı geçişe olanak sağlar.
Önerilen alıcı-vericinin bir diğer önemli yönü düşük maliyeti ve küçük boyutudur. Alıcı-verici, 5 × 4.5 mm2'lik daha küçük bir çip boyutuna izin veren çift yönlü bir mimariye sahiptir. Çip üzerindeki SRAM'de depolanan toplam 256 desenli ışın ayarı için yalnızca 4 nanosaniyelik bir ışın anahtarlama süresi elde edildi. Önerilen alıcı-verici için karesel genlik modülasyonu (QAM) gibi dijital olarak modüle edilmiş sinyallerin verimliliğini ölçen bir ölçü olan hata vektör büyüklüğü (EVM) hesaplandı. Alıcı-verici, 5.5QAM'de %64 ve 3.5QAM'de %256 EVM'lerle desteklendi.
Yukarıda: Önerilen faz dizili alıcı-verici, 65 nm CMOS işlemi kullanılarak üretilmiş ve levha düzeyinde çip ölçekli paketle paketlenmiştir. 5×4.5 mm kadar küçük bir alanda yapılandırılmıştır.
Son teknoloji ürünü 5G faz dizili alıcı-vericilerle karşılaştırıldığında sistem, daha hızlı ışın değiştirme süresine ve çok daha gelişmiş MIMO verimliliğine sahiptir.
Okada, 28 GHz 5G faz dizili alıcı-vericinin geleceği konusunda iyimser olduğunu belirterek şunları söyledi: “5G NR ağı için geliştirdiğimiz teknoloji, düşük gecikmeyle yüksek hacimli veri akışını destekliyor. Hızlı ışın değiştirme yetenekleri sayesinde gelişmiş çoklu kullanıcı algısının gerekli olduğu senaryolarda kullanılabilir. Bu cihaz, makine bağlantısı ve akıllı şehirlerin ve fabrikaların inşası da dahil olmak üzere sayısız uygulamaya zemin hazırlıyor."