Przedstawiamy urządzenie nadawczo-odbiorcze, które może wykorzystać wyższe pasma częstotliwości sieci 5G

TOKIO, 15 czerwca 2022 r. – (JCN Newswire) – Nowatorski układ formowania wiązki z matrycą fazową dla pasma fal milimetrowych 5G (mmWave) został niedawno opracowany przez naukowców z Tokyo Tech i NEC Corporation. Ich innowacyjna konstrukcja wykorzystuje dwie dobrze znane techniki — wzmacniacz Doherty i cyfrową predefinicję — do nadajnika-odbiornika z układem fazowym mmWave i rozwiązuje problemy konwencjonalnych konstrukcji, zapewniając wyjątkową wydajność energetyczną i obszarową oraz przewyższając inne najnowocześniejsze transceivery 5G .

Sieci 5G stają się coraz bardziej rozpowszechnione na całym świecie. Wiele urządzeń konsumenckich obsługujących 5G już korzysta ze zwiększonych prędkości i mniejszych opóźnień. Jednak niektóre pasma częstotliwości przeznaczone dla 5G nie są efektywnie wykorzystywane ze względu na ograniczenia technologiczne. Te pasma częstotliwości obejmują pasmo New Radio (NR) 39 GHz, ale w rzeczywistości obejmują zakres od 37 GHz do 43.5 GHz, w zależności od kraju. Pasmo NR oferuje zauważalną przewagę wydajności w porównaniu z innymi pasmami o niższych częstotliwościach, z których korzystają obecnie sieci 5G. Na przykład zapewnia bardzo niskie opóźnienia w komunikacji, a także szybkość transmisji danych przekraczającą 10 Gb/s i ogromną pojemność, aby pomieścić kilku użytkowników.

Jednak te wyczyny mają swoją cenę. Sygnały o wysokiej częstotliwości są szybko tłumione, gdy przemieszczają się w przestrzeni. Dlatego ważne jest, aby przesyłana moc była skoncentrowana w wąskiej wiązce skierowanej bezpośrednio na odbiornik. W zasadzie można to osiągnąć za pomocą generatorów wiązki z układem fazowanym, urządzeń transmisyjnych składających się z układu anten o dokładnie kontrolowanych fazach. Jednak praca w obszarach pasma NR o wysokiej częstotliwości zmniejsza wydajność wzmacniaczy mocy, ponieważ mają one tendencję do występowania problemów z nieliniowością, które zniekształcają przesyłany sygnał.

Aby rozwiązać te problemy, zespół naukowców kierowany przez profesora Kenichi Okadę z Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) w Japonii opracował niedawno w ramach nowych badań nowatorski układ formowania wiązki z układem fazowym dla stacji bazowych 5G. Ich konstrukcja wykorzystuje dwie dobrze znane techniki, a mianowicie wzmacniacz Doherty i cyfrową predyspozycje (DPD), do transceivera z układem fazowym mmWave, ale z kilkoma skrętami. Naukowcy przedstawili swoje odkrycia na sympozjum IEEE 2022 na temat technologii i obwodów VLSI.

Wzmacniacz Doherty, opracowany w 1936 roku, odradza się w nowoczesnych urządzeniach telekomunikacyjnych ze względu na dobrą wydajność energetyczną i przydatność do sygnałów o wysokim stosunku wartości szczytowej do średniej (takich jak sygnały 5G). Zespół Tokyo Tech zmodyfikował konwencjonalną konstrukcję wzmacniacza Doherty i wyprodukował wzmacniacz dwukierunkowy. Oznacza to, że ten sam obwód może wzmacniać zarówno sygnał do przesłania, jak i odebrany sygnał z niskim poziomem szumów. Spełniło to kluczową rolę wzmocnienia zarówno dla nadawania, jak i odbioru. „Nasza proponowana przez nas dwukierunkowa implementacja wzmacniacza jest bardzo wydajna pod względem powierzchni. Dodatkowo, dzięki współprojektowaniu z technologią pakowania w skali chipa na poziomie wafla, umożliwia to niskie straty wtrąceniowe. Oznacza to, że mniej mocy jest tracone podczas przechodzenia sygnału wzmacniacza – wyjaśnia prof. Okada.

Jednak pomimo kilku zalet, wzmacniacz Doherty może nasilać problemy z nieliniowością, które wynikają z niedopasowania elementów anteny z układem fazowym. Zespół rozwiązał ten problem na dwa sposoby. Po pierwsze, zastosowali technikę DPD, która polega na zniekształceniu sygnału przed transmisją, aby skutecznie zniwelować zniekształcenia wprowadzone przez wzmacniacz. Ich implementacja, w przeciwieństwie do konwencjonalnych podejść DPD, wykorzystywała wspólną tablicę przeglądową (LUT) dla wszystkich anten, minimalizując złożoność obwodu. Po drugie, wprowadzili możliwość kompensacji niedopasowania między elementami do szyku fazowanego, poprawiając jego ogólną liniowość. „Porównaliśmy proponowane urządzenie z innymi najnowocześniejszymi nadajnikami-odbiornikami z fazą 5G i odkryliśmy, że kompensując niedopasowania między elementami we współdzielonym module DPD LUT, nasze wykazują niższy wyciek sąsiedniego kanału i błąd transmisji. - zauważa profesor Okada. „Mam nadzieję, że urządzenie i techniki opisane w tym badaniu pozwolą nam wszystkim szybciej czerpać korzyści z 5G NR!”

Potwierdzenie
Praca ta była częściowo wspierana przez Ministerstwo Spraw Wewnętrznych i Komunikacji w Japonii (JPJ000254).

O Tokyo Institute of Technology

Tokyo Tech stoi na czele badań i szkolnictwa wyższego jako wiodący uniwersytet w dziedzinie nauki i technologii w Japonii. Naukowcy z Tokyo Tech przodują w dziedzinach, od materiałoznawstwa po biologię, informatykę i fizykę. Założona w 1881 roku firma Tokyo Tech gości rocznie ponad 10,000 XNUMX studentów studiów licencjackich i magisterskich, którzy stają się liderami naukowymi i jednymi z najbardziej poszukiwanych inżynierów w przemyśle. Ucieleśniając japońską filozofię „monotsukuri”, co oznacza „techniczną pomysłowość i innowacyjność”, społeczność Tokyo Tech stara się wnosić wkład w społeczeństwo poprzez badania o dużym wpływie. https://www.titech.ac.jp/english/

O firmie NEC Corporation

NEC Corporation ugruntowała swoją pozycję lidera w integracji technologii informatycznych i sieciowych, promując jednocześnie deklarację marki „Orkiestrowanie jaśniejszego świata”. NEC umożliwia firmom i społecznościom dostosowywanie się do szybkich zmian zachodzących zarówno w społeczeństwie, jak i na rynku, ponieważ zapewnia społeczne wartości bezpieczeństwa, ochrony, uczciwości i wydajności, aby promować bardziej zrównoważony świat, w którym każdy ma szansę wykorzystać swój pełny potencjał. Aby uzyskać więcej informacji, odwiedź NEC pod adresem https://www.nec.com.


Prawa autorskie 2022 JCN Newswire. Wszelkie prawa zastrzeżone. www.jcnnewswire.com Naukowcy z Tokyo Tech i NEC Corporation opracowali niedawno nowatorski układ formowania wiązki z matrycą fazową dla pasma fal milimetrowych (mmWave) 5G.

• Coinsmart. Najlepsza w Europie giełda bitcoinów i kryptowalut.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. DARMOWY DOSTĘP.
• CryptoJastrząb. Radar Altcoin. Bezpłatna wersja próbna.
• Źródło: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/75849/3/