Apresentando um transceptor que pode acessar as bandas de frequência mais altas das redes 5G

TÓQUIO, 15 de junho de 2022 – (JCN Newswire) – Um novo formador de feixe phased array para a banda de ondas milimétricas 5G (mmWave) foi desenvolvido recentemente por pesquisadores da Tokyo Tech e da NEC Corporation. Seu design inovador aplica duas técnicas conhecidas - o amplificador Doherty e a pré-distorção digital - a um transceptor de matriz faseada mmWave e supera os problemas em designs convencionais, produzindo energia excepcional e eficiência de área e superando outros transceptores 5G de última geração .

As redes 5G estão se tornando mais prevalentes em todo o mundo. Muitos dispositivos de consumo que suportam 5G já estão se beneficiando de maiores velocidades e menor latência. No entanto, algumas faixas de frequências alocadas para 5G não são efetivamente utilizadas devido a limitações tecnológicas. Essas bandas de frequência incluem a banda de 39 GHz New Radio (NR), mas na verdade vão de 37 GHz a 43.5 GHz, dependendo do país. A banda NR oferece vantagens notáveis ​​em desempenho em relação a outras bandas de frequência mais baixas que as redes 5G usam hoje. Por exemplo, ele permite latência ultrabaixa na comunicação junto com taxas de dados de mais de 10 Gb/s e uma capacidade massiva para acomodar vários usuários.

No entanto, essas façanhas têm um custo. Os sinais de alta frequência são atenuados rapidamente à medida que viajam pelo espaço. É, portanto, crucial que a potência transmitida seja concentrada em um feixe estreito direcionado diretamente ao receptor. Isso pode, em princípio, ser alcançado usando formadores de feixe phased-array, dispositivos de transmissão compostos por um arranjo de antenas cuidadosamente controladas por fase. No entanto, trabalhar em regiões de alta frequência da banda NR diminui a eficiência dos amplificadores de potência, pois tendem a sofrer com problemas de não linearidade, que distorcem o sinal transmitido.

Para resolver esses problemas, uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor Kenichi Okada do Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Japão, desenvolveu recentemente, em um novo estudo, um novo formador de feixe phased-array para estações base 5G. Seu design adapta duas técnicas bem conhecidas, ou seja, o amplificador Doherty e a pré-distorção digital (DPD), em um transceptor de matriz de fase mmWave, mas com algumas reviravoltas. Os pesquisadores apresentam suas descobertas no Simpósio IEEE 2022 sobre Tecnologia e Circuitos VLSI.

O amplificador Doherty, desenvolvido em 1936, ressurgiu em dispositivos de telecomunicações modernos devido à sua boa eficiência de energia e adequação para sinais com uma alta relação pico-média (como sinais 5G). A equipe da Tokyo Tech modificou o design convencional do amplificador Doherty e produziu um amplificador bidirecional. O que isto significa é que o mesmo circuito pode tanto amplificar um sinal a ser transmitido quanto um sinal recebido com baixo ruído. Isso cumpriu o papel crucial da amplificação tanto para transmissão quanto para recepção. "Nossa implementação bidirecional proposta para o amplificador é muito eficiente em termos de área. Além disso, graças ao seu co-design com uma tecnologia de empacotamento de escala de chip em nível de wafer, permite baixa perda de inserção. Isso significa que menos energia é perdida à medida que o sinal atravessa o amplificador", explica o professor Okada.

Apesar de suas várias vantagens, no entanto, o amplificador Doherty pode exacerbar problemas de não linearidade que surgem de incompatibilidades nos elementos da antena phased array. A equipe abordou esse problema de duas maneiras. Primeiro, eles empregaram a técnica DPD, que envolve a distorção do sinal antes da transmissão para cancelar efetivamente a distorção introduzida pelo amplificador. Sua implementação, ao contrário das abordagens DPD convencionais, usou uma tabela de consulta compartilhada (LUT) para todas as antenas, minimizando a complexidade do circuito. Em segundo lugar, eles introduziram recursos de compensação de incompatibilidade entre elementos no Phased Array, melhorando sua linearidade geral. "Comparamos o dispositivo proposto com outros transceptores phased array 5G de última geração e descobrimos que, ao compensar as incompatibilidades entre elementos no módulo DPD de LUT compartilhada, o nosso demonstra um menor vazamento de canal adjacente e erro de transmissão, " comenta o professor Okada. "Esperamos que o dispositivo e as técnicas descritas neste estudo nos permitam colher os benefícios do 5G NR mais cedo!"

Reconhecimento
Este trabalho foi parcialmente financiado pelo Ministério de Assuntos Internos e Comunicações do Japão (JPJ000254).

Sobre o Instituto de Tecnologia de Tóquio

A Tokyo Tech está na vanguarda da pesquisa e do ensino superior como a universidade líder em ciência e tecnologia no Japão. Os pesquisadores da Tokyo Tech se destacam em campos que vão desde ciência de materiais até biologia, ciência da computação e física. Fundada em 1881, a Tokyo Tech recebe mais de 10,000 alunos de graduação e pós-graduação por ano, que se tornam líderes científicos e alguns dos engenheiros mais procurados da indústria. Incorporando a filosofia japonesa de "monotsukuri", que significa "engenhosidade técnica e inovação", a comunidade Tokyo Tech se esforça para contribuir com a sociedade por meio de pesquisas de alto impacto. https://www.titech.ac.jp/english/

Sobre a NEC Corporation

A NEC Corporation se estabeleceu como líder na integração de TI e tecnologias de rede, ao mesmo tempo que promove a declaração da marca "Orquestrando um mundo mais brilhante". A NEC permite que empresas e comunidades se adaptem às mudanças rápidas que ocorrem na sociedade e no mercado, pois fornece os valores sociais de segurança, justiça e eficiência para promover um mundo mais sustentável onde todos têm a chance de atingir seu potencial máximo. Para obter mais informações, visite NEC em https://www.nec.com.


Copyright 2022 JCN Newswire. Todos os direitos reservados. www.jcnnewswire.com Um novo formador de feixe phased-array para a banda 5G de onda milimétrica (mmWave) foi desenvolvido recentemente por pesquisadores da Tokyo Tech e da NEC Corporation.

• Coinsmart. A melhor troca de Bitcoin e criptografia da Europa.
• Platoblockchain. Inteligência Metaverso Web3. Conhecimento Ampliado. ACESSO LIVRE.
• CryptoHawk. Radar Altcoin. Teste grátis.
• Fonte: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/75849/3/