5G 네트워크의 더 높은 주파수 대역을 활용할 수 있는 트랜시버 소개

타임 스탬프 : 15 년 2022 월 1 일 10:XNUMX AM
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도쿄, 15년 2022월 5일 – (JCN Newswire) – 5G 밀리미터파(mmWave) 대역을 위한 새로운 위상 배열 빔 형성기가 최근 Tokyo Tech와 NEC Corporation의 연구원에 의해 개발되었습니다. 그들의 혁신적인 설계는 도허티 증폭기와 디지털 전치 왜곡이라는 두 가지 잘 알려진 기술을 mmWave 위상 배열 트랜시버에 적용하고 기존 설계의 문제를 극복하여 탁월한 에너지 및 면적 효율성을 생성하고 다른 최첨단 XNUMXG 트랜시버보다 성능이 뛰어납니다. .


5G 네트워크는 전 세계적으로 점점 더 보편화되고 있습니다. 5G를 지원하는 많은 소비자 기기는 이미 향상된 속도와 낮은 대기 시간의 이점을 누리고 있습니다. 그러나 5G에 할당된 일부 주파수 대역은 기술적인 한계로 인해 효과적으로 활용되지 못하고 있다. 이러한 주파수 대역에는 NR(New Radio) 39GHz 대역이 포함되지만 국가에 따라 실제로는 37GHz에서 43.5GHz까지 확장됩니다. NR 대역은 오늘날 5G 네트워크가 사용하는 다른 저주파 대역에 비해 성능면에서 눈에 띄는 이점을 제공합니다. 예를 들어, 10Gb/s 이상의 데이터 속도와 여러 사용자를 수용할 수 있는 방대한 용량과 함께 통신에서 매우 낮은 대기 시간을 가능하게 합니다.

그러나 이러한 업적에는 대가가 따릅니다. 고주파 신호는 공간을 이동할 때 빠르게 감쇠됩니다. 따라서 전송된 전력이 수신기를 직접 겨냥한 좁은 빔에 집중되는 것이 중요합니다. 이것은 원칙적으로 신중하게 위상 제어된 안테나 어레이로 구성된 전송 장치인 위상 어레이 빔 형성기를 사용하여 달성할 수 있습니다. 그러나 NR 대역의 고주파수 영역에서 작업하면 전송된 신호를 왜곡하는 비선형성 문제를 겪는 경향이 있기 때문에 전력 증폭기의 효율성이 감소합니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 일본 Tokyo Institute of Technology(Tokyo Tech)의 Kenichi Okada 교수가 이끄는 연구원 팀은 최근 새로운 연구에서 5G 기지국을 위한 새로운 위상 배열 빔 형성기를 개발했습니다. 그들의 설계는 두 가지 잘 알려진 기술, 즉 Doherty 증폭기와 DPD(디지털 전치 왜곡)를 mmWave 위상 배열 트랜시버에 적용하지만 약간의 변형이 있습니다. 연구원들은 VLSI 기술 및 회로에 관한 2022 IEEE 심포지엄에서 연구 결과를 발표했습니다.

1936년에 개발된 Doherty 증폭기는 전력 효율이 좋고 피크 대 평균 비율이 높은 신호(5G 신호 등)에 적합하기 때문에 현대 통신 장치에서 다시 등장했습니다. Tokyo Tech의 팀은 기존의 Doherty 증폭기 설계를 수정하고 양방향 증폭기를 생산했습니다. 이것이 의미하는 바는 동일한 회로가 전송될 신호와 수신 신호를 저잡음으로 증폭할 수 있다는 것입니다. 이것은 송신과 수신 모두를 위한 증폭의 중요한 역할을 수행했습니다. "우리가 제안한 증폭기용 양방향 구현은 매우 영역 효율적입니다. 또한 웨이퍼 수준 칩 스케일 패키징 기술과의 공동 설계 덕분에 삽입 손실이 낮습니다. 이는 신호가 통과할 때 손실되는 전력이 적다는 것을 의미합니다. 증폭기"라고 Okada 교수는 설명합니다.

그러나 여러 장점에도 불구하고 Doherty 증폭기는 위상 배열 안테나 요소의 불일치로 인해 발생하는 비선형성 문제를 악화시킬 수 있습니다. 팀은 두 가지 방법으로 이 문제를 해결했습니다. 첫째, 그들은 증폭기에 의해 도입된 왜곡을 효과적으로 상쇄하기 위해 전송 전에 신호를 왜곡하는 DPD 기술을 사용했습니다. 이들의 구현은 기존 DPD 접근 방식과 달리 모든 안테나에 대해 공유 룩업 테이블(LUT)을 사용하여 회로의 복잡성을 최소화했습니다. 둘째, 위상 배열에 요소 간 불일치 보상 기능을 도입하여 전체 선형성을 개선했습니다. "우리는 제안된 장치를 다른 최첨단 5G 위상 배열 트랜시버와 비교한 결과 공유 LUT DPD 모듈의 요소 간 불일치를 보상함으로써 인접 채널 누출 및 전송 오류가 더 낮다는 것을 입증했습니다. "라고 오카다 교수는 말한다. "이 연구에서 설명한 장치와 기술을 통해 우리 모두가 5G NR의 이점을 더 빨리 얻을 수 있기를 바랍니다!"

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이 작업은 일본 총무성(JPJ000254)의 일부 지원을 받았습니다.

도쿄 공과 대학 소개

Tokyo Tech는 일본 최고의 과학 기술 대학으로서 연구 및 고등 교육의 최전선에 서 있습니다. Tokyo Tech 연구원은 재료 과학에서 생물학, 컴퓨터 과학 및 물리학에 이르는 다양한 분야에서 탁월합니다. 1881년에 설립된 Tokyo Tech는 매년 10,000명 이상의 학부생 및 대학원생을 유치하고 있으며, 이들은 과학 리더이자 업계에서 가장 인기 있는 엔지니어로 성장합니다. "기술적 독창성과 혁신"을 의미하는 "모노츠쿠리"의 일본 철학을 구현하는 Tokyo Tech 커뮤니티는 영향력 있는 연구를 통해 사회에 공헌하기 위해 노력합니다. https://www.titech.ac.jp/english/

NEC Corporation 정보

NEC Corporation은 "Orchestrating a bright world"라는 브랜드 선언문을 홍보하면서 IT 및 네트워크 기술 통합의 리더로 자리 매김했습니다. NEC는 모든 사람이 잠재력을 최대한 발휘할 수 있는 보다 지속 가능한 세상을 촉진하기 위해 안전, 보안, 공정성 및 효율성이라는 사회적 가치를 제공함으로써 기업과 커뮤니티가 사회와 시장 모두에서 발생하는 급격한 변화에 적응할 수 있도록 합니다. 자세한 내용은 NEC를 참조하십시오. https://www.nec.com.


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