Vi introducerar en transceiver som kan utnyttja de högre frekvensbanden i 5G-nätverk

Tidsstämpel: 15 juni 2022 1:10
Källnod: 1380515

TOKYO, 15 juni 2022 – (JCN Newswire) – En ny fasad array-stråleformare för 5G-millimetervågsbandet (mmWave) har nyligen utvecklats av forskare vid Tokyo Tech och NEC Corporation. Deras innovativa design tillämpar två välkända tekniker - Doherty-förstärkaren och digital fördistortion - på en mmWave phased-array transceiver och övervinner problemen i konventionella konstruktioner, producerar exceptionell energi- och yteffektivitet och överträffar andra toppmoderna 5G-transceivrar. .


5G-nätverk blir allt vanligare över hela världen. Många konsumentenheter som stöder 5G drar redan nytta av ökade hastigheter och lägre latens. Vissa frekvensband som allokerats för 5G utnyttjas dock inte effektivt på grund av tekniska begränsningar. Dessa frekvensband inkluderar New Radio (NR) 39 GHz-bandet, men spänner faktiskt från 37 GHz till 43.5 GHz, beroende på land. NR-bandet erbjuder anmärkningsvärda fördelar i prestanda jämfört med andra lägre frekvensband som 5G-nätverk använder idag. Till exempel möjliggör den ultralåg latens i kommunikationen tillsammans med datahastigheter på över 10 Gb/s och en enorm kapacitet för att ta emot flera användare.

Men dessa bedrifter kostar. Högfrekventa signaler dämpas snabbt när de färdas genom rymden. Det är därför avgörande att den överförda effekten koncentreras i en smal stråle riktad direkt mot mottagaren. Detta kan i princip uppnås med hjälp av fasstyrda strålformare, överföringsanordningar som består av en grupp noggrant fasstyrda antenner. Att arbeta i högfrekvensområden i NR-bandet minskar dock effektiviteten hos effektförstärkare eftersom de tenderar att lida av olinjäritetsproblem, vilket förvränger den sända signalen.

För att ta itu med dessa frågor har ett team av forskare under ledning av professor Kenichi Okada från Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Japan, nyligen utvecklat, i en ny studie, en ny fasad array-stråleformare för 5G-basstationer. Deras design anpassar två välkända tekniker, nämligen Doherty-förstärkaren och digital predistortion (DPD), till en mmWave phased-array transceiver, men med några vändningar. Forskarna presenterar sina resultat i 2022 IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits.

Doherty-förstärkaren, som utvecklades 1936, har sett en återväxt i moderna telekommunikationsenheter på grund av sin goda effekteffektivitet och lämplighet för signaler med ett högt topp-till-medel-förhållande (som 5G-signaler). Teamet på Tokyo Tech modifierade den konventionella Doherty-förstärkardesignen och producerade en dubbelriktad förstärkare. Vad detta innebär är att samma krets både kan förstärka en signal som ska sändas och en mottagen signal med lågt brus. Detta fyllde den avgörande rollen som förstärkning för både sändning och mottagning. "Vår föreslagna dubbelriktade implementering för förstärkaren är mycket yteffektiv. Dessutom, tack vare dess samdesign med en chip-skala förpackningsteknik på wafer-nivå, möjliggör den låga insättningsförluster. Detta innebär att mindre effekt går förlorad när signalen passerar förstärkaren", förklarar professor Okada.

Trots dess flera fördelar kan dock Doherty-förstärkaren förvärra olinjäritetsproblem som uppstår på grund av felmatchningar i elementen i fasad-arrayantennen. Teamet åtgärdade detta problem på två sätt. Först använde de DPD-tekniken, som innebär att signalen förvrängs före sändning för att effektivt eliminera distorsionen som förstärkaren introducerar. Deras implementering, till skillnad från de konventionella DPD-metoderna, använde en delad uppslagstabell (LUT) för alla antenner, vilket minimerar kretsens komplexitet. För det andra introducerade de funktioner för kompensation för oöverensstämmelse mellan element i den fasade arrayen, vilket förbättrade dess övergripande linjäritet. "Vi jämförde den föreslagna enheten med andra toppmoderna 5G-fasade array-transceivrar och fann att, genom att kompensera interelement-felanpassningen i den delade LUT DPD-modulen, vår demonstrerar ett lägre intilliggande kanalläckage och överföringsfel, " anmärker professor Okada. "Förhoppningsvis kommer enheten och teknikerna som beskrivs i denna studie att låta oss alla skörda fördelarna med 5G NR tidigare!"

Bekräftelse
Detta arbete stöddes delvis av ministeriet för inrikes frågor och kommunikation i Japan (JPJ000254).

Om Tokyo Institute of Technology

Tokyo Tech ligger i framkant av forskning och högre utbildning som det ledande universitetet för vetenskap och teknik i Japan. Tokyo Tech-forskare utmärker sig inom områden som sträcker sig från materialvetenskap till biologi, datavetenskap och fysik. Tokyo Tech grundades 1881 och är värd för över 10,000 XNUMX grund- och doktorander per år, som utvecklas till vetenskapliga ledare och några av de mest eftertraktade ingenjörerna inom industrin. Genom att förkroppsliga den japanska filosofin "monotsukuri", som betyder "teknisk uppfinningsrikedom och innovation", strävar Tokyo Tech-communityt efter att bidra till samhället genom forskning med hög effekt. https://www.titech.ac.jp/english/

Om NEC Corporation

NEC Corporation har etablerat sig som ledande inom integrationen av IT- och nätverksteknologier samtidigt som de främjar varumärkesförklaringen "Orchestrating a brighter world." NEC gör det möjligt för företag och samhällen att anpassa sig till snabba förändringar som äger rum i både samhället och marknaden eftersom det tillhandahåller de sociala värdena säkerhet, säkerhet, rättvisa och effektivitet för att främja en mer hållbar värld där alla har chansen att nå sin fulla potential. För mer information, besök NEC på https://www.nec.com.


Copyright 2022 JCN Newswire. Alla rättigheter förbehållna. www.jcnnewswire.comEn ny fasad-array beamformer för 5G millimetervåg (mmWave) bandet har nyligen utvecklats av forskare vid Tokyo Tech och NEC Corporation.

Tidsstämpel:

Mer från JCN Newswire