Giới thiệu bộ thu phát có thể chạm vào băng tần cao hơn của mạng 5G

Dấu thời gian: ngày 15 tháng 2022 năm 1 10:XNUMX sáng
Nút nguồn: 1380515

TOKYO, ngày 15 tháng 2022 năm 5 – (JCN Newswire) – Một bộ tạo chùm tia mảng pha mới dành cho băng tần sóng milimet 5G (mmWave) gần đây đã được các nhà nghiên cứu tại Tokyo Tech và NEC Corporation phát triển. Thiết kế sáng tạo của họ áp dụng hai kỹ thuật nổi tiếng – bộ khuếch đại Doherty và biến dạng kỹ thuật số – cho bộ thu phát mảng pha mmWave và khắc phục các vấn đề trong thiết kế thông thường, tạo ra hiệu suất diện tích và năng lượng đặc biệt, đồng thời vượt trội so với các bộ thu phát XNUMXG hiện đại khác .


Mạng 5G đang trở nên phổ biến hơn trên toàn thế giới. Nhiều thiết bị tiêu dùng hỗ trợ 5G đã được hưởng lợi từ tốc độ tăng và độ trễ thấp hơn. Tuy nhiên, một số dải tần được phân bổ cho 5G không được sử dụng hiệu quả do các hạn chế về công nghệ. Các băng tần này bao gồm băng tần 39 GHz của New Radio (NR), nhưng thực tế trải dài từ 37 GHz đến 43.5 GHz, tùy thuộc vào quốc gia. Băng tần NR mang lại những lợi thế đáng chú ý về hiệu suất so với các băng tần thấp hơn khác mà mạng 5G sử dụng ngày nay. Ví dụ, nó cho phép độ trễ cực thấp trong giao tiếp cùng với tốc độ dữ liệu trên 10 Gb / giây và dung lượng lớn để đáp ứng nhiều người dùng.

Tuy nhiên, những kỳ công này phải trả giá đắt. Tín hiệu tần số cao bị suy giảm nhanh chóng khi chúng di chuyển trong không gian. Do đó, điều quan trọng là công suất truyền được tập trung trong một chùm hẹp nhắm trực tiếp vào máy thu. Về nguyên tắc, điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng máy biến tia mảng pha, thiết bị truyền dẫn bao gồm một loạt các ăng-ten được điều khiển theo pha cẩn thận. Tuy nhiên, làm việc ở các vùng tần số cao của dải NR làm giảm hiệu quả của các bộ khuếch đại công suất vì chúng có xu hướng gặp phải các vấn đề phi tuyến tính, làm sai lệch tín hiệu truyền đi.

Để giải quyết những vấn đề này, một nhóm các nhà nghiên cứu do Giáo sư Kenichi Okada từ Học viện Công nghệ Tokyo (Tokyo Tech), Nhật Bản dẫn đầu, gần đây đã phát triển, trong một nghiên cứu mới, trong một nghiên cứu mới, một bộ định dạng chùm tia theo giai đoạn mới cho các trạm gốc 5G. Thiết kế của họ điều chỉnh hai kỹ thuật nổi tiếng, cụ thể là bộ khuếch đại Doherty và phân bổ kỹ thuật số (DPD), thành một bộ thu phát mảng pha mmWave, nhưng có một vài điểm xoắn. Các nhà nghiên cứu trình bày những phát hiện của họ trong Hội nghị chuyên đề IEEE 2022 về Công nghệ và Mạch VLSI.

Bộ khuếch đại Doherty, được phát triển vào năm 1936, đã chứng kiến ​​sự hồi sinh trong các thiết bị viễn thông hiện đại nhờ hiệu suất năng lượng tốt và tính phù hợp với các tín hiệu có tỷ lệ đỉnh trên trung bình cao (chẳng hạn như tín hiệu 5G). Nhóm nghiên cứu tại Tokyo Tech đã sửa đổi thiết kế bộ khuếch đại Doherty thông thường và sản xuất bộ khuếch đại hai hướng. Điều này có nghĩa là cùng một mạch có thể vừa khuếch đại tín hiệu được truyền đi vừa có thể thu được tín hiệu với độ nhiễu thấp. Điều này hoàn thành vai trò quan trọng của khuếch đại cho cả truyền và nhận. "Việc triển khai hai chiều được đề xuất của chúng tôi cho bộ khuếch đại rất tiết kiệm diện tích. Ngoài ra, nhờ đồng thiết kế với công nghệ đóng gói quy mô chip cấp wafer, nó cho phép suy hao chèn thấp. Điều này có nghĩa là ít điện năng bị mất hơn khi tín hiệu truyền qua giáo sư Okada giải thích.

Tuy nhiên, mặc dù có một số ưu điểm, bộ khuếch đại Doherty có thể làm trầm trọng thêm các vấn đề phi tuyến tính phát sinh từ sự không khớp trong các phần tử của ăng-ten mảng pha. Nhóm giải quyết vấn đề này theo hai cách. Đầu tiên, họ sử dụng kỹ thuật DPD, liên quan đến việc bóp méo tín hiệu trước khi truyền để loại bỏ hiệu quả sự biến dạng do bộ khuếch đại đưa vào. Cách triển khai của chúng, không giống như các cách tiếp cận DPD thông thường, sử dụng bảng tra cứu chung (LUT) cho tất cả các ăng-ten, giảm thiểu độ phức tạp của mạch. Thứ hai, họ đã giới thiệu khả năng bù không phù hợp giữa các phần tử cho mảng theo từng giai đoạn, cải thiện độ tuyến tính tổng thể của nó. "Chúng tôi đã so sánh thiết bị được đề xuất với các bộ thu phát mảng pha 5G hiện đại khác và nhận thấy rằng, bằng cách bù các điểm không khớp giữa các phần tử trong mô-đun LUT DPD được chia sẻ, chúng tôi chứng minh được lỗi truyền dẫn và rò rỉ kênh lân cận thấp hơn, "Giáo sư Okada nhận xét. "Hy vọng rằng thiết bị và kỹ thuật được mô tả trong nghiên cứu này sẽ cho phép tất cả chúng ta gặt hái những lợi ích của 5G NR sớm hơn!"

Lời cảm ơn
Công việc này được hỗ trợ một phần bởi Bộ Nội vụ và Truyền thông Nhật Bản (JPJ000254).

Giới thiệu về Viện Công nghệ Tokyo

Tokyo Tech đứng đầu trong lĩnh vực nghiên cứu và giáo dục đại học với tư cách là trường đại học hàng đầu về khoa học và công nghệ tại Nhật Bản. Các nhà nghiên cứu của Tokyo Tech xuất sắc trong các lĩnh vực từ khoa học vật liệu đến sinh học, khoa học máy tính và vật lý. Được thành lập vào năm 1881, Tokyo Tech có hơn 10,000 sinh viên đại học và sau đại học mỗi năm, những người phát triển thành các nhà lãnh đạo khoa học và một số kỹ sư được săn đón nhiều nhất trong ngành. Thể hiện triết lý "monotsukuri" của Nhật Bản, có nghĩa là "sự khéo léo và đổi mới trong kỹ thuật", cộng đồng Tokyo Tech luôn nỗ lực đóng góp cho xã hội thông qua các nghiên cứu có tác động cao. https://www.titech.ac.jp/english/

Về NEC Corporation

NEC Corporation đã tự khẳng định mình là công ty đi đầu trong việc tích hợp công nghệ mạng và CNTT đồng thời quảng bá tuyên bố thương hiệu “Dàn dựng một thế giới tươi sáng hơn”. NEC cho phép các doanh nghiệp và cộng đồng thích ứng với những thay đổi nhanh chóng diễn ra trong xã hội và thị trường vì nó cung cấp các giá trị xã hội về an toàn, an ninh, công bằng và hiệu quả nhằm thúc đẩy một thế giới bền vững hơn, nơi mọi người đều có cơ hội phát huy hết tiềm năng của mình. Để biết thêm thông tin, hãy truy cập NEC tại https://www.nec.com.


Bản quyền 2022 JCN Newswire. Đã đăng ký Bản quyền. www.jcnnewswire.com Một bộ định dạng chùm tia theo giai đoạn mới cho dải sóng 5G milimet (mmWave) đã được các nhà nghiên cứu tại Tokyo Tech và NEC Corporation phát triển gần đây.

Dấu thời gian:

Thêm từ Bản tin JCN