En mere præcis, lavpris 39 GHz beamforming transceiver til 5G kommunikation

Forskere ved Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) og NEC Corporation, Japan, præsentere en 39 GHz transceiver med indbygget kalibrering til femte generations (5G) applikationer. Fordelene ved at opnå er kommunikation af bedre kvalitet samt omkostningseffektiv skalerbarhed.

Et hold på mere end 20 forskere ved Tokyo Tech og NEC Corporation har med succes demonstreret en 39 GHz transceiver, der kan bruges i den næste bølge af 5G trådløst udstyr, herunder basestationer, smartphones, tablets og Internet-of-Things (IoT) applikationer.

Selvom forskningsgrupper, herunder det nuværende team, indtil nu stort set har fokuseret på at udvikle 28 GHz -systemer, 39 GHz vil være et andet vigtigt frekvensbånd til realisering af 5G i mange dele af verden.

Den nye transceiver er baseret på et 64-element (4 x 16) faset array-design. Dens indbyggede forstærkningsfasekalibrering betyder, at den kan forbedre stråleformningsnøjagtigheden, og derved reducere uønsket stråling og øge signalstyrken.

Fremstillet i en standard 65-nanometer CMOS-proces, Transceiverens billige siliciumbaserede komponenter gør den ideel til masseproduktion - en vigtig overvejelse for accelereret udrulning af 5G-teknologier.

Forskerne viste, at den indbyggede kalibrering har en meget lav root-mean-square (RMS) fasefejl på 0,08°. Dette tal er en størrelsesorden lavere end tidligere sammenlignelige resultater. Mens transceivere, der er udviklet til dato, typisk lider af en høj forstærkningsvariation på mere end 1 dB, den nye model har en maksimal forstærkningsvariation på kun 0,04 dB over hele 360 ​​° tuningsområdet.

"Vi var overraskede over at opnå en så lav forstærkningsvariation, når vi faktisk brugte kalibreringen baseret på vores fase-oscillator (LO) faseskiftende tilgang, siger projektleder, Kenichi Okada fra Tokyo Tech.

Ud over, transceiveren har en maksimal ækvivalent isotropisk udstrålet effekt (EIRP) på 53 dBm. Dette er en imponerende indikation af udgangseffekten af ​​de 64 antenner, siger forskerne, især til lavpris CMOS-implementering.

Indendørs test (under lydløse kammerforhold), som indebar en meter, luftmåling, demonstreret, at transceiveren understøtter trådløs transmission af et 400 MHz signal med 64QAM.

"Ved at øge array-skalaen, vi kan opnå større kommunikationsafstand, "Okada siger." Udfordringen vil være at udvikle transceiveren til brug i smartphones og basestationer til 5G og derover. "

Arbejdet præsenteres på 2019 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium (RFIC) i Boston, Massachusetts, OS, som en del af morgensessionen (Session RTu2E), der afholdes den 4. juni 2019. Papiret om dette værk "A 39 GHz 64-Element Phased-Array CMOS Transceiver with Built-in Calibration" af Yun Wang et al., modtog prisen for bedste studenteropgave.