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 kommer att presentera sina resultat i det kommande 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.
“VĂĄr föreslagna dubbelriktade implementering för förstärkaren är mycket yteffektiv. Dessutom, tack vare sin samdesign med en förpackningsteknik pĂĄ wafer-nivĂĄ i chipskala, möjliggör den lĂĄga insättningsförluster. Det betyder att mindre effekt gĂĄr förlorad när signalen passerar förstärkaren”, förklarar professor Okada.
Trots dess flera fördelar kan dock Doherty-förstärkaren förvärra olinjäritetsproblem som uppstår på grund av missanpassningar i elementen i den fasade antennen. Teamet åtgärdade detta problem på två sätt.
Först använde de DPD-tekniken, som innebär att förvränga signalen 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 inter-element-felanpassningen i den delade-LUT DPD-modulen, vĂĄr visar ett lägre intilliggande kanalläckage och överföringsfel, ” anmärker professor Okada. “Förhoppningsvis kommer enheten och teknikerna som beskrivs i denna studie att lĂĄta oss alla skörda fördelarna med 5G NR tidigare.”
El och data via luften: Samtidig överföring av 5G och ström
Mer information:
Konferens: www.vlsisymposium.org/ TillhandahĂĄlls av Tokyo Institute of Technology
Citat:Introduktion av en transceiver som kan utnyttja de högre frekvensbanden i 5G-nätverk (2022, 15 juni) hämtad 15 juni 2022 från https://techxplore.com/news/2022-06-transceiver-higher-frequency-bands-5g.html
Detta dokument är föremål för upphovsrätt. Bortsett från all rättvis handel i syfte att privata studier eller forskning, får ingen del reproduceras utan skriftligt tillstånd. Innehållet tillhandahålls endast i informationssyfte.
Håll kontakten med oss ​​på sociala medieplattformar för omedelbar uppdatering klicka här för att gå med i vår Twitter och Facebook
