Forskare vid Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) och NEC Corporation, Japan, presentera en 39 GHz transceiver med inbyggd kalibrering för femte generationens (5G) applikationer. Fördelarna att vinna är kommunikation av bättre kvalitet samt kostnadseffektiv skalbarhet.

Ett team med mer än 20 forskare vid Tokyo Tech och NEC Corporation har framgångsrikt demonstrerat en 39 GHz sändtagare som kan användas i nästa våg av trådlös 5G -utrustning inklusive basstationer, smartphones, surfplattor och Internet-of-Things (IoT) -applikationer.

Även om forskargrupper, inklusive det nuvarande teamet, hittills i hög grad har fokuserat på att utveckla 28 GHz -system, 39 GHz kommer att vara ett annat viktigt frekvensband för att realisera 5G i många delar av världen.

Den nya sändtagaren är baserad på en 64-element (4 x 16) fasad array-design. Dess inbyggda förstärkningsfaskalibrering innebär att den kan förbättra strålformningsnoggrannheten, och därigenom minska oönskad strålning och öka signalstyrkan.

Tillverkad i en standard 65-nanometer CMOS-process, transceiverns billiga kiselbaserade komponenter gör den idealisk för massproduktion-en viktig faktor för en snabbare distribution av 5G-teknik.

Forskarna visade att den inbyggda kalibreringen har ett mycket lågt rot-medel-kvadrat (RMS) fasfel på 0,08 °. Denna siffra är en storleksordning lägre än tidigare jämförbara resultat. Medan sändtagare som hittills har utvecklats normalt lider av en hög förstärkningsvariation på mer än 1 dB, den nya modellen har en maximal förstärkningsvariation på bara 0,04 dB över hela 360 ° -inställningsområdet.

"Vi blev förvånade över att uppnå en så låg förstärkningsvariation när vi faktiskt använde kalibreringen baserat på vårt fas-skiftande tillvägagångssätt för lokaloscillator (LO), säger projektledare, Kenichi Okada från Tokyo Tech.

Dessutom, sändtagaren har en maximal ekvivalent isotrop strålningseffekt (EIRP) på 53 dBm. Detta är en imponerande indikation på uteffekten för de 64 antennerna, säger forskarna, särskilt för billig CMOS-implementering.

Inomhus testning (under anekoiska kammarförhållanden), vilket innebar en meter, luftmätning, visat att sändtagaren stöder trådlös överföring av en 400 MHz signal med 64QAM.

"Genom att öka matrisskalan, vi kan uppnå större kommunikationsavstånd, "Okada säger." Utmaningen blir att utveckla transceivern för användning i smartphones och basstationer för 5G och därefter. "

Arbetet presenteras på 2019 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium (RFIC) i Boston, Massachusetts, USA, som en del av morgonsessionen (Session RTu2E) som kommer att hållas den 4 juni 2019. Tidningen i detta arbete "En 39 GHz 64-element fasad-array CMOS-transceiver med inbyggd kalibrering" av Yun Wang et al., fick priset bästa studentpapper.