Forskare vid Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) har designat en 28 GHz transceiver som integrerar strålformning med dubbelpolariserad, multi-input och multiple-output (MIMO) teknik. Mäter bara tre gånger fyra millimeter, denna lilla sändtagare kan förbättra prestanda för femte generationens mobilnät (5G) och Internet of Things (IoT) -enheter.

Ett team av forskare under ledning av Kenichi Okada vid Tokyo Techs avdelning för elektrisk och elektronisk teknik har tagit fram en strategi med ett tydligt öga för att stödja höghastighets mobildataåtkomst med millimetervågspektrumet för nästa generations 5G trådlösa nätverk. Deras föreslagna 28-GHz transceiver kombinerar strålformning, en mycket effektiv signalbehandlingsmetod, med dubbelpolariserade MIMO-funktioner, vilket innebär att dess uppsättning av antenner kan reagera på både horisontella och vertikala radiovågor samtidigt.

Preliminära tester visade att den maximala datahastigheten som uppnåddes var 15 gigabit per sekund (Gb/s) i 64-QAM-formatet. Denna datahastighet är 25 procent högre än vad som uppnåtts av tidigare jämförbara modeller. Som en fortsättning på gruppens arbete med att utveckla transceivrar på toppnivå med minimala komponenter, forskarna uppnådde en design som var ungefär hälften så stor som dagens teknik. Ju mindre chip, desto bättre för 5G, på grund av den förväntade efterfrågan på högpresterande, areaeffektiva mottagare för användning i små och bärbara sensorer och enheter.

"Jämfört med den konventionella switch-baserade dubbelriktade metoden, vår dubbelriktade förstärkare delar helt mellanstegsmatchningsnätverken mellan transceivern och mottagaren. Således, det erforderliga området på chipet minimeras ytterligare, " Okada förklarar.

Japan intensifierar för närvarande ansträngningarna för att förbereda sig för 5G inför de Olympiska och Paralympiska spelen i Tokyo 2020. Det finns förväntningar på 5G-tjänster för att möjliggöra högre datagenomströmning för applikationer som livestreaming av högupplöst video och för potentiellt biljoner nya IoT-enheter som kan dela data dygnet runt, samt att öka hastigheten och lyhördheten hos kommunikationsnätverk överlag.

Ytterligare detaljer om studien presenteras som en del av 4G/5G-transceiversessionen vid 2019 International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) som kommer att hållas i San Francisco från 17 till 21 februari 2019.