Chips CMOS en una placa de evaluación de 18 mm x 163,5 mm. Crédito:Atsushi Shirane, Kenichi Okada
Investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech) y NEC Corporation, Japón, presente un transceptor de 39 GHz con calibración incorporada para aplicaciones de quinta generación (5G). Las ventajas que se pueden obtener incluyen comunicaciones de mejor calidad, así como una escalabilidad rentable.
Un equipo de más de 20 investigadores de Tokyo Tech y NEC Corporation ha demostrado con éxito un transceptor de 39 GHz que podría usarse en la próxima ola de equipos inalámbricos 5G, incluidas las estaciones base, teléfonos inteligentes, tabletas y aplicaciones de Internet de las cosas (IoT).
Aunque los grupos de investigación, incluido el equipo actual, se han centrado hasta ahora en gran medida en el desarrollo de sistemas de 28 GHz, 39 GHz será otra banda de frecuencia importante para la realización de 5G en muchas partes del mundo.
El nuevo transceptor se basa en un diseño de matriz en fase de 64 elementos (4 x 16). Su calibración de fase de ganancia incorporada significa que puede mejorar la precisión de formación de haces, y de ese modo reducir la radiación no deseada y aumentar la intensidad de la señal.
Fabricado en un proceso CMOS estándar de 65 nanómetros, Los componentes basados en silicio de bajo costo del transceptor lo hacen ideal para la producción en masa, una consideración clave para la implementación acelerada de tecnologías 5G.
Los investigadores demostraron que la calibración incorporada tiene un error de fase de raíz cuadrada media (RMS) muy bajo de 0.08 °. Esta cifra es un orden de magnitud menor que los resultados comparables anteriores. Si bien los transceptores desarrollados hasta la fecha suelen sufrir una alta variación de ganancia de más de 1 dB, el nuevo modelo tiene una variación de ganancia máxima de solo 0,04 dB en todo el rango de sintonización de 360 °.
El transceptor basado en un diseño de matriz en fase de 64 elementos, ocupa un área de viruta de 12 mm 2 . Crédito:IEEE
"Nos sorprendió lograr una variación de ganancia tan baja cuando en realidad usamos la calibración basada en nuestro enfoque de cambio de fase de oscilador local (LO), "dice el líder del proyecto, Kenichi Okada de Tokyo Tech.
Además, el transceptor tiene una potencia radiada isotrópica equivalente máxima (EIRP) de 53 dBm. Esta es una indicación impresionante de la potencia de salida de las 64 antenas, los investigadores dicen, particularmente para la implementación CMOS de bajo costo.
Pruebas en interiores (en condiciones de cámara anecoica), que involucró un metro, medición por aire, demostró que el transceptor admite la transmisión inalámbrica de una señal de 400 MHz con 64QAM.
"Al aumentar la escala de la matriz, podemos lograr una mayor distancia de comunicación, "Dice Okada." El desafío será desarrollar el transceptor para su uso en teléfonos inteligentes y estaciones base para 5G y más allá ".
El trabajo se presentará en el Simposio de circuitos integrados de radiofrecuencia (RFIC) IEEE 2019 en Boston, Massachusetts, NOSOTROS, como parte de la sesión de la mañana (Sesión RTu2E) que se celebrará el 4 de junio de 2019. El documento de este trabajo "Un transceptor CMOS Phased Array de 39 GHz y 64 elementos con calibración incorporada" por Yun Wang et al., recibió el premio al mejor trabajo estudiantil.
