Un nuevo transceptor inalámbrico inventado por ingenieros eléctricos de la Universidad de California, Irvine aumenta las frecuencias de radio a un territorio de 100 gigahercios, cuadriplicar la velocidad del próximo 5G, o quinta generación, estándar de comunicaciones inalámbricas.

Etiquetado como un "transmisor-receptor de extremo a extremo" por sus creadores en los laboratorios de circuitos integrados de comunicación a nanoescala de la UCI, el chip de silicio de 4,4 milímetros cuadrados es capaz de procesar señales digitales significativamente más rápido y con mayor eficiencia energética debido a su exclusiva arquitectura digital-analógica. La innovación del equipo se describe en un artículo publicado recientemente en el Revista IEEE de circuitos de estado sólido .

"Llamamos a nuestro chip 'más allá de 5G' porque la velocidad combinada y la tasa de datos que podemos lograr es dos órdenes de magnitud más alta que la capacidad del nuevo estándar inalámbrico, "dijo el autor principal Payam Heydari, Director de NCIC Labs y profesor de ingeniería eléctrica e informática de la UCI. "Además, operar en una frecuencia más alta significa que usted, yo y todos los demás podemos obtener una porción mayor del ancho de banda ofrecido por los operadores ".

Dijo que los investigadores académicos y los ingenieros de circuitos de comunicaciones siempre han querido saber si los sistemas inalámbricos son capaces de alcanzar el alto rendimiento y las velocidades de las redes de fibra óptica. "Si tal posibilidad pudiera materializarse, transformaría la industria de las telecomunicaciones, porque la infraestructura inalámbrica ofrece muchas ventajas sobre los sistemas cableados, "Dijo Heydari.

La respuesta de su grupo es en forma de un nuevo transceptor que supera el estándar inalámbrico 5G, designado para operar dentro del rango de 28 a 38 gigahercios, al estándar 6G. que se espera que funcione a 100 gigahertz y más.

"La Comisión Federal de Comunicaciones abrió recientemente nuevas bandas de frecuencia por encima de 100 gigahercios, "dijo el autor principal e investigador de posgrado Hossein Mohammadnezhad, un estudiante de posgrado de la UCI en el momento del trabajo que este año obtuvo un doctorado. en ingeniería eléctrica e informática. "Nuestro nuevo transceptor es el primero en proporcionar capacidades de extremo a extremo en esta parte del espectro".

Tener transmisores y receptores que puedan manejar comunicaciones de datos de alta frecuencia será vital para marcar el comienzo de una nueva era inalámbrica dominada por el "Internet de las cosas, "vehículos autónomos, y banda ancha enormemente ampliada para la transmisión de contenido de video de alta definición y más.

Si bien este sueño digital ha impulsado a los desarrolladores de tecnología durante décadas, Han comenzado a aparecer obstáculos en el camino del progreso. Según Heydari, El cambio de frecuencias de señales mediante modulación y demodulación en transceptores se ha realizado tradicionalmente mediante procesamiento digital. pero los ingenieros de circuitos integrados han comenzado en los últimos años a ver las limitaciones físicas de este método.

"La ley de Moore dice que deberíamos poder aumentar la velocidad de los transistores, como los que se encuentran en transmisores y receptores, al disminuir su tamaño, pero ese ya no es el caso, ", dijo." No se pueden romper los electrones en dos, así que nos hemos acercado a los niveles que se rigen por la física de los dispositivos semiconductores ".

Para solucionar este problema, Los investigadores de NCIC Labs utilizaron una arquitectura de chip que relaja significativamente los requisitos de procesamiento digital al modular los bits digitales en los dominios analógico y de radiofrecuencia.

Heydari dijo que además de permitir la transmisión de señales en el rango de 100 gigahercios, El diseño único del transceptor le permite consumir considerablemente menos energía que los sistemas actuales a un costo total reducido. allanando el camino para una adopción generalizada en el mercado de la electrónica de consumo.

Coautor Huan Wang, un estudiante de doctorado de la UCI en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación y miembro de NCIC Labs, dijo que la tecnología combinada con los sistemas de arreglos en fase, que utilizan múltiples antenas para dirigir los haces, facilita una serie de aplicaciones disruptivas en la transferencia y comunicación inalámbrica de datos.

"Nuestra innovación elimina la necesidad de miles de cables de fibra óptica en los centros de datos, para que los operadores de granjas de datos puedan realizar transferencias inalámbricas ultrarrápidas y ahorrar una cantidad considerable de dinero en hardware, refrigeración y potencia, " él dijo.