Ожидается, что к 2030 году мобильная связь 6G проложит путь для инновационных приложений, таких как искусственный интеллект, виртуальная реальность и Интернет вещей.Это потребует более высокой производительности, чем текущий стандарт мобильной связи 5G, с использованием новых аппаратных решений.Таким образом, на выставке EuMW 2022 Fraunhofer IAF представит энергоэффективный модуль передатчика GaN, разработанный совместно с Fraunhofer HHI для соответствующего диапазона частот 6G выше 70 ГГц.Высокая производительность этого модуля была подтверждена Fraunhofer HHI.
Автономные транспортные средства, телемедицина, автоматизированные заводы — все эти будущие приложения в сфере транспорта, здравоохранения и промышленности основаны на информационных и коммуникационных технологиях, которые выходят за рамки возможностей текущего стандарта мобильной связи пятого поколения (5G).Ожидаемый запуск мобильной связи 6G в 2030 году обещает обеспечить необходимые высокоскоростные сети для необходимых в будущем объемов данных со скоростью передачи данных свыше 1 Тбит/с и задержкой до 100 мкс.
С 2019 года как проект KONFEKT («Компоненты связи 6G»).
Исследователи разработали передающие модули на основе силового полупроводника на основе нитрида галлия (GaN), которые впервые могут использовать диапазон частот примерно 80 ГГц (диапазон E) и 140 ГГц (диапазон D).Инновационный модуль передатчика E-диапазона, высокие характеристики которого были успешно протестированы Fraunhofer HHI, будет представлен экспертной публике на Европейской неделе микроволнового излучения (EuMW) в Милане, Италия, с 25 по 30 сентября 2022 года.
«Из-за высоких требований к производительности и эффективности для 6G требуются новые типы оборудования», — объясняет д-р Михаэль Микулла из Fraunhofer IAF, координирующий проект KONFEKT.«Сегодняшние современные компоненты достигают своих пределов.Это относится, в частности, к базовой полупроводниковой технологии, а также к технологии сборки и антенны.Для достижения наилучших результатов с точки зрения выходной мощности, полосы пропускания и энергоэффективности мы используем монолитную интеграцию на основе GaN. Микроволновые схемы (MMIC) нашего модуля заменяют используемые в настоящее время кремниевые схемы. Будучи полупроводником с широкой запрещенной зоной, GaN может работать при более высоких напряжениях. , что обеспечивает значительно более низкие потери и более компактные компоненты. Кроме того, мы отказываемся от поверхностного монтажа и планарных пакетов для разработки архитектур формирования луча с низкими потерями с волноводами и встроенными параллельными схемами».
Fraunhofer HHI также активно участвует в оценке волноводов, напечатанных на 3D-принтере.Несколько компонентов были спроектированы, изготовлены и охарактеризованы с использованием процесса селективного лазерного плавления (SLM), включая делители мощности, антенны и антенные фидеры.Этот процесс также позволяет быстро и экономично производить компоненты, которые невозможно изготовить традиционными методами, открывая путь для развития технологии 6G.
«Благодаря этим технологическим инновациям институты Фраунгофера IAF и HHI позволяют Германии и Европе сделать важный шаг к будущему мобильной связи, в то же время внося важный вклад в национальный технологический суверенитет», — сказал Микула.
Модуль E-диапазона обеспечивает линейную выходную мощность 1 Вт в диапазоне частот от 81 ГГц до 86 ГГц за счет объединения мощности передачи четырех отдельных модулей с волноводным узлом с чрезвычайно низкими потерями.Это делает его пригодным для широкополосных каналов передачи данных «точка-точка» на большие расстояния, что является ключевой возможностью для будущих архитектур 6G.
Различные эксперименты по передаче, проведенные Fraunhofer HHI, продемонстрировали эффективность совместно разработанных компонентов: в различных сценариях использования вне помещений сигналы соответствуют текущей спецификации разработки 5G (5G-NR Release 16 стандарта 3GPP GSM).На частоте 85 ГГц полоса пропускания составляет 400 МГц.
В условиях прямой видимости данные успешно передаются на расстояние до 600 метров в режиме 64-символьной квадратурной амплитудной модуляции (64-QAM), что обеспечивает высокую эффективность полосы пропускания 6 бит/с/Гц.Модуль вектора ошибки принятого сигнала (EVM) составляет -24,43 дБ, что значительно ниже предела 3GPP -20,92 дБ.Поскольку линия прямой видимости заблокирована деревьями и припаркованными транспортными средствами, модулированные данные 16QAM могут успешно передаваться на расстояние до 150 метров.Данные квадратурной модуляции (квадратурная фазовая манипуляция, QPSK) по-прежнему могут передаваться и успешно приниматься с эффективностью 2 бит/с/Гц, даже когда линия прямой видимости между передатчиком и приемником полностью заблокирована.Во всех сценариях важно высокое отношение сигнал/шум, иногда превышающее 20 дБ, особенно с учетом частотного диапазона, и может быть достигнуто только за счет повышения производительности компонентов.
Во втором подходе модуль передатчика был разработан для диапазона частот около 140 ГГц, сочетая выходную мощность более 100 мВт с максимальной полосой пропускания 20 ГГц.Тестирование этого модуля еще впереди.Оба модуля передатчика являются идеальными компонентами для разработки и тестирования будущих систем 6G в терагерцовом диапазоне частот.
Пожалуйста, используйте эту форму, если вы столкнулись с орфографическими ошибками, неточностями или хотели бы отправить запрос на редактирование содержимого этой страницы.Для общих вопросов, пожалуйста, используйте нашу контактную форму.Для получения общего отзыва используйте раздел общественного обсуждения ниже (следуйте правилам).
Ваше мнение очень важно для нас.Однако из-за большого количества сообщений мы не можем гарантировать индивидуальные ответы.
Ваш адрес электронной почты используется только для того, чтобы получатели знали, кто отправил электронное письмо.Ни ваш адрес, ни адрес получателя не будут использоваться для каких-либо других целей.Введенная вами информация появится в вашем электронном письме и не будет храниться Tech Xplore ни в какой форме.
Этот веб-сайт использует файлы cookie для облегчения навигации, анализа использования вами наших услуг, сбора данных для персонализации рекламы и предоставления контента от третьих лиц.Используя наш веб-сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику конфиденциальности и Условия использования.
Время публикации: 18 октября 2022 г.
