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超5G无线收发器带来高速连接的未来

2019年08月25日 10:18 次阅读

这款名为“Beyond 5G”的新设备是一款4平方毫米的半导体无线发射器接收器(收发器),它采用新颖的数字模拟架构进行数字信号处理。其中一位开发人员同时兼任UCI电子工程和计算机科学教授的Payam Heydari表示该芯片的综合速度和数据速率将“比新无线标准的能力高两个数量级”。

该芯片是基于多相射频RF)相关协议的8相移键控(8PSK)直接解调接收器。目前处于原型阶段,它在115和135 GHz频谱下工作,并且可以在20 cm的距离上实现36 GB / s的数据传输速度。该收发器采用独特的半导体架构,可调制模拟和RF域中的数字信号。以这种方式设计的RF芯片可以实现更高频率的数据通信,而无需相应减小尺寸,这与摩尔定律明显不同。该芯片仅消耗200瓦的直流功率。

UCI研究人员认为,新芯片可以消除数据中心使用广泛光纤网络的需求,这将使农场经营商能够进行高速无线数据传输,同时节省硬件、冷却和电力成本。数百GHz范围内的超高带宽将允许实时传输大量数据,专家称,这将看到“人类级”计算能力在无线网络上的充分转移。此外,更高的信号传输速度将使工程师能够在最前沿的物联网应用、全自动驾驶车辆以及用于高保真视频流的扩展宽带中实现通信。

超5G无线收发器带来高速连接的未来

该研究的合著者、UCI电子工程和计算机科学博士生Huan Wang表示,该设备与相控阵系统相结合,将有助于通信和无线数据传输的多个破坏性应用。超5G收发器适用于RFID系统、蓝牙设备、智能手机和个人计算机的无线天线等应用。新芯片提供的巨大带宽可以使先进的应用程序用于AI、AR和虚拟现实系统。

UCI超5G芯片背后的研究代表了无线技术的突破。然而,预计到2030年,它并不是唯一一个旨在创新下一代6G技术的项目。还有其他一些方案也对6G发展有显著的推动:

在2018年第一季度,芬兰科学院批准了奥卢大学的一项提案,即“6G无线智能社会与生态系统”国家研究基金。在宣布时,它成为世界上第一个专注于6G网络研发和开发的项目。目前,芬兰无线通信中心正在研究6G的核心要素,包括近乎即时的无限无线连接、分布式计算和A以及构建6G就绪硬件的一般技术。

来自弗吉尼亚理工大学电子与计算机工程系的副教授Walid Saad,以及芬兰无线通信中心和香港中文大学未来情报网络研究所的学者们正在探索6G网络标准的趋势、应用、技术和开放研究问题。这项研究的结果和结论已被浓缩成一篇10页的白皮书,题为《6G无线系统的愿景:应用、趋势、技术和开放研究问题》。该研究涵盖了6G的主要驱动应用,如连接机器人和自动化系统、多传感器扩展现实(XR)体验、无线脑机交互等。

UCI的发明是在联邦通信委员会(FCC)最近批准了95 GHz至3 THZ的带宽之后,这将支持6G、7G及更高的带宽。虽然6G仍远未实现,但是自去年以来,Keysight等公司资助了对毫米波(mmWave)和太赫兹(THz)频谱的研究。随着物联网、人工智能、自动驾驶、远程医疗和工业自动化等新应用的出现,高速连接将成为首要任务。

虽然5G技术仍在开发中,目前已在世界各地的部分地区部署,但领先的制造商和研究机构已经在探索6G标准的可行性。尽管如此,其实施将在很大程度上取决于5G标准的成功。然而,归类为6G(及以上)的超快速网络将需要生产新硬件,以充分利用增强的数据传输能力。

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