Pásmo D může být způsob, jak jít …
Jelikož zbytek světa využívá technologii 5G, položili vědci základ pro 6G. To překročí aktuální specifikace 5G s datovými rychlostmi přes 10 Gbps a latencí 1 milisekundu. Může se také připojit k zařízením až 100krát více než 4G LTE a nabídnout 1000krát větší šířku pásma spolu s dalšími vylepšeními citovanými společností Thales v recenzi technologie 5G.
Cíle 6G spektra a KPI. Obrázek s laskavým svolením 6G Research Visions
Nyní víme, co musí 6G splňovat minimální úroveň, ale jak to udělat? Pro zodpovězení této otázky vědci hledají frekvenční rozsahy a obvody, které budou tyto signály vysílat a přijímat.
Pásmo D a 6G
Podle článku napsaného laboratoří elektroniky CEA-Leti je komunikace s vlnami milimetrových pásem (mmWaves), zejména pásmem D, kanály, kterými bude technologie 6G cestovat. Pásmo D je pouze určitá sada frekvenčních rozsahů pro bezdrátovou komunikaci. V prezentaci v pásmu D Nokia vysvětluje následující rozsahy: 130-134 GHz141-148,5 GHz151,5-155,5 GHz155,5-158,5 GHz158,5-164 GHz167-174,7 GHz To jsou frekvence, které lze použít pro 6G až 31,7 GHz, to je příliš mnoho šířka pásma! To je srovnatelné s přibližně 13 GHz šířkou pásma, kterou má 5G, podle Qualcommu. Tato aktualizace může povolit více připojení na jednotku oblasti. Dokud budou tyto frekvence aktivní, budou na tyto vlny působit fyzické bariéry. CEA-Leti navrhuje, že jsou zapotřebí antény a obvody s vysokým ziskem.
Okruh až do výzvy pásma D.
Grenoble University vytvořila design s tak vysokou anténou. Tento anténní modul využívá část pásma D, pracující mezi 114 GHz a 138 GHz s maximálním ziskem 25 dBi a minimálním ziskem 22 dBi. Obvod je zaměřen na ultrarychlou komunikaci na krátkou vzdálenost s integrovaným frekvenčním multiplikátorem. Tento multiplikátor se skládá z řady samomíchacích obvodů a zesilovacích stupňů. Automatické mixéry zdvojnásobují frekvenci výstupu podle vstupního signálu. Níže je blokové schéma obvodu budiče antény a obvodu samostatného stupně směšovače.
Blokové schéma a rozložení řadiče antény. Obrázek s laskavým svolením Francesco Foglia Manzillo et. Alabama
Pokud jde o celkové obvody ovladače antény, část označená jako „nastavení vstupu“ je místem, kde diferenciální signál vstupuje do prvního stupně směšovače. U fází směšovače a zesilovače je aktivní část obvodu (tranzistorový obvod, oranžová část každého bloku) stejné velikosti, ale byly optimalizovány výstupní induktory a transformátory (zelená číslice v obrázku rozvržení). podle frekvencí, které je zajímají v každé fázi … Proto, jak se frekvence zvyšuje, vidíme, že velikosti induktorů a transformátorů se zmenšují. I když je první stupeň zesilovače jediný zesilovač, odpovídající stupně jsou stupňovité zesilovače, které zdvojnásobují zisk na stupeň. Tyto zesilovače jsou všechny stejných společných zdrojových pseudo diferenciálních stupňů.
Tranzistory NMOS optimalizují frekvenční odezvu
Nyní vidíme, že schéma směšovače používá pouze tranzistory NMOS. Je to proto, že společnost CEA-Leti hlásila obavy ohledně schopnosti obvodů CMOS reagovat na vysoké frekvence pásma D. Obvod směšovače používá dva tranzistory pro diferenciální páry (M5 a M6) diferenciálních párů tranzistorů NMOS (M1 a M2; M3 a M4).
Schéma automatického směšovacího stupně a návrh vazebního transformátoru. Obrázek s laskavým svolením Francesco Foglia Manzillo et. Alabama
M1 a M3 jsou připojeny k jedné straně výstupního transformátoru, zatímco druhá je připojena k M2 a M4. Nyní, protože M5 a M6 jsou řízeny diferenciálními signály, se M1 a M3 pohybují v opačných půl smyčkách vstupní vlny. To znamená, že v první polovině cyklu je M1 vypnutý a M3 je zapnutý, a během druhého polovičního cyklu je M3 vypnutý a M1 je zapnutý. To se děje s M2 a M4. Výstupní uzly M1 / M3 a M2 / M4 jsou kombinovány pro diferenciální signál, což je dvojnásobek frekvence vstupu, protože kombinace tranzistorů jsou otevřené a uzavřené v různých polovičních cyklech. Směšovač je poté připojen k dalšímu stupni zesílení transformátorem.Všechny tranzistory NMOS v tomto obvodu (směšovač a zesilovač) jsou nízkoprahové tranzistory, které optimalizují frekvenční odezvu obvodu.
Jak bude 6G postupovat?
Nové konstrukce obvodů, jako je pásmo D a anténní obvod, mohou být dobrým výchozím bodem pro technologii 6G. I když máme představu o tom, kam budou 6G signály směřovat, máme před sebou ještě dlouhou cestu. Budeme muset i nadále používat toto pásmo pro komunikaci na delší dosah a vzít v úvahu výzvu rozsáhlé integrace.
Nástroj pro sledování paprsků společnosti SIRADEL pomohl CEA-Leti vyvinout elektronicky řiditelnou anténu, která zabrání interferenci vnějších objektů s bezdrátovým výkonem THz. Obrázek s laskavým svolením CEA-Leti
D-pásmo má dosah a schopnost překonat 5G v dlouhém záběru a nové konstrukce tranzistorových obvodů nám umožňují komunikovat přes vysoké frekvence, což umožňuje takové vysoké zisky pro anténní přenos a příjem. Nyní je 5G na hlavním pódiu, ale v zákulisí nemusí být 6G tak daleko, jak jsme si mysleli.
