Očekává se, že do roku 2030 mobilní komunikace 6G připraví cestu pro inovativní aplikace, jako je umělá inteligence, virtuální realita a internet věcí.To bude vyžadovat vyšší výkon než současný mobilní standard 5G s využitím nových hardwarových řešení.Fraunhofer IAF jako takový na EuMW 2022 představí energeticky účinný vysílač GaN modul vyvinutý společně s Fraunhofer HHI pro odpovídající frekvenční rozsah 6G nad 70 GHz.Vysoký výkon tohoto modulu byl potvrzen společností Fraunhofer HHI.
Autonomní vozidla, telemedicína, automatizované továrny – všechny tyto budoucí aplikace v dopravě, zdravotnictví a průmyslu spoléhají na informační a komunikační technologie, které přesahují možnosti současné páté generace (5G) mobilního komunikačního standardu.Očekávané spuštění mobilních komunikací 6G v roce 2030 slibuje, že poskytne potřebné vysokorychlostní sítě pro objemy dat potřebné v budoucnu, s datovými rychlostmi přesahujícími 1 Tbps a latencí až 100 µs.
Od roku 2019 jako projekt KONFEKT („6G Communication Components“).
Výzkumníci vyvinuli přenosové moduly založené na výkonovém polovodiči z nitridu galia (GaN), které mohou poprvé využívat frekvenční rozsah přibližně 80 GHz (pásmo E) a 140 GHz (pásmo D).Inovativní vysílací modul pro pásmo E, jehož vysoký výkon úspěšně otestovala společnost Fraunhofer HHI, bude odborné veřejnosti představen na Evropském týdnu mikrovlnné trouby (EuMW) v italském Miláně od 25. do 30. září 2022.
„Vzhledem k vysokým nárokům na výkon a efektivitu vyžaduje 6G nové typy zařízení,“ vysvětluje Dr. Michael Mikulla z Fraunhofer IAF, který projekt KONFEKT koordinuje.„Současné nejmodernější komponenty narážejí na své limity.To se týká zejména základní polovodičové technologie, jakož i montážní a anténní techniky.Abychom dosáhli nejlepších výsledků z hlediska výstupního výkonu, šířky pásma a energetické účinnosti, používáme monolitickou integraci na bázi GaN Mikrovlnné mikrovlnné obvody (MMIC) našeho modulu nahrazující v současnosti používané křemíkové obvody. Jako polovodič se širokým pásmem může GaN pracovat při vyšších napětích , poskytující výrazně nižší ztráty a kompaktnější komponenty. Kromě toho ustupujeme od balíčků povrchové montáže a planárního designu pro vývoj nízkoztrátových architektur formování paprsku s vlnovody a vestavěnými paralelními obvody.“
Společnost Fraunhofer HHI se také aktivně podílí na hodnocení 3D tištěných vlnovodů.Několik komponent bylo navrženo, vyrobeno a charakterizováno pomocí procesu selektivního laserového tavení (SLM), včetně výkonových rozdělovačů, antén a anténních napáječů.Tento proces také umožňuje rychlou a nákladově efektivní výrobu komponentů, které nelze vyrobit tradičními metodami, čímž dláždí cestu pro vývoj technologie 6G.
„Prostřednictvím těchto technologických inovací umožňují Fraunhoferovy instituty IAF a HHI Německu a Evropě učinit důležitý krok směrem k budoucnosti mobilních komunikací a zároveň významně přispět k národní technologické suverenitě,“ řekl Mikula.
Modul E-band poskytuje 1W lineárního výstupního výkonu od 81 GHz do 86 GHz kombinací vysílacího výkonu čtyř samostatných modulů s extrémně nízkou ztrátou sestavy vlnovodu.Díky tomu je vhodný pro širokopásmové datové spoje typu point-to-point na dlouhé vzdálenosti, což je klíčová schopnost pro budoucí architektury 6G.
Různé přenosové experimenty společnosti Fraunhofer HHI prokázaly výkon společně vyvinutých komponent: v různých venkovních scénářích signály vyhovují aktuální specifikaci vývoje 5G (5G-NR Release 16 standardu 3GPP GSM).Při 85 GHz je šířka pásma 400 MHz.
Díky přímé viditelnosti jsou data úspěšně přenášena až na 600 metrů v 64-symbolové kvadraturní amplitudové modulaci (64-QAM), která poskytuje vysokou účinnost šířky pásma 6 bps/Hz.Velikost vektoru chyby (EVM) přijímaného signálu je -24,43 dB, což je výrazně pod limitem 3GPP -20,92 dB.Vzhledem k tomu, že přímá viditelnost je blokována stromy a zaparkovanými vozidly, lze data modulovaná 16QAM úspěšně přenášet až na vzdálenost 150 metrů.Data kvadraturní modulace (kvadraturní klíčování fázovým posunem, QPSK) lze stále vysílat a úspěšně přijímat s účinností 2 bps/Hz, i když je přímka mezi vysílačem a přijímačem zcela zablokována.Ve všech scénářích je nezbytný vysoký odstup signálu od šumu, někdy přesahující 20 dB, zejména s ohledem na frekvenční rozsah, a lze jej dosáhnout pouze zvýšením výkonu komponent.
Ve druhém přístupu byl vyvinut vysílací modul pro frekvenční rozsah kolem 140 GHz, který kombinuje výstupní výkon přes 100 mW s maximální šířkou pásma 20 GHz.Testování tohoto modulu je stále před námi.Oba moduly vysílače jsou ideální komponenty pro vývoj a testování budoucích 6G systémů v terahertzovém frekvenčním rozsahu.
Pokud narazíte na pravopisné chyby, nepřesnosti nebo chcete odeslat požadavek na úpravu obsahu této stránky, použijte prosím tento formulář.Pro obecné dotazy použijte náš kontaktní formulář.Pro obecnou zpětnou vazbu použijte sekci veřejných komentářů níže (postupujte podle pravidel).
Vaše zpětná vazba je pro nás velmi důležitá.Vzhledem k velkému objemu zpráv však nemůžeme zaručit individuální odpovědi.
Vaše e-mailová adresa slouží pouze k tomu, aby příjemci věděli, kdo e-mail odeslal.Vaše adresa ani adresa příjemce nebudou použity k žádnému jinému účelu.Informace, které jste zadali, se objeví ve vašem e-mailu a Tech Xplore je v žádné podobě neuloží.
Tento web používá soubory cookie k usnadnění navigace, analýze vašeho používání našich služeb, shromažďování údajů pro personalizaci reklam a poskytování obsahu od třetích stran.Používáním našich webových stránek potvrzujete, že jste si přečetli a porozuměli našim zásadám ochrany osobních údajů a podmínkám použití.
Čas odeslání: 18. října 2022
