Očakáva sa, že do roku 2030 mobilná komunikácia 6G pripraví cestu pre inovatívne aplikácie, ako je umelá inteligencia, virtuálna realita a internet vecí.To si bude vyžadovať vyšší výkon ako súčasný mobilný štandard 5G s využitím nových hardvérových riešení.Fraunhofer IAF ako taký na EuMW 2022 predstaví energeticky účinný vysielací modul GaN vyvinutý v spolupráci s Fraunhofer HHI pre zodpovedajúci frekvenčný rozsah 6G nad 70 GHz.Vysoký výkon tohto modulu potvrdil Fraunhofer HHI.
Autonómne vozidlá, telemedicína, automatizované továrne – všetky tieto budúce aplikácie v doprave, zdravotníctve a priemysle sa spoliehajú na informačné a komunikačné technológie, ktoré presahujú možnosti súčasného štandardu mobilnej komunikácie piatej generácie (5G).Očakávané spustenie mobilnej komunikácie 6G v roku 2030 sľubuje, že poskytne potrebné vysokorýchlostné siete pre objemy dát potrebné v budúcnosti, s dátovými rýchlosťami presahujúcimi 1 Tbps a latenciou až 100 µs.
Od roku 2019 ako projekt KONFEKT („6G komunikačné komponenty“).
Výskumníci vyvinuli prenosové moduly založené na výkonovom polovodiči z nitridu gália (GaN), ktorý po prvýkrát môže využívať frekvenčný rozsah približne 80 GHz (pásmo E) a 140 GHz (pásmo D).Inovatívny vysielací modul E-band, ktorého vysoký výkon úspešne otestovala spoločnosť Fraunhofer HHI, bude predstavený odbornej verejnosti na Európskom týždni mikrovlnnej rúry (EuMW) v talianskom Miláne od 25. do 30. septembra 2022.
„Vzhľadom na vysoké nároky na výkon a efektivitu si 6G vyžaduje nové typy zariadení,“ vysvetľuje Dr. Michael Mikulla z Fraunhofer IAF, ktorý koordinuje projekt KONFEKT.„Súčasné najmodernejšie komponenty dosahujú svoje hranice.Týka sa to najmä základnej polovodičovej technológie, ako aj montážnej a anténnej techniky.Na dosiahnutie najlepších výsledkov, pokiaľ ide o výstupný výkon, šírku pásma a energetickú účinnosť, používame monolitickú integráciu na báze GaN Microwave Microwave Circuits (MMIC) nášho modulu, ktorá nahrádza v súčasnosti používané kremíkové obvody. Ako polovodič so širokou pásmovou medzerou môže GaN pracovať pri vyšších napätiach , ktorá poskytuje výrazne nižšie straty a kompaktnejšie komponenty. Okrem toho sa vzďaľujeme od balíkov pre povrchovú montáž a planárny dizajn pri vývoji nízkostratových architektúr vytvárania lúčov s vlnovodom a vstavanými paralelnými obvodmi.“
Fraunhofer HHI sa tiež aktívne podieľa na hodnotení 3D tlačených vlnovodov.Niekoľko komponentov bolo navrhnutých, vyrobených a charakterizovaných pomocou procesu selektívneho laserového tavenia (SLM), vrátane rozdeľovačov energie, antén a anténnych napájačov.Proces tiež umožňuje rýchlu a nákladovo efektívnu výrobu komponentov, ktoré sa nedajú vyrobiť tradičnými metódami, čím sa otvára cesta pre rozvoj technológie 6G.
„Prostredníctvom týchto technologických inovácií Fraunhoferove inštitúty IAF a HHI umožňujú Nemecku a Európe urobiť dôležitý krok smerom k budúcnosti mobilných komunikácií, pričom zároveň významne prispievajú k národnej technologickej suverenite,“ povedal Mikula.
Modul E-band poskytuje 1W lineárneho výstupného výkonu od 81 GHz do 86 GHz kombináciou vysielacieho výkonu štyroch samostatných modulov s extrémne nízkou stratou vlnovodu.Vďaka tomu je vhodný pre širokopásmové dátové spojenia bod-bod na veľké vzdialenosti, čo je kľúčová schopnosť pre budúce architektúry 6G.
Rôzne prenosové experimenty spoločnosti Fraunhofer HHI preukázali výkonnosť spoločne vyvinutých komponentov: v rôznych vonkajších scenároch signály zodpovedajú aktuálnej špecifikácii vývoja 5G (5G-NR Release 16 štandardu 3GPP GSM).Pri 85 GHz je šírka pásma 400 MHz.
Vďaka priamej viditeľnosti sa dáta úspešne prenášajú až na 600 metrov v 64-symbolovej kvadratúrnej amplitúdovej modulácii (64-QAM), ktorá poskytuje vysokú účinnosť šírky pásma 6 bps/Hz.Veľkosť vektora chyby (EVM) prijatého signálu je -24,43 dB, čo je výrazne pod limitom 3GPP -20,92 dB.Vzhľadom k tomu, že viditeľnosť je blokovaná stromami a zaparkovanými vozidlami, dáta modulované 16QAM možno úspešne prenášať až na 150 metrov.Dáta kvadratúrnej modulácie (kľúčovanie s kvadratúrnym fázovým posunom, QPSK) možno stále vysielať a úspešne prijímať s účinnosťou 2 bps/Hz, aj keď je viditeľnosť medzi vysielačom a prijímačom úplne zablokovaná.Vo všetkých scenároch je nevyhnutný vysoký pomer signálu k šumu, niekedy presahujúci 20 dB, najmä vzhľadom na frekvenčný rozsah, a možno ho dosiahnuť iba zvýšením výkonu komponentov.
V druhom prístupe bol vyvinutý modul vysielača pre frekvenčný rozsah okolo 140 GHz, ktorý kombinuje výstupný výkon nad 100 mW s maximálnou šírkou pásma 20 GHz.Testovanie tohto modulu je stále pred nami.Oba moduly vysielača sú ideálnymi komponentmi pre vývoj a testovanie budúcich 6G systémov v terahertzovom frekvenčnom rozsahu.
Tento formulár použite, ak narazíte na pravopisné chyby, nepresnosti alebo chcete odoslať žiadosť o úpravu obsahu tejto stránky.V prípade všeobecných otázok použite náš kontaktný formulár.Pre všeobecnú spätnú väzbu použite sekciu verejných komentárov nižšie (postupujte podľa pravidiel).
Vaša spätná väzba je pre nás veľmi dôležitá.Z dôvodu veľkého množstva správ však nemôžeme zaručiť individuálne odpovede.
Vaša e-mailová adresa sa používa iba na to, aby príjemcovia vedeli, kto poslal e-mail.Vaša adresa ani adresa príjemcu nebudú použité na žiadny iný účel.Informácie, ktoré ste zadali, sa objavia vo vašom e-maile a Tech Xplore ich v žiadnej forme neuloží.
Táto webová stránka používa súbory cookie na uľahčenie navigácie, analýzu vášho používania našich služieb, zhromažďovanie údajov na prispôsobenie reklám a poskytovanie obsahu od tretích strán.Používaním našej webovej stránky potvrdzujete, že ste si prečítali a pochopili naše Zásady ochrany osobných údajov a Podmienky používania.
Čas odoslania: 18. októbra 2022
