År 2030 förväntas 6G mobilkommunikation bana väg för innovativa applikationer som artificiell intelligens, virtuell verklighet och Internet of Things.Detta kommer att kräva högre prestanda än den nuvarande 5G-mobilstandarden med hjälp av nya hårdvarulösningar.Som sådan kommer Fraunhofer IAF vid EuMW 2022 att presentera en energieffektiv GaN-sändarmodul utvecklad tillsammans med Fraunhofer HHI för motsvarande 6G-frekvensområde över 70 GHz.Den höga prestandan hos denna modul har bekräftats av Fraunhofer HHI.
Autonoma fordon, telemedicin, automatiserade fabriker – alla dessa framtida tillämpningar inom transport, sjukvård och industri förlitar sig på informations- och kommunikationsteknologier som går utöver kapaciteten hos den nuvarande femte generationens (5G) mobilkommunikationsstandard.Den förväntade lanseringen av 6G-mobilkommunikation 2030 lovar att tillhandahålla de nödvändiga höghastighetsnätverken för de datavolymer som behövs i framtiden, med datahastigheter på över 1 Tbps och latens upp till 100 µs.
Sedan 2019 som ett KONFEKT-projekt ("6G Communication Components").
Forskarna har utvecklat transmissionsmoduler baserade på galliumnitrid (GaN) effekthalvledare, som för första gången kan använda frekvensområdet cirka 80 GHz (E-band) och 140 GHz (D-band).Den innovativa E-bandssändarmodulen, vars höga prestanda har testats framgångsrikt av Fraunhofer HHI, kommer att presenteras för expertpubliken vid European Microwave Week (EuMW) i Milano, Italien, från 25 till 30 september 2022.
"På grund av de höga kraven på prestanda och effektivitet kräver 6G nya typer av utrustning", förklarar Dr. Michael Mikulla från Fraunhofer IAF, som koordinerar KONFEKT-projektet.”Dagens toppmoderna komponenter når sina gränser.Det gäller i synnerhet den underliggande halvledartekniken samt monterings- och antenntekniken.För att uppnå bästa resultat när det gäller uteffekt, bandbredd och effekteffektivitet använder vi GaN-baserad monolitisk integration Microwave Microwave Circuits (MMIC) i vår modul ersätter för närvarande använda kiselkretsar. Som en halvledare med stort bandgap kan GaN arbeta vid högre spänningar , vilket ger betydligt lägre förluster och mer kompakta komponenter. Dessutom går vi bort från ytmonterade och plana designpaket för att utveckla strålformande arkitekturer med låg förlust med vågledare och inbyggda parallella kretsar.”
Fraunhofer HHI är också aktivt involverad i utvärderingen av 3D-printade vågledare.Flera komponenter har designats, tillverkats och karakteriserats med den selektiva lasersmältningsprocessen (SLM), inklusive kraftdelare, antenner och antennmatningar.Processen möjliggör också snabb och kostnadseffektiv produktion av komponenter som inte kan tillverkas med traditionella metoder, vilket banar väg för utvecklingen av 6G-teknik.
"Genom dessa tekniska innovationer tillåter Fraunhofer Institutes IAF och HHI Tyskland och Europa att ta ett viktigt steg mot framtiden för mobil kommunikation, samtidigt som de ger ett viktigt bidrag till nationell teknisk suveränitet", sa Mikula.
E-bandsmodulen ger 1W linjär uteffekt från 81 GHz till 86 GHz genom att kombinera sändningseffekten från fyra separata moduler med en vågledarenhet med extremt låg förlust.Detta gör den lämplig för bredbandspunkt-till-punkt datalänkar över långa avstånd, en nyckelfunktion för framtida 6G-arkitekturer.
Olika överföringsexperiment av Fraunhofer HHI har visat prestandan hos de gemensamt utvecklade komponenterna: i olika utomhusscenarier överensstämmer signalerna med den nuvarande 5G-utvecklingsspecifikationen (5G-NR Release 16 av 3GPP GSM-standarden).Vid 85 GHz är bandbredden 400 MHz.
Med siktlinje överförs data framgångsrikt upp till 600 meter i 64-symbols Quadrature Amplitude Modulation (64-QAM), vilket ger hög bandbreddseffektivitet på 6 bps/Hz.Den mottagna signalens felvektorstorlek (EVM) är -24,43 dB, långt under 3GPP-gränsen på -20,92 dB.Eftersom siktlinjen är blockerad av träd och parkerade fordon, kan 16QAM-modulerad data överföras upp till 150 meter.Kvadraturmodulationsdata (kvadraturfasskiftnyckling, QPSK) kan fortfarande sändas och tas emot med en effektivitet på 2 bps/Hz även när siktlinjen mellan sändare och mottagare är helt blockerad.I alla scenarier är ett högt signal-brusförhållande, ibland över 20 dB, viktigt, särskilt med tanke på frekvensområdet, och kan endast uppnås genom att öka komponenternas prestanda.
I det andra tillvägagångssättet utvecklades en sändarmodul för ett frekvensområde runt 140 GHz, som kombinerar en uteffekt på över 100 mW med en maximal bandbredd på 20 GHz.Testning av denna modul pågår fortfarande.Båda sändarmodulerna är idealiska komponenter för att utveckla och testa framtida 6G-system i terahertz-frekvensområdet.
Använd det här formuläret om du stöter på stavfel, felaktigheter eller om du vill skicka en begäran om att redigera innehållet på denna sida.För allmänna frågor, använd vårt kontaktformulär.För allmän feedback, använd den offentliga kommentarsektionen nedan (följ reglerna).
Din feedback är mycket viktig för oss.Men på grund av den höga volymen meddelanden kan vi inte garantera individuella svar.
Din e-postadress används endast för att informera mottagarna om vem som skickat e-postmeddelandet.Varken din adress eller mottagarens adress kommer att användas för något annat ändamål.Informationen du angav kommer att visas i din e-post och kommer inte att lagras av Tech Xplore i någon form.
Denna webbplats använder cookies för att underlätta navigering, analysera din användning av våra tjänster, samla in data för att anpassa annonser och tillhandahålla innehåll från tredje part.Genom att använda vår webbplats bekräftar du att du har läst och förstått vår integritetspolicy och användarvillkor.
Posttid: 18-10-2022
