Preparare il terreno per il 6G: un ricetrasmettitore veloce e compatto per sub

9 giugno 2023

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dall'Istituto di tecnologia di Tokyo

Un nuovo progetto di ricetrasmettitore in grado sia di trasmettere che di ricevere frequenze superiori a 100 GHz e con una velocità dati di 112 Gb/s potrebbe aprire la strada alle tecnologie 6G, come riportato dagli scienziati del Tokyo Tech. Sopprimendo efficacemente l'auto-interferenza causata dalla perdita del segnale di trasmissione nel ricevitore, l'architettura proposta raggiunge velocità di trasmissione dati senza precedenti pur mantenendo dimensioni sorprendentemente compatte.

Scienziati e ingegneri nel campo delle telecomunicazioni stanno già lavorando sulle tecnologie che verranno utilizzate per le reti di sesta generazione (6G). Idealmente, il 6G dovrebbe fornire velocità di trasmissione dati superiori a 100 gigabit al secondo (Gb/s) e supportare latenze estremamente basse per applicazioni come auto autonome e realtà virtuale. Un modo per soddisfare questi enormi requisiti di trasmissione e ricezione è adottare un'architettura full-duplex (FD) che opera a frequenze sub-THz da 88 a 136 GHz.

Il vantaggio principale dell'architettura FD è che consente a un singolo sistema di trasmettere e ricevere segnali, raddoppiando di fatto il throughput. Un modo per implementare questa architettura è fare in modo che i moduli di trasmissione e ricezione condividano un'unica antenna. Ciò aiuta a ridurre le dimensioni del circuito e consente ad entrambe le parti di sfruttare appieno lo spettro di frequenze disponibile.

Tuttavia, le architetture FD ad antenna singola soffrono notevolmente di auto-interferenza (SI), un fenomeno in cui il segnale trasmesso si disperde nel lato ricevitore. Tali sistemi devono includere circuiti per la cancellazione del SI che tentano di cancellare il SI generato iniettando un segnale uguale con la polarità opposta. Nella banda sub-THz, implementare un'efficace cancellazione SI è molto più impegnativo che nelle frequenze più basse, il che rimane un ostacolo per i progetti FD ad antenna singola.

In questo contesto, un team di ricercatori del Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), in Giappone, ha recentemente sviluppato un nuovo sistema di comunicazione FD che affronta gli ostacoli posti dall’IS. Il gruppo di ricerca del professor Kenichi Okada presenta il proprio progetto al simposio 2023 sulla tecnologia e sui circuiti VLSI tenutosi dall'11 al 16 giugno a Kyoto, in Giappone.

Una delle caratteristiche principali del loro sistema è l'implementazione di un'antenna patch a doppia polarizzazione. È guidato da segnali differenziali, una combinazione di porte di alimentazione positiva e negativa per la trasmissione e la ricezione. Rendendo i percorsi del circuito di queste porte altamente simmetrici, il disadattamento del segnale trasmesso che fuoriesce nelle porte del ricevitore differenziale viene ridotto al minimo, il che aiuta a mantenere basso il SI. "Il nostro design evita le grandi perdite di trasmissione prevalenti nei dispositivi con strutture di antenna asimmetriche e porte di segnale differenziale asimmetriche", spiega il prof. Okada.