用于5G通信的更精确低成本的39 GHz波束成形收发器

东京工业大学(东京工业大学)和NEC公司的研究人员展示了一种39 GHz收发器，内置第五代(5G)应用校准。获得的优势包括更高质量的通信以及经济高效的可扩展性。

由东京工业大学和NEC公司的20多名研究人员组成的团队成功演示了一种39 GHz收发器，可用于下一波5G无线设备，包括基站，智能手机，平板电脑和物联网(IoT)应用。

尽管包括现有团队在内的研究小组到目前为止主要致力于开发28 GHz系统，但39 GHz将是在世界许多地方实现5G的另一个重要频段。

新型收发器基于64字节(4 x 16)相控阵设计。其内置的增益相位校准意味着它可以提高波束成形精度，从而减少不需要的辐射并提高信号强度。

该收发器采用标准的65纳米CMOS工艺制造，低成本的硅基元件使其成为大规模生产的理想选择 - 这是加速部署5G技术的关键考虑因素。

研究人员表明，内置校准的均方根(RMS)相位误差非常低，为0.08°。这个数字比以前的可比结果低一个数量级。虽然迄今为止开发的收发器通常具有超过1 dB的高增益变化，但新型号在整个360°调谐范围内的最大增益变化仅为0.04 dB。

“当我们实际使用基于我们的本地振荡器(LO)相移方法的校准时，我们很惊讶地获得了如此低的增益变化，”项目负责人，东京工业大学的Kenichi Okada表示。

此外，收发器的最大等效全向辐射功率(EIRP)为53 dBm。研究人员称，这是64个天线输出功率的令人印象深刻的指示，特别是对于低成本CMOS实现。

室内测试(在消声室条件下)，包括一米的无线测量，证明该收发器支持使用64QAM无线传输400 MHz信号。

“通过增加阵列规模，我们可以实现更大的通信距离，”冈田说。“挑战将是开发用于5G及以上智能手机和基站的收发器。”

这项工作将于2019年6月4日在马萨诸塞州波士顿举行的2019年IEEE无线电频率集成电路研讨会(RFIC)上发布，作为上午会议(会议RTu2E)的一部分。该工作的论文“A 39具有内置校准功能的GHz 64元相控阵CMOS采集器“由Yun Wang等人获得了最佳学生论文奖。

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