Huipputehokas lähetinpiiri pieniin 5G-tukiasemiin

Aalto-yliopiston tutkijat ovat yhdessä Tampereen teknillisen yliopiston ja Nokia Bell Labsin kanssa kehittäneet uudenlaisen 5G-radiolähettimen, jonka toimintaperiaate on mahdollisimman digitaalinen: signaali muutetaan analogiseen muotoon vasta lähettimen viimeisessä vahvistinasteessa.

Kehitetyn integroidun tukiasemalähettimen prototyyppi. 28nm FDSOI CMOS -piirin koko on 2,75 x 1,84 mm. Kuva: Aalto-yliopisto

Puolijohdeprosessien kehitys on mahdollistanut, että signaali käsitellään radiolähettimessä digitaalisessa muodossa lähes antennille asti, missä se muunnetaan sähkömagneettiseksi säteilyksi.

”Lähettimeen on kehitetty täysin uusi integroitu elektroniikkapiiri, joka mahdollistaa lähetettävän taajuuskaistan merkittävän kasvattamisen. Tämä lisää tukiasemien tiedonsiirtokapasiteettia jopa 20- kertaiseksi”, kertoo Aalto-yliopiston elektroniikan ja nanotekniikan laitoksen professori Jussi Ryynänen.

”Kun 4G-lähettimien tiedonsiirtokaistanleveys on noin 20 megahertsiä, on kehitetyllä digitaalisella  5G-lähettimellä mahdollista saavuttaa jopa 400 megahertsin kaistanleveys”, Ryynänen sanoo.

Joustavaa signaalin muokkausta

Monissa tukiasemissa joustavuus on toteutettu rinnakkaisilla lähettimillä, joita voidaan laittaa päälle tai pois tukiaseman sijainnista ja tarvittavasta tiedonsiirtokapasiteetista riippuen.

Uusi lähetin mahdollistaa joustavan kantoaaltojen määrittelyn laajalla 400MHz:n taajuusalueella. Kuva: Aalto-yliopisto

”Nyt kehitetty 5G-tukiasemalähetin tuo uusia mahdollisuuksia lähetettävän signaalin muokkaukseen ja ohjelmointiin. Lähetettävän signaalin laatua voidaan parantaa ja hyvin vapaasti valita taajuudet, joilla lähetin toimii ilman rinnakkaisia radiolähettimiä”, sanoo Tampereen teknillisen yliopiston tietoliikennetekniikan professori Mikko Valkama.

Uuden sukupolven tukiasemissa operaattorit pystyvät valitsemaan parametreja säätämällä, miten ja mille laitteille he jakavat signaalia asemien kautta. Tähän asti kohdentaminen on tapahtunut kiinteällä taajuusalueella.

Aalto-yliopisto on kehittänyt tekniikkaa yhdessä Tampereen teknillisen yliopiston ja Nokia Bell Labsin kanssa. Tutkimusprojektia ovat rahoittaneet Tekes ja Nokia. Tulokset julkaistiin helmikuun alussa Yhdysvalloissa International IEEE Solid-State Circuits -konferenssissa.

LISÄÄ: ISSCC-konferenssin esitys (LINKKI).

Kuvat: Aalto-yliopisto

 

Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – kerran viikossa (LINKKI).

LUE – UUTTA  – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi!