Desarrollan un transceptor inalámbrico ‘más allá de 5G’

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Un nuevo transceptor inalámbrico inventado por ingenieros eléctricos en la Universidad de California, aumenta las frecuencias de radio en un territorio de 100 gigahercios, cuadruplica la velocidad del próximo estándar de comunicaciones inalámbricas 5G o quinta generación.

Etiquetado como un “transmisor-receptor de extremo a extremo” por sus creadores en los Laboratorios de Circuitos Integrados de Comunicación a Nanoescala de UCI, el chip de silicio de 4.4 milímetros cuadrados es capaz de procesar señales digitales significativamente más rápido y con mayor eficiencia energética gracias a su exclusivo formato digital. Arquitectura analógica.

“Llamamos a nuestro chip ‘más allá de 5G’ porque la velocidad combinada y la velocidad de datos que podemos alcanzar es dos órdenes de magnitud más alta que la capacidad del nuevo estándar inalámbrico”, dijo el autor principal Payam Heydari, director de NCIC Labs y profesor de electricidad de UCI ingeniería y ciencias de la computación.

“Además, operar en una frecuencia más alta significa que a usted, a mí y a todos los demás se les puede dar una mayor porción del ancho de banda ofrecido por los operadores”.

Dijo que los investigadores académicos y los ingenieros de circuitos de comunicaciones siempre han querido saber si los sistemas inalámbricos son capaces del alto rendimiento y las velocidades de las redes de fibra óptica.

“Si tal posibilidad pudiera llegar a buen término, transformaría la industria de las telecomunicaciones, porque la infraestructura inalámbrica ofrece muchas ventajas sobre los sistemas cableados”, dijo Heydari.

La respuesta de su grupo es en la forma de un nuevo transceptor que salta a través del estándar inalámbrico 5G, designado para operar dentro del rango de 28 a 38 gigahercios, al estándar 6G, que se espera que funcione a 100 gigahercios y más.

“La Comisión Federal de Comunicaciones recientemente abrió nuevas bandas de frecuencia por encima de 100 gigahertz”, dijo el autor principal e investigador de posgrado Hossein Mohammadnezhad, un estudiante graduado de la UCI en el momento del trabajo que este año obtuvo un Ph.D. en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación.

“Nuestro nuevo transceptor es el primero en proporcionar capacidades de extremo a extremo en esta parte del espectro”.

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Tener transmisores y receptores que puedan manejar tales comunicaciones de datos de alta frecuencia va a ser vital para iniciar una nueva era inalámbrica dominada por el “internet de las cosas”, vehículos autónomos y una banda ancha muy ampliada para la transmisión de contenido de video de alta definición y más.

Si bien este sueño digital ha impulsado a los desarrolladores de tecnología durante décadas, los obstáculos han comenzado a aparecer en el camino hacia el progreso.

Según Heydari, el cambio de las frecuencias de las señales a través de la modulación y demodulación en los transceptores se ha hecho tradicionalmente a través del procesamiento digital, pero en los últimos años los ingenieros de circuitos integrados han comenzado a ver las limitaciones físicas de este método.

“La ley de Moore dice que deberíamos poder aumentar la velocidad de los transistores, como los que se encuentran en los transmisores y receptores, al disminuir su tamaño, pero ese ya no es el caso”, dijo.

“No se pueden romper los electrones en dos, por lo que nos hemos acercado a los niveles que se rigen por la física de los dispositivos semiconductores”.

Para solucionar este problema, los investigadores de NCIC Labs utilizaron una arquitectura de chip que relaja significativamente los requisitos de procesamiento digital mediante la modulación de los bits digitales en los dominios analógico y de radiofrecuencia.

Heydari dijo que además de permitir la transmisión de señales en el rango de 100 gigahercios, el diseño único del transceptor le permite consumir considerablemente menos energía que los sistemas actuales a un costo total reducido, allanando el camino para una amplia adopción en el mercado de electrónica de consumo.

El coautor Huan Wang, un estudiante de doctorado de la UCI en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación y miembro de NCIC Labs, dijo que la tecnología combinada con los sistemas de red en fase, que usan múltiples antenas para dirigir los haces, facilita una serie de aplicaciones disruptivas en la transferencia inalámbrica de datos y comunicación.

“Nuestra innovación elimina la necesidad de millas de cables de fibra óptica en los centros de datos, por lo que los operadores de granjas de datos pueden realizar transferencias inalámbricas ultrarrápidas y ahorrar mucho dinero en hardware, refrigeración y energía”, dijo.

Fuente: Noticias de la Ciencia