Nhật Bản đã phát triển thành công chipset thu phát dữ liệu không dây tốc độ cao nhất thế giới sử dụng công nghệ CMOS giá rẻ, tốc độ lên tới 640 Gbps.
Giáo sư Kenichi Okada của Viện Công nghệ Tokyo và các cộng sự đã hợp tác với Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Quốc gia để nghiên cứu và phát triển chip thu phát không dây băng tần D mới sử dụng quy trình 65 nm và CMOS (chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung silicon). ) công nghệ. Kết quả nghiên cứu đã được công bố tại hội nghị IEEE 2024 tổ chức tại Honolulu, Mỹ, từ ngày 16 đến 20/6.
Thiết kế bảng mạch cho bộ thu phát sử dụng chipset mới. hình ảnh: Hội nghị chuyên đề IEEE 2024
Okada cho biết, điểm khác biệt của chipset là nó có thể đạt tốc độ cao chỉ bằng công nghệ CMOS giá rẻ, giúp tiết kiệm chi phí sản xuất hàng loạt.
Công nghệ kết nối 5G hiện cung cấp tốc độ lên tới 10Gbps và hoạt động ở dải tần 24-47GHz, trong khi công nghệ kết nối thế hệ tiếp theo ở dải tần cao hơn đang được phát triển. Trong khi đó, chipset mới của Nhật Bản hoạt động ở dải tần từ 114 đến 170 GHz với băng thông tín hiệu 56 GHz.
Các nhà nghiên cứu đã chế tạo bộ thu và phát bằng cách sử dụng các bảng mạch tích hợp, với IC phát có kích thước 1,87 x 3,3 mm và IC thu có kích thước 1,65 x 2,6 mm. Ngoài ra, trên bo mạch còn có bộ khuếch đại công suất để tăng cường tín hiệu đến mức phù hợp, bộ khuếch đại nhiễu thấp để tăng cường tín hiệu, bộ biến tần để điều chỉnh tín hiệu theo dải tần…
Khi thử nghiệm sử dụng cấu hình nhiều đầu vào và đầu ra (MIMO), các nhà nghiên cứu đã sử dụng bốn mô-đun máy phát và bốn mô-đun máy thu, trong đó mỗi ăng-ten có thể xử lý luồng dữ liệu riêng. Khi sử dụng điều chế 16QAM, tốc độ của mỗi kênh đạt 160 Gbps và tổng tốc độ đạt 640 Gbps, nhanh hơn 100 lần so với các hệ thống 5G hiện có trên thị trường.
Công trình nghiên cứu này được Bộ Nội vụ và Truyền thông Nhật Bản hỗ trợ một phần. Kenichi Okada cho biết: “Chipset này dự kiến sẽ là hệ thống không dây thế hệ tiếp theo hỗ trợ các phương tiện tự hành, y tế từ xa và trải nghiệm thực tế ảo tiên tiến”.
