23 Sep CMOS-Chips für die nächste Generation drahtloser Kommunikation
Drahtlose Anwendungen der nächsten Generation für den Nahbereich verlangen nach Datenübertragungsraten in der Größenordnung von mehreren zehn Gigabit pro Sekunde. Die für diese Anwendungen in Frage kommenden Frequenzen konzentrieren sich auf die Sub-THz-Bänder zwischen 100 und 300 GHz. Die große Bandbreite, die diese Frequenzen bieten, ist nur eines der wesentlichen Merkmale. Die kürzeren Wellenlängen erlauben zudem kleinere Antennen, die wiederum immer kompaktere Zugangspunkte und Handheld-Geräte ermöglichen. Auch hohe Sensorauflösungen zukünftiger Anwendungen, bei denen Kommunikation und Sensorik miteinander eng verknüpft sein werden, erfordern hohe Übertragungsraten.
Beamforming in der lokalen Oszillatorschaltung integriert
Das belgische Forschungszentrum Imec präsentierte nun einen CMOS-basierten Beamforming-Sender für drahtlose D-Band-Anwendungen. Der Sender zeichnet sich laut Imec durch hervorragende Ausgangsleistung und Energieeffizienz aus und unterstützt Datenraten von bis zu 56 Gb/s pro Kanal. Joris Van Driessche, Programmmanager bei imec, erklärt: „Wenn sich die CMOS-Technologie in den Bereich von 100 GHz und darüber hinaus vorwagt, stößt sie auf verschiedene Hindernisse.“ Die erste Herausforderung bestünde darin, ,so Van Driessche, eine ausreichende Ausgangsleistung zu erreichen, um die höheren Leitungsverluste bei diesen Frequenzen zu überwinden. Außerdem sei es viel schwieriger, Breitbandschaltkreise mit gutem Dynamikbereich und akzeptablem Stromverbrauch zu realisieren. „Diese Herausforderungen stehen im Mittelpunkt unseres neuartigen CMOS-basierten D-Band-Beamforming-Senders.“
Van Driessche betont, dass die Vollständigkeit ein weiteres Alleinstellungsmerkmal des Chips sei. „Im Gegensatz zu konkurrierenden Lösungen integriert unser Chip nahtlos LO-Beamforming und eine vollständige analoge Basisbandsektion für alle vier Kanäle, zusammen mit einer kompletten RF-Kette und Beamforming-Funktionalität. Unseres Wissens nach ist dies das erste derartige Produkt.“
Weiterentwicklung zusammen mit Partnern
Die Forschung hat inzwischen zur Entwicklung eines kompletten 4-Wege-Beamforming-Transceiver-Chips geführt, der nach Angaben der Forschenden derzeit weiter charakterisiert wird. „Mit diesem Chip wollen wir ein drahtloses D-Band-System aufbauen, das es Partnern ermöglicht, mit Beamforming-Technologie, JC&S-Anwendungen (Joint Communication and Sensing) und mehr zu experimentieren und gleichzeitig die Machbarkeit der CMOS-Technologie für drahtlose Anwendungen der nächsten Generation mit kurzer Reichweite bei Frequenzen über 100 GHz zu demonstrieren.“
Quelle und Bild: www.imec-int.com
