De wereldwijde race om draadloze 5G-netwerken in te zetten staat nog in de kinderschoenen, maar onderzoekers van de Carnegie Mellon University kijken al verder dan 5G. Het enorme onderling verbonden web van IoT en persoonlijke apparaten mogelijk gemaakt door 5G zal de vraag naar hogere datasnelheden en lagere latentie doen toenemen. Om dit Beyond-5G-netwerk van de toekomst te ondersteunen, Jeyanandh Paramesh, universitair hoofddocent elektrische en computertechniek (ECE), ECE Ph.D. student Susnata Mondal, en recente ECE Ph.D. afgestudeerde Rahul Singh presenteerde een nieuw chipontwerp op de 2019 International Solid-State Circuit's Conference (ISSCC).

Bij ISSCC, academici en industriële ingenieurs van over de hele wereld kwamen bijeen om de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van het ontwerpen van geïntegreerde schakelingen te presenteren en te bespreken. De nieuwe chip van Paramesh's team is een geavanceerde millimetergolffrequentiechip voor multiple-input multiple-output (MIMO), wat betekent dat het meerdere gegevensstromen tegelijkertijd tussen gebruikers overdraagt. Het millimetergolfbereik is een spectrum van frequenties dat momenteel wordt onderzocht om de 5G- en verder-5G-mogelijkheden uit te breiden.

De voordelen van het chipontwerp van het team zijn tweeledig. Een, de chip heeft een zeer herconfigureerbare, bidirectionele architectuur; hierdoor kan het signalen verzenden of ontvangen over een breed frequentiebereik met behulp van een breed scala aan signaleringsmechanismen. Twee, de chip ondersteunt full-duplex beamforming.

"Traditioneel, draadloze communicatie is beperkt tot 'half-duplex' waarbij de zender en de ontvanger nooit tegelijkertijd aan staan, of ze werken gelijktijdig op verschillende frequenties, " zegt Paramesh. "Bij full-duplex communicatie kan de chip gelijktijdig zenden en ontvangen in dezelfde frequentieband, waardoor een verdubbeling van de doorvoer mogelijk wordt. De combinatie van full-duplex met MIMO is een game changer in toekomstige mobiele netwerken, en onze chip is een stap in die richting."

Deze functies vormen samen een chip met het potentieel om de hoeveelheid communicatie die buiten de 5G-netwerken kan worden ondersteund, aanzienlijk te vergroten.

Deze chip is het nieuwste ontwerp van de groep van Paramesh, wat al heeft geresulteerd in de creatie van de eerste millimetergolf MIMO-chips. Deze chips zijn gerapporteerd op de ISSCC- en RFIC-conferenties en in archiefdocumenten in de IEEE Journal of Solid-State Circuits , het belangrijkste tijdschrift op het gebied van IC-ontwerp.