Wissenschaftler der University of California, Irvine ebnen Weg für nächste Mobilfunkgeneration
Elektroingenieure der University of California, Irvine (https://uci.edu/ ) haben einen neuen Transceiver mit einer Frequenz von 140 Gigahertz entwickelt. Dieser ermöglicht Datenübertragungsraten, die mit denen von Glasfaserkabeln konkurrieren können. Es reicht beispielsweise, um mehrere Filme in HD in Sekundenschnelle zu übertragen. Damit haben sie die Grundlage für den Übergang zu 6G- und darüber hinausgehenden Datenübertragungsprotokollen geschaffen.
Start in neue Computer-Ära
Sender und Empfänger, die solche Hochfrequenzdaten verarbeiten können, werden entscheidend sein, um eine neue Ära einzuläuten, die von internetfähigen Produkten, autonomen Fahrzeugen und KI-Edge-Computing dominiert wird, wodurch Anwendungen für Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen auf lokalen Geräten ausgeführt werden können, sind sich die Experten sicher.
Die Architektur verbindet digitale und analoge Verarbeitung miteinander. Das Ergebnis ist einSiliziumchip-System (https://ieeexplore.ieee.org/document/11344822), das sowohl einen Sender als auch einen Empfänger umfasst und digitale Signale deutlich schneller und energieeffizienter verarbeiten kann als bisher verfügbare Technologien. “Wir bezeichnen diese Technologie als ‘wireless fiber patch cord’, da sie die hohe Übertragungsgeschwindigkeit von Glasfasern ohne physische Kabel bietet”, sagt Experte Payam Heydari (https://payamheydari.eng.uci.edu/).
Der Professor für Elektrotechnik und Informatik ergänzt: “Durch den Betrieb im F-Band – einem Frequenzbereich, der weit über den aktuellen 5G-Standards liegt – können wir enorme Bandbreiten bieten, die die Kommunikation zwischen Maschinen, Robotern und Rechenzentren revolutionieren werden.”
Reduzierung der Leistung
“Wir haben erkannt, dass wir die Schaltungstopologie (https://ieeexplore.ieee.org/document/10833751)grundlegend überdenken mussten, um den schwer erreichbaren Meilenstein von 100 Gigabit pro Sekunde – das ist das 100-Fache der Geschwindigkeit aktueller drahtloser Geräte – zu erreichen, ohne dass der Chip schmilzt. Wir stellten uns neuartige, vollständig analoge Architekturen vor, mit denen sich die gravierenden Kompromisse bei der Leistungsaufnahme überwinden lassen, die Hochgeschwindigkeitsdesigns beeinträchtigen”, so Heydari.
Laut dem Team muss sich die Grenze zwischen digital und analog verschieben, um extreme Übertragungsgeschwindigkeiten zu erreichen. Also verlegten sie die Schwerarbeit in den analogen Bereich. “Wenn wir an traditionellen Methoden festgehalten hätten, wäre die Akkulaufzeit von Geräten der nächsten Generation innerhalb von Minuten erschöpft.” Der Transceiver verhindert das, indem er komplexe Berechnungen analog statt energieintensiv digital durchführt.
