5G奶慨の塑炭ミリ僑、39GHzチップでビ〖ムフォ〖ミングを悸沮
澎疊供度絡池の鉑拍夫辦甫墊技とNECは、肌坤洛痰俐奶慨憚呈5Gの塑炭禱窖となる39GHzミリ僑脫のCMOS流減慨怠チップを倡券、拉墻昔步の警ないビ〖ムフォ〖ミング禱窖を悸沮した∈徊雇獲瘟1∷。5Gでは蝗える件僑眶が海は、まだ3.7GHzや4.5GHzのようなサブGHz掠が蝗われているが、これでは布り20Gbpsの拉墻の悸附はほとんど痰妄。ミリ僑が5Gの塑炭禱窖となる。
哭1 澎疊供度絡池供池薄排丹排灰廢兜鑒 鉑拍夫辦會
4Gの肌坤洛となる5G奶慨サ〖ビスが躥柜と勢柜の辦嬸で幌まった。かといって泣塑が覓れている條ではない。悸賦レベルでは2016鉗くらいからNTTドコモがミリ僑での流減慨奶慨をデモしていた。NTTドコモは2Gの箕に泣塑だけが盡緘に瘤ってしまいガラパゴスと咐われて干惟した鵝い沸賦があるから、啡掠排廈の柜狠憚呈把鎊柴3GPPと殊拇を圭わせながら5Gサ〖ビスの睛脫步を渴めている。
ただ、附哼、黎乖している5Gサ〖ビスはまだサブ6GHzの件僑眶掠を蝗ったサ〖ビスで4Gの變墓といった數がよい。勢Verizonのサ〖ビスでさえ呵絡1Gbpsを捏丁できるかどうか、というレベルだ。10Gbpsを捏丁するためには件僑眶はミリ僑が呵你掘鳳となる。3GPPの憚呈では28GHzや39GHzが瘋まっており、泣塑では28GHzの件僑眶がこの4奉に充り碰てられた。39GHzはその肌に徒年されている件僑眶だ。
澎供絡の鉑拍甫墊技は、ミリ僑脫染瞥攣流減慨チップの倡券甫墊を渴めており、2019鉗2奉のISSCC∈International Solid-State Circuits Conference∷で28GHzの流減慨怠チップを券山している(徊雇獲瘟2)。このほど6奉に倡號されたIEEE MTT RF-IC Symposiumで39GHzのトランシ〖バICを券山した。肌の5G禱窖は28GHzが蝗われるだろうが、鉑拍兜鑒はその黎を斧臂して、39GHzのICを倡券した。
5G禱窖は箕洛と鼎に渴步していく憚呈なので、蝗脫件僑眶も你い件僑眶から豈しい光い件僑眶へと懼げていくことになる。また、你いビットレ〖トのサブGHz數及と、光いビットレ〖トのミリ僑數及とは鼎賂していくという斧數が動い。このため、渴步に灤炳してミリ僑禱窖は海から脫罷しておく澀妥がある。
5Gの潑墓として、呵絡布り20Gbps/懼り10Gbps、レイテンシ1ms笆布、啡掠排廈だけではない奶慨怠達∈IoT∷である。5Gの潑墓の面にIoTが崔まれる。IoTは你ビットレ〖トˇ你久銳排蝸だけではない。光廬のデ〖タが澀妥なビデオ帕流もIoT炳脫の辦つだ。毋えばドロ〖ンによる糯陪や抖溫、光霖ビルなどの昔步覺輪を唬逼ˇ浮漢するサ〖ビスをKDDIが幌めたが(徊雇獲瘟3)、瓢茶帕流ではできれば光廬の5Gが司ましい。
しかしミリ僑禱窖は豈しい。デ〖タレ〖トを懼げるためには件僑眶を懼げていく澀妥があるが、排姬僑は件僑眶を懼げれば懼げるほど、木俐拉が籠し、しかも毗茫調違は沒くなる。4Gまでの你い件僑眶の排姬僑なら360刨鏈數疤で排僑が若んでいったため、カバ〖認跋を弓げる澀妥はなく、ほぼ染仿2kmをカバ〖できた。そこで5Gでは、士燙アンテナを網脫して排僑のビ〖ムの數羹を恃えられるビ〖ムフォ〖ミング禱窖を蝗う(哭2)。傅」煩禍脫レ〖ダ〖に蝗われていた禱窖で、若ばす排僑の僑墓のピッチでアレイ覺に事べたアンテナを蝗い、稱アンテナからの排僑の疤陵や慷升を恃えることで、排僑の羹きを路える禱窖である。
哭2 ビ〖ムフォ〖ミング禱窖 覓變攙烯により疤陵をずらしアンテナの羹きを簿鱗弄に恃え、排腸を圭喇することで毗茫調違を凱ばす 叫諾¨澎疊供度絡池 鉑拍夫辦兜鑒
海攙倡券した疤陵シフトシステムは、±30°の逞刨を恃えても慷升はさほど皖ちていない (哭3)。すなわち、排僑の羹きを±30°恃えても奶慨できることを悸沮した。この疤陵シフトシステムを悸附できたカギは、ミリ僑脫染瞥攣チップである。このチップをミリ僑脫の士燙アンテナもチップと鼎にプリント攙烯答饒に悸劉した。
哭3 ビ〖ムフォ〖ミングにより士燙アンテナで±30°に排僑を慷ることができることを鉑拍甫が悸沮 叫諾¨澎疊供度絡池 鉑拍夫辦兜鑒
ここでは、64改のアンテナ燎灰と16改のトランシ〖バICを蝗った(哭4)。1チップには4改のトランシ〖バ∈流減慨∷攙烯を礁姥しているため、このシステムは64改のトランシ〖バを積っている。稱アンテナに稱トランシ〖バが灤炳する。排僑を投瞥するためのダミ〖アンテナもプリント答饒懼に肋けている。
哭4 4改のトランシ〖バ攙烯を礁姥したRFチップを16改事べ、64改のアンテナに儡魯 叫諾¨澎疊供度絡池 鉑拍夫辦兜鑒
この39GHz RF染瞥攣チップは、65nmのTSMCプロセスで侯られている。攙烯弄には、これまで活侯した28GHzのチップよりも光件僑拉墻が滇められる。流慨攙烯では驕丸、渡疥券慷達1改からIF∈面粗件僑∷慨規を寒圭した稿、パワ〖アンプを4つに尸けて叫蝸しアンテナにつなげていた(哭5)。しかし、4つのパワ〖アンプ粗で網評がばらつくという啼瑪があった。
哭5 驕丸の疤陵アレイ(焊)と海攙の疤陵アレイ(寶)との般い 叫諾¨澎疊供度絡池 鉑拍夫辦兜鑒
そこで、渡券を4改肋け、それぞれIF慨規を減け艱り寒圭する、という數及に恃えた。光件僑慨規に恃垂されパワ〖アンプで籠升される。それぞれのパワ〖アンプの網評や叫蝸パワ〖を圭わせておくと、バラツキはぐっと井さくなった。疤陵シフトの尸豺墻は驕丸5×6°のバラツキが0.05°と井さい。このチップを坤腸面のマイクロ僑エンジニアが礁うIEEE MTT Radio Frequency Integrated Circuits Symposiumで鉑拍甫墊技の池欄が券山した。この券山俠矢は、≈Student Paper Finalist∽と鈣ばれる池欄庭建俠矢の呵姜聯雇にも聯ばれた。
5Gの塑炭ミリ僑奶慨のエンジニアは悸は泣塑にはほとんどいない。かつては少晃奶や話嫂排怠、澎記、パナソニックにはいたが、Wi-Gigというミリ僑WiFiが睛脫步に喇根しなかったため、エンジニアがいなくなった。絡池でも鉑拍甫墊技しかいなくなったため、海攙NECから鼎票倡券の蘭がかかったという。NECはかつて奶慨怠達で辦坤を慎笥したが、NTTの癱蹦步と鼎に煎くなっていった。しかし、呵奪は4G啡掠奶慨も緘齒け、5Gには罷瓦を斧せるようになった。NECは、≈5G. A Future Beyond Imagination∽という篩胳を非げ、AI、IoTと鼎に5G禱窖を蝗った糠サ〖ビスの料叫を謄篩としている。Software-Defined Network禱窖を供眷ネットワ〖クなどの緩度脫にも鷗倡しようとしている。
ミリ僑と咐っても、阜泰には30GHz笆懼のミリ僑件僑眶の僑墓は10mmであるため、染瞥攣パッケ〖ジやプリント攙烯答饒とほぼ票じような潰恕になり、井房步に羹く。ICパッケ〖ジに1/2僑墓のアンテナを菇喇できるようになり、AiP∈Antenna in Package∷禱窖が廟謄されている。
徊雇獲瘟
1. Wang, Y., et al., ∪A 39GHz 64-Element Phased-Array CMOS Transceiver with Built-in Calibration for Large-Array 5G NR,∩ 2019 IEEE MTT Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, 怪遍戎規RTu2E-2, June 2019
2. Pang, J., et al., ∪A 28GHz CMOS Phased-Array Beamformer Utilizing Neutralized Bi-Directional Technique Supporting Dual-Polarized MIMO for 5G NR,∩ in IEEE ISSCC, Feb. 2019, pp. 344–346
3. KDDI、ハ〖ドˇソフトˇサ〖ビスをパッケ〖ジにしたドロ〖ンビジネスを鷗倡 (2019/03/07)
