Компания Samsung Electronics совместно с Калифорнийским университетом Санта-Барбары (UCSB) продемонстрировала прототип системы беспроводной связи 6G с использованием терагерцового частотного диапазона.

На недавнем семинаре по терагерцовой связи, состоявшемся в рамках Международной конференции по коммуникациям IEEE (ICC 2021), исследователи из Samsung Research, Samsung Research America и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB) отметили потенциальное влияние, которое терагерцовый диапазон может оказать на развитие технологии 6G. Также разработчики представили сквозную беспроводную связь на частоте 140 ГГц с использованием полностью цифрового решения для формирования луча. Разработка данного прототипа – важная веха в изучении потенциала ТГц-диапазона для беспроводной связи 6G.

Диапазон терагерцовых частот – это громадный спектр с десятками возможных широкополосных каналов с гигагерцовыми полосами. И это потенциально означает соответствие требованиям 6G к скорости передачи данных в терабитах в секунду. Пиковая скорость передачи данных может быть в 50 раз выше, чем у 5G, а задержки на радиочасти уменьшатся до одной десятой. Такие возможности позволят реализовать сервисы 6G гиперподключенности и новый уровень мультимедиа, таких как расширенная реальность (XR), мобильные голограммы высокого качества и т.п.

△16-канальный модуль фазированной антенной решетки 140 ГГц (посередине), двухканальные RFIC 140 ГГц (слева), 128-элементная антенная решетка (справа)

Представленный разработчиками прототип сквозной системы состоит из 16-канальных модулей передатчика и приемника с фазированной антенной решеткой, управляемых КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник), RFIC (радиочастотные интегральные схемы), а также основного блока, который генерирует сигналы с полосой пропускания 2 ГГц и быстрым адаптивным формированием луча. В ходе пилотных испытаний прототип системы достиг пропускной способности 6,2 Гбит на расстоянии 15 метров с адаптивным управления лучом на терагерцовой частоте (140 ГГц).

Исследователи Samsung и Калифорнийского университета Санта-Барбары занимались совместной разработкой модуля фазированной антенной решетки ТГц-диапазона, который является ключевым для успешного проведение тестирования. Модуль требует сложной технологии компоновки элементов, позволяющей в будущем использовать микросхемы в промышленных масштабах. Точный алгоритм калибровки цифрового формирования луча, разработанный Samsung, позволяет этим модулям формировать узкие лучи с высокой точностью направления и соответственно с большим усилением.

△Исследователи Samsung: Вонсук Чой, Шади Абу-Сурра и Гэри Сюй с терагерцевой испытательной системой.

«Работая вместе с Калифорнийским университетом Санта-Барбары, мы смогли преодолеть многие технологические трудности и разработать новую систему проверки концепции в ТГц диапазоне, тем самым изучив варианты использования 6G и сценарии развертывания сети», – отметил старший вице-президент Чарли Чжан (Charlie Zhang), научный сотрудник IEEE и руководитель отдела инноваций в области нормативных требований и мобильности в Samsung Research America

В июле 2020 года Samsung выпустила официальный документ под названием «Технология гиперподключенности следующего поколения для всех», в котором изложила свое видение системы связи следующего поколения 6G. Чтобы ускорить исследования в области 6G, Samsung Research, передовой центр исследований и разработок в сегменте конечных продуктов Samsung Electronics, в мае 2019 года основал Центр перспективных исследований в области коммуникаций.