6 دقیقه
چیپ تمامفرکانس چین قول میدهد تا سختافزار 6G را بازتعریف کند
چین نمونه‌ای آزمایشی از آنچه پژوهشگران «چیپ فرانتاند رادیویی (RF) تمامفرکانس» می‌نامند را معرفی کرده است؛ قطعه‌ای که برای دستگاه‌های 6G آینده طراحی شده است. این قطعه که برای پوشش کامل طیف بی‌سیم مصرفی از باندهای زیر گیگاهرتز تا mmWave و فرکانس‌های تراهرتز ساخته شده، به اندازه یک تصویر بندانگشتی گزارش شده و سرعت داده تک‌کاناله بیش از 100 گیگابیت‌برثانیه را ارائه میکند و هنگام تغییر بین باندها در میکروثانیه سوئیچ میکند. در صورت تجاریسازی، این فناوری میتواند روند گذار به 6G را تسریع کند و کلاس‌های جدیدی از دستگاه‌های جمع‌وجور، کم‌مصرف و شبکه‌های مبتنی بر هوش مصنوعی را فعال سازد.
چرا این موضوع برای توسعه و استانداردهای 6G اهمیت دارد
کار روی 6G، که در صنعت اغلب با عنوان IMT-2030 شناخته می‌شود، هم‌اکنون در نهادهای استانداردسازی مانند اتحادیه بین‌المللی مخابرات (ITU-R) و 3GPP در جریان است. با انتظار توسعه 6G در مقیاس تا سال 2030 در بازارهای بزرگ، نوآوری‌های سختافزاری که عملکرد چندباندی را ساده‌تر کرده و کارایی طیفی را افزایش می‌دهند حیاتی هستند. یک فرانتاند RF که بتواند گستره 0.5 گیگاهرتز تا 115 گیگاهرتز را در یک تراشه پوشش دهد، پیچیدگی تولیدکنندگان دستگاه را کاهش میدهد و میتواند عرضه محصولاتی از گوشی‌های هوشمند تا ایستگاههای پایه، پهپادها و دستگاه‌های لبه را تسریع کند.
ویژگی‌های کلیدی محصول جدید
- پشتیبانی تمامفرکانس: طراحی شده برای کار در سراسر طیف مصرفی، از باندهای پایین زیر 6 گیگاهرتز تا mmWave و باندهای تراهرتز.
- فرم‌فکتور جمع‌وجور: بخش فعال حدود 11 میلی‌متر در 1.7 میلی‌متر اندازه دارد که به اندازه کافی کوچک است تا در ماژول‌ها و دستگاه‌های موبایل جای بگیرد.
- تنظیم فوق‌العاده سریع: زمان‌های سوئیچ فرکانس گزارش‌شده زیر 180 میکروثانیه است که امکان هانداور تقریباً آنی بین باندها و محیط‌ها را فراهم میکند.
- توان عملیاتی بالای تک‌کاناله: نرخ‌های نشان‌داده‌شده بیش از 100 گیگابیت‌برثانیه برای هر کانال است که چندین مرتبه بالاتر از اوج سرعت‌های مصرفی 5G معمولی است.
- انتخاب تطبیقی کانال: قابلیت داخلی برای شناسایی کانال در دسترس یا «پاک» هنگامی که فرکانس‌های ترجیحی مسدود یا شلوغ هستند.
زمینه فنی: چه چیزی جایگزین چند رادیو شد؟
گوشی‌ها و ایستگاههای پایه امروزی اغلب به چند مؤلفه جداگانه RF — ترانسورایورها، تقویت‌کننده‌های توان و ماژول‌های آنتن — وابسته‌اند که هر کدام برای یک باند خاص (پایین، میانی، mmWave) بهینه‌سازی شده‌اند. این نمونهٔ آزمایشی برنامه‌پذیری و تنظیم فرکانس پویا را در یک مؤلفهٔ چندمنظوره ادغام میکند، زنجیره RF را کوچکتر کرده و بازده انرژی را بدون فدا کردن عملکرد بهبود می‌بخشد.
مقایسه‌ها و اهمیت بازار
در شرایط ایده‌آل، اوج دانلود 5G مصرف‌کننده در بسیاری از کشورهای پردرآمد حدود 1 گیگابیت‌برثانیه است؛ سرعت‌های متوسط در مناطق روستایی ممکن است تنها چند ده مگابیت‌برثانیه باشد. در مقابل، یک کانال 100+ گیگابیت‌برثانیه از این چیپ میتواند تجربیاتی مانند دانلود تقریباً آنی فیلم 8K به حجم 50 گیگابایت و برنامه‌های ابری با کیفیت بسیار بالا را ممکن سازد. برای اپراتورها و سازندگان دستگاه، راه‌حل RF یکپارچه میتواند هزینه مجموعه قطعات (BOM) را کاهش دهد، صدور گواهی RF در مناطق مختلف را ساده‌تر کند و ابعاد دستگاه را کوچکتر نماید.
مزایا نسبت به معماریهای RF امروزی
- کاهش پیچیدگی سختافزار: یک چیپ میتواند جایگزین چند ماژول RF اختصاصی شود.
- کوچکتر شدن ابعاد دستگاه: امکان ساخت گوشی‌های هوشمند، گجت‌های پوشیدنی و حسگرهای فشرده‌تر را فراهم میکند.
- کاهش نیاز به توان و خنکسازی: طراحی یکپارچه میتواند از جداگانه بودن تقویت‌کننده‌های توان برای هر باند به‌صرفه‌تر باشد.
- عملکرد چندباند پیوسته: تنظیم سریع‌تر از گذار نرم‌تر بین پوشش باند پایین در مناطق روستایی و نقاط داغ mmWave شهری حمایت میکند.
موارد کاربردی عملی و استفاده‌های اولیه
نمونهٔ آزمایشی برای مجموعه گسترده‌ای از کاربردهای مصرفی و صنعتی هدف‌گذاری شده است. پذیرندگان اولیهٔ مورد انتظار عبارتند از:
- گوشی‌ها و تبلت‌هایی که به توان عملیاتی یکنواخت در نواحی پوشش متنوع نیاز دارند.
- ایستگاههای پایه و سلول‌های کوچک که نیازمند استفاده انعطاف‌پذیر از طیف و تخصیص پویا‌ی باند هستند.
- پهپادها، ربات‌ها و خودروهای خودران که از لینک‌های کم‌تاخیر و پهن‌باند بالا در محیط‌های شهری پرتراکم سود می‌برند.
- ابزارهای سازمانی AR/VR و همکاری هولوگرافیک، و پزشکی مأموریتی مانند راهنمایی جراحی از راه دور با استفاده از لینک‌های تراهرتز با تأخیر بسیار کم.
نقشه راه: از چیپ تا اکوسیستم
پژوهشگران می‌گویند گام بعدی توسعهٔ ماژول‌های ارتباطی هوشمند پلاگ‌اند-پلی است — واحدهایی به اندازه یک درایو USB که برای جاسازی در طیف گسترده‌ای از دستگاهها، از تلفن‌ها و ایستگاههای پایه تا پهپادها و دروازه‌های IoT طراحی شده‌اند. فراتر از سختافزار، تیم انتظار دارد این مؤلفه شبکه‌های بی‌سیم مبتنی بر هوش مصنوعی را تحریک کند تا به‌صورت پویا ترافیک را مسیریابی کنند، استفاده از طیف را بهینه سازند و در برابر اختلال خودبه‌خود بازیابی شوند.
چالش‌های پیش رو
برای استقرار تجاری نیاز به حل مسئله مقیاس تولید، صدور گواهی مقرراتی در نظام‌های طیف ملی، مدیریت حرارت در فرمفکتورهای موبایل و یکپارچهسازی با مودم‌ها و زیرسیستم‌های آنتن موجود است. عوامل ژئوپلیتیکی و ملاحظات زنجیره تأمین نیز سرعت پذیرش در بازارهای مختلف را تعیین خواهند کرد.
این برای رقابت جهانی 6G چه معنی‌ای دارد
چه این نمونهٔ آزمایشی به یک مؤلفهٔ استاندارد پذیرفته‌شده جهانی تبدیل شود و چه مزیتی منطقه‌ای باقی بماند، نشان میدهد که پژوهش در یکپارچگی طیف کامل RF با سرعت قابل‌توجهی پیش می‌رود. برای اپراتورها، تولیدکنندگان چیپ‌ست و سازندگان دستگاه، وعدهٔ فرانت‌اندهای RF جمع‌وجور، کم‌مصرف و پهن‌باند فوق‌العاده میتواند خدمات تجاری 6G را زودتر ممکن سازد و افق کاربردهای نسل بعدی را گسترش دهد.
منبع: phonearena
نظرات