La corsa mondiale per implementare le reti wireless 5G è ancora nelle sue fasi iniziali, ma i ricercatori della Carnegie Mellon University stanno già guardando oltre il 5G. L'enorme rete interconnessa di IoT e dispositivi personali abilitata dal 5G aumenterà la domanda di velocità di trasmissione dati più elevate e latenza inferiore. Per supportare questa rete oltre il 5G del futuro, Jeyanandh Paramesh, professore associato di ingegneria elettrica e informatica (ECE), Dottorato ECE studentessa Susnata Mondal, e il recente dottorato di ricerca ECE. Il laureato Rahul Singh ha presentato un nuovo design di chip alla Conferenza internazionale del circuito a stato solido del 2019 (ISSCC).

All'ISSCC, accademici e ingegneri del settore di tutto il mondo si sono riuniti per presentare e discutere le ultime novità in fatto di progettazione di circuiti integrati. Il nuovo chip del team di Paramesh è un avanzato chip di frequenza a onde millimetriche per multiple-input multiple-output (MIMO), il che significa che trasferisce più flussi di dati contemporaneamente tra gli utenti. La gamma delle onde millimetriche è uno spettro di frequenze attualmente in fase di esplorazione per espandere le capacità 5G e oltre-5G.

I vantaggi del design del chip del team sono duplici. Uno, il chip ha un altamente riconfigurabile, architettura bidirezionale; ciò gli consente di trasmettere o ricevere segnali su un'ampia gamma di frequenze utilizzando un'ampia varietà di meccanismi di segnalazione. Due, il chip supporta il beamforming full duplex.

"Tradizionalmente, la comunicazione wireless è stata limitata a "half-duplex" in cui il trasmettitore e il ricevitore non sono mai accesi contemporaneamente, oppure operano contemporaneamente a frequenze diverse, " dice Paramesh. "Con la comunicazione full-duplex il chip può trasmettere e ricevere simultaneamente nella stessa banda di frequenza, consentendo così fino al raddoppio del throughput. La combinazione di full-duplex con MIMO è un punto di svolta nelle future reti mobili, e il nostro chip è un passo in quella direzione."

Queste caratteristiche si combinano per creare un chip con il potenziale per aumentare significativamente la quantità di comunicazioni che le reti 5G potrebbero supportare.

Questo chip è l'ultimo progetto del gruppo di Paramesh, che ha già portato alla creazione dei primi chip MIMO a onde millimetriche. Questi chip sono stati segnalati alle conferenze ISSCC e RFIC e in documenti d'archivio nel IEEE Journal of Solid-State Circuits , la principale rivista nel campo della progettazione di circuiti integrati.