研究人員研發(fā)首個能接入下一代無線速度的5G交換機

  ICC訊 盡管COVID-19已經(jīng)導致了經(jīng)濟增長放緩，但5G革命仍在順利進行，第一款能夠接入下一代無線速度的先鋒設備已經(jīng)在全球上架。

德克薩斯大學奧斯汀分校的開關圖，顯示了兩個金電極和一層hBN。德克薩斯大學圖片

  當前，訪問5G速度并不是一個簡單的任務，設備制造商需要優(yōu)化他們的設計和組件，這樣他們不僅可以實現(xiàn)高速，而且以不顯著浪費電池壽命的方式高效地實現(xiàn)高速。

  現(xiàn)在，德克薩斯大學奧斯汀分校和法國里爾大學的研究人員已經(jīng)構建了一種新的組件——5G交換機，據(jù)報道，這種交換機可以更有效地接入高速5G頻率，從而延長電池壽命，加速高清流媒體等5G應用。

  該聯(lián)合小組的研究成果于5月25日發(fā)表在《自然電子學》雜志上，描述了他們開發(fā)的一種由氮化硼單分子膜制成的模擬開關。

  節(jié)能50倍

  智能手機經(jīng)常在不同的網(wǎng)絡和頻譜之間切換，如Wi-Fi、4G、LTE、藍牙等。此開關目前由射頻(RF)開關處理，這些開關持續(xù)運行并消耗處理電源和電池壽命。

  領導這項研究的科克雷爾工程學院電氣與計算機工程系教授德吉·阿金萬德說：“我們研發(fā)的開關比現(xiàn)在使用的節(jié)能50多倍。它可以以100千兆赫的頻率傳輸高清電視流，這在寬帶交換技術中是聞所未聞的。”

  德州里爾團隊的開關保持關閉，為其他進程和需求節(jié)省電池壽命，除非設備需要它們在網(wǎng)絡之間切換。據(jù)說它們還能夠在5G級速度的基線以上傳輸數(shù)據(jù)。

  它使用與石墨烯屬于同一族的納米材料六角形亞硝酸硼硼(hBN)，并以蜂窩狀包含單層硼和氮原子，蜂窩狀圖案夾在一對金電極之間。

  重要的研究領域

  由美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實驗室下屬陸軍研究辦公室資助的研發(fā)新5G交換機的研究，是此前在5G頻譜低端取得成功的一系列努力中的最新一項，在速度較低但數(shù)據(jù)可以傳輸更長距離的地方。

  這是第一個能夠在從低端千兆赫茲到高端兆赫頻率的頻譜范圍內(nèi)工作的交換機，可能對衛(wèi)星系統(tǒng)、智能無線電、物聯(lián)網(wǎng)和可重構通信等智能手機以外的應用產(chǎn)生巨大影響。

  美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實驗室的一部分，陸軍研究辦公室材料科學項目的部門主管Pani Varanasi博士說：“射頻開關在軍事通信、連接和雷達系統(tǒng)中無處不在，與現(xiàn)有組件相比，這些新交換機可以提供更大的性能優(yōu)勢，并且可以延長移動通信和高級可重構系統(tǒng)的電池壽命?！?