A IBM e a Ericsson se uniram para acelerar o lançamento de redes de comunicações 5G. Foto: Pixabay.

A IBM e a Ericsson se uniram para criar um circuito integrado de ondas milimétricas (mmWave) baseado em silício e operando a 28 GHz, que foi demonstrado em um módulo de antena de matriz de fase projetado para ser utilizado em futuras estações rádiobase 5G.

De acordo com as empresas, o avanço pode acelerar o lançamento de redes de comunicações 5G e apoiar novas experiências corporativas e de usuários móveis ativadas por taxas de dados muito elevadas, incluindo IoT, veículos conectados e realidade virtual imersiva.

O ano de 2017 é visto como decisivo para o 5G. Muitos países estão disponibilizando novas frequências do espectro eletromagnético, incluindo faixas conhecidas como faixas de ondas milimétricas, que são mais de dez vezes superiores às frequências utilizadas para os dispositivos móveis atuais, oferecendo uma nova fonte de largura de banda que estão sendo disponibilizadas para as redes 5G.

Os cientistas da IBM Research e da Ericsson chegaram à nova descoberta como resultado de uma colaboração de dois anos para o desenvolvimento de projetos de antena de matriz de fase para 5G. 

A experiência da IBM em soluções de antenas incluídas no pacote e matriz de fase de mmWave IC integrada, junto com a experiência da Ericsson no projeto de sistema e circuito para comunicações móveis, ajudou a equipe a alcançar diversos novos marcos tecnológicos.

“Houve um progresso animador na padronização do 5G no último ano, incluindo o início de testes de campo presenciais. Grandes esforços em pesquisa e desenvolvimento são a chave para isso e a nossa colaboração com a IBM Research em antenas de matriz de fase pode ajudar as operadoras a implantar de forma eficiente uma infraestrutura de acesso a rádio, necessária para oferecer suporte ao 5G no futuro”, afirma Thomas Noren, diretor da unidade de negócios de Produtos de Rede da Ericsson

O primeiro lançamento da especificação 3GPP 5G deve ficar pronto entre 2017 e 2018, mas já houve progresso no setor com testes de campo e demonstrações de novas experiências de usuários e recursos possibilitados por uma largura de banda maior, menor latência, maior densidade e menores requisitos de energia das redes 5G.

Para que as futuras implantações de matriz de fase do 5G possam ser comercializadas, o tamanho, peso, custo e desempenho do componente são fatores importantes. O resultado obtido pela equipe da IBM e da Ericsson no primeiro módulo de antena de matriz de fase de mmWave baseada em silício operando a 28 GHz é uma etapa significativa para alcançar esse desafio. 

O módulo, que consiste em quatro circuitos monolíticos integrados e 64 antenas duplamente polarizadas, mede aproximadamente 2,8" por 2,8", ou cerca de metade do tamanho de um smartphone comum. 

Alcançar um tamanho compacto é necessário para oferecer viabilidade à implantação de tecnologia, principalmente em ambientes internos e áreas centrais com muitas pessoas. 

Outro avanço em desempenho reportado pela equipe é a demonstração da operação de polarização dupla simultânea nos modos de transmissão e recebimento. Esse recurso permite que um módulo de antena de matriz de fase forme dois feixes simultaneamente, duplicando o número de usuários atendidos ao mesmo tempo.

O principal obstáculo para o uso dos sinais de mmWave em comunicações móveis é alcançar uma faixa suficiente entre rádios para oferecer suporte aos aplicativos alvo. Com 28 GHz, as antenas seriam pequenas e ofereceriam suporte individualmente a pequenas distâncias de comunicação, mas ao combinar várias dessas antenas pequenas, não somente a faixa seria aprimorada, como a emissão de sinais seria possibilitada em direções específicas.

O projeto de matriz de fase da equipe da IBM e da Ericsson oferece suporte à resolução de emissão de feixe inferior a 1,4 graus para um ponto altamente preciso de feixes aos usuários.