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Verso il 6G, la sesta generazione di comunicazioni mobili

Il 5G sarà seguito dal 6G: la sesta generazione di comunicazioni mobili promette velocità di trasmissione dati ancora più elevate, latenza più breve e densità di dispositivi terminali fortemente aumentate, sfruttando al contempo l’intelligenza artificiale (AI) per controllare dispositivi o veicoli autonomi. “Per servire contemporaneamente il maggior numero di utenti possibile e trasmettere dati alla massima velocità, le future reti wireless saranno costituite da un gran numero di piccole celle radio“, spiega il professor Christian Koos, che lavora sulle tecnologie 6G al Karlsruhe Institute of Technology (KIT) insieme al suo collega professor Sebastian Randel.

In queste celle radio, le distanze sono brevi in ​​modo tale che velocità di trasmissione dati elevate possano essere trasmesse con un consumo energetico minimo e una bassa immissione elettromagnetica. Le stazioni base associate saranno compatte e potranno essere facilmente montate su facciate di edifici o lampioni stradali.

Per formare una rete potente e flessibile, queste stazioni base dovrebbero essere collegate tramite collegamenti wireless ad alta velocità che offrano velocità di trasmissione dati di decine o addirittura centinaia di gigabit al secondo (Gbit/s). Ciò può essere ottenuto mediante onde portanti terahertz, che occupano la gamma di frequenza tra le microonde e le onde luminose a infrarossi.

Tuttavia, i ricevitori terahertz sono ancora piuttosto complessi e costosi. In collaborazione con Virginia Diodes (VDI), i ricercatori del KIT’s Institute of Photonics and Quantum Electronics (IPQ), Institute of Microstructure Technology (IMT) e Institute for Beam Physics and Technology (IBPT) hanno ora progettato un ricevitore economico per segnali terahertz. Il concetto è presentato in Nature Photonics.

Al centro, il ricevitore è costituito da un unico diodo, che rettifica il segnale terahertz“, afferma il dott. Tobias Harter, che ha condotto la dimostrazione insieme al suo collega Christoph Füllner nell’ambito della sua tesi di dottorato. Il diodo è un cosiddetto diodo a barriera Schottky, che offre un’ampia larghezza di banda e che viene utilizzato come rilevatore di inviluppo per recuperare l’ampiezza del segnale terahertz. La corretta decodifica dei dati, tuttavia, richiede anche la fase dipendente dal tempo dell’onda terahertz che di solito viene persa durante la rettifica.

Per superare questo problema, i ricercatori utilizzano tecniche di elaborazione del segnale digitale in combinazione con una classe speciale di segnali di dati, per i quali la fase può essere ricostruita dall’ampiezza tramite le cosiddette relazioni Kramers-Kronig. Essa descrive una relazione matematica tra la parte reale e la parte immaginaria di un segnale analitico. Utilizzando il loro concetto di ricevitore, gli scienziati hanno raggiunto una velocità di trasmissione di 115 Gbit/s a ​​una frequenza portante di 0,3 THz su una distanza di 110 metri.

Questa è la velocità di trasmissione dati più alta finora dimostrata per la trasmissione wireless terahertz su oltre 100 m“, afferma Füllner. Il ricevitore terahertz sviluppato da KIT si distingue per la sua semplicità tecnica e si presta a una produzione di massa economica.

Tags: 6G6G mobile
Renato Sansone: Giornalista scientifico, iscritto all'ordine nazionale dal 2013. Si occupa di cronaca scientifica dal 2011. Contatti: renato.sansone@geomagazine.it
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