MIT的物联网芯片推动5G技术发展

麻省理工学院研究人员创建了一种芯片组件，可通过5G网络实现更高效、更有效的物联网连接。

5G物联网的技术挑战与突破

由某机构研究人员设计的新型芯片组件有望将物联网的范围扩展到5G领域。这一发现代表了基于5G的物联网技术的广泛推动——利用电信标准的低延迟、高能效和大规模设备连接能力。这项新技术还标志着向更小型、低功耗健康监测设备、智能摄像头和工业传感器等应用迈出重要一步。

某机构的电气工程与计算机科学博士候选人Soroush Araei表示：“主要目标是拥有一个可重复用于不同应用的单一无线电接收器。通过单个硬件设备实现灵活性，并通过软件在宽频率范围内进行调谐。”

使用5G标准而非5G无线网络允许物联网设备进行频率跳变，节省电池功耗，并利用大规模连接技术，实现每平方公里高达100万个设备的连接。

某机构的电路采用开关电容网络技术。Araei解释说：“这是一种开关电容网络，以周期性方式顺序开关这些电容器，称为’N-path结构’，通常形成低通滤波器。”

研究团队没有使用电路中的单个电容器，而是使用微型化的电容器组，根据电路接收频率范围的需求进行开关。由于可以将所有这些频率滤波功能放在电路的前端，在放大器接触信号之前，该团队报告称在阻断干扰方面具有高效率。

与传统物联网接收器相比，该电路可以过滤掉30倍的干扰，同时仅使用个位数毫瓦的功率。某机构团队的芯片在过滤外部信号时功耗不到1毫瓦。

该电路采用主流的22纳米CMOS技术制造，不需要尖端芯片制造工艺。研究团队下一步目标是消除对电池或其他专用电源的需求，探索从环境中的现有电磁波获取能量的可能性。

他们还希望将接收器技术的频率范围扩展到覆盖整个5G信号频率范围。在当前原型中，他们实现了从250兆赫到3吉赫的低频率范围，目标是扩展到6吉赫以覆盖整个5G范围。

该技术的5G物联网适应性使其特别适合工业传感器、可穿戴设备和智能摄像头等应用。这项技术为移动性、可扩展性以及在中距离和中带宽场景中的安全广域覆盖提供了优势。

注：本文中涉及的公司名称已按准则要求进行处理。