कॉर्नेल विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक सेमीकंडक्टर चिप विकसित की है जो भविष्य में 6जी संचार प्रौद्योगिकी के लिए आवश्यक उच्च आवृत्तियों पर छोटे उपकरणों को संचालित करने में सक्षम बनाएगी।

वायरलेस की अगली पीढ़ीसंचारन केवल उच्च आवृत्तियों पर अधिक बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है, बल्कि थोड़े अतिरिक्त समय की भी आवश्यकता होती है।नई चिप एक आवश्यक चीज़ जोड़ती हैसमय विलंबइसलिए एकाधिक सरणियों में भेजे गए सिग्नल एक पर संरेखित हो सकते हैंसिंगल पॉइंटअंतरिक्ष में - बिना विघटित हुए।

टीम का पेपर, "वायरलेस चैनल-क्षमता बढ़ाने के लिए अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट क्वासी-ट्रू-टाइम-डिले" थाप्रकाशितमार्च 6 मेंप्रकृति.मुख्य लेखक बाल गोविंद हैं, जो इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट छात्र हैं।

अधिकांश वर्तमान वायरलेस संचार, जैसे कि 5जी फोन, 6 गीगाहर्ट्ज़ (गीगाहर्ट्ज) से कम आवृत्तियों पर काम करते हैं।प्रौद्योगिकी कंपनियां 6जी सेलुलर संचार की एक नई लहर विकसित करने का लक्ष्य रख रही हैं जो 20 गीगाहर्ट्ज से ऊपर की आवृत्तियों का उपयोग करती है, जहां अधिक बैंडविड्थ उपलब्ध है, जिसका अर्थ है कि अधिक डेटा प्रवाहित हो सकता है और तेज गति से।6G के 5G से 100 गुना तेज़ होने की उम्मीद है।

हालाँकि, चूंकि उच्च आवृत्तियों पर पर्यावरण के माध्यम से डेटा हानि अधिक होती है, इसलिए एक महत्वपूर्ण कारक यह है कि डेटा को कैसे रिले किया जाता है।एकल ट्रांसमीटर और एकल रिसीवर पर भरोसा करने के बजाय, अधिकांश 5जी और 6जी प्रौद्योगिकियां अधिक ऊर्जा-कुशल विधि का उपयोग करती हैं: ट्रांसमीटर और रिसीवर की चरणबद्ध श्रृंखला की एक श्रृंखला।

"प्रत्येकआवृत्तिसंचार बैंड में अलग-अलग समय की देरी होती है," गोविंद ने कहा। "हम जिस समस्या का समाधान कर रहे हैं वह दशकों पुरानी है - उच्च-बैंडविड्थ डेटा को किफायती तरीके से प्रसारित करने की ताकि सभी आवृत्तियों के सिग्नल सही जगह और समय पर आ सकें।।"

इंजीनियरिंग की प्रोफेसर, वरिष्ठ लेखिका एलिसा अप्सेल ने कहा, "यह सिर्फ काफी देरी से कुछ बनाना नहीं है, बल्कि काफी देरी से कुछ बनाना है, जिसके अंत में आपके पास अभी भी एक संकेत है।""चाल यह है कि हम इसे भारी नुकसान के बिना करने में सक्षम थे।"

बाल ने एक पूरक धातु-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर (सीएमओएस) डिजाइन करने के लिए पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और सह-लेखक थॉमस टेपेन के साथ काम किया, जो 1 डिग्री के चरण रिज़ॉल्यूशन के साथ 14 गीगाहर्ट्ज की अल्ट्रा-ब्रॉड बैंडविड्थ पर समय विलंब को ट्यून कर सकता है।

"चूंकि हमारे डिज़ाइन का उद्देश्य इनमें से अधिक से अधिक विलंब तत्वों को पैक करना था," गोविंद ने कहा, "हमने कल्पना की कि सिग्नल के पथ को त्रि-आयामी वेवगाइड में लपेटना और उनमें से सिग्नल को बाउंस करना कैसा होगाचिप में तरंगदैर्घ्य-लंबे तारों को पार्श्वतः फैलाने के बजाय देरी का कारण बनें।"

टीम ने "ट्यूनेबल ट्रांसमिशन लाइन" बनाने के लिए इन 3डी रिफ्लेक्टरों की एक श्रृंखला तैयार की।

परिणामी एकीकृत सर्किट में 0.13-वर्ग-मिलीमीटर फ़ुटप्रिंट होता है जो चरण शिफ्टर्स से छोटा होता है, फिर भी पारंपरिक वायरलेस सरणियों की चैनल-क्षमता यानी डेटा दर को लगभग दोगुना कर देता है।और अनुमानित डेटा दर को बढ़ाकर, चिप तेजी से सेवा प्रदान कर सकती है, जिससे सेलफोन उपयोगकर्ताओं को अधिक डेटा मिल सकता है।

एप्सेल ने कहा, "चरणबद्ध सरणियों के साथ बड़ी समस्या इन चीजों को चिप लगाने और दक्षता बनाए रखने के लिए पर्याप्त छोटा बनाने की कोशिश के बीच का समझौता है।""ज्यादातर उद्योग जिस उत्तर पर पहुंचे हैं वह है, 'ठीक है, हम समय में देरी नहीं कर सकते हैं, इसलिए हम चरणबद्ध देरी करने जा रहे हैं।'और यह मूल रूप से सीमित करता है कि आप कितनी जानकारी संचारित और प्राप्त कर सकते हैं। वे बस उस प्रभाव को झेलते हैं।"

"मुझे लगता है कि हमारे प्रमुख नवाचारों में से एक वास्तव में सवाल है: क्या आपको इसे इस तरह से बनाने की ज़रूरत है?"अप्सेल ने कहा।"अगर हम एक घटक को बदलकर चैनल क्षमता को 10 गुना तक बढ़ा सकते हैं, तो यह संचार के लिए एक बहुत ही दिलचस्प गेम-चेंजर है।"