Neue drahtlose Technologie erhöht mobile Leistung durch gezielte Interferenzunterdrückung

BerlinMIT-Forscher haben die drahtlose Kommunikation für mobile Geräte verbessert, indem sie einen neuen Millimeterwellen-MIMO-Empfänger entwickelt haben. Diese Technologie kann stärkere Störungen durch nahegelegene Signale besser handhaben als ältere Versionen, was zu einer erhöhten Leistung von Mobiltelefonen und anderen drahtlosen Geräten führt.

Der neue kabellose Empfänger bietet mehrere bedeutende Funktionen.

• Verwendet mehrere Antennen für besseren Signalempfang
• Blockiert Störsignale frühzeitig zur Leistungssteigerung
• Nutzt einen nicht-reziproken Phasenschieber für präzise Störungsunterdrückung
• Ist rekonfigurierbar, energiesparend und kompakt
• Kann bis zu viermal mehr Störungen blockieren als vergleichbare Geräte

Hochgeschwindigkeits-Wireless-Geräte wie 5G-Telefone und Sensoren in selbstfahrenden Autos nutzen mehr der verfügbaren Funkfrequenzen, was zu Störungen führt und die Leistung dieser Geräte beeinträchtigt. Der neue Empfänger erkennt und blockiert diese störenden Signale, bevor sie Probleme verursachen, was zu einer verbesserten Leistung in stark frequentierten Lufträumen führt.

Dies ist entscheidend, weil es dazu beiträgt, dass Ihr Mobilgerät besser funktioniert, was zu schnelleren und stabileren Zoom-Anrufen sowie reibungsloseren Videostreams führt.

Negar Reiskarimian, Professor am MIT und Hauptautorin einer Abhandlung zu diesem Empfänger, erklärte: „Durch den Einsatz eines nicht-reziproken Phasenschiebers in diesem neuen Design erzielen wir eine bessere Leistung als andere Plattformen auf demselben integrierten Grundgerüst.“

Das Team präsentierte ihre Arbeit auf dem IEEE-Symposium für Hochfrequenzschaltungen und erhielt den Preis für die beste Studentenarbeit. Zu der Gruppe gehörten die Doktoranden Shahabeddin Mohin (Erstautor), Soroush Araei sowie Mohammad Barzgari, ein Postdoktorand vom RLE.

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Digitale MIMO-Systeme bestehen aus analogen und digitalen Komponenten. Der analoge Teil verwendet Antennen, um Signale zu empfangen, die dann verstärkt und in digitale Form umgewandelt werden. Treffen mehrere Signale gleichzeitig am Empfänger ein, kann es zu Interferenzen kommen. Da die digitale Filterung später erfolgt, ist es schwieriger, unerwünschte Signale zu entfernen, wenn sie bereits verstärkt wurden.

Der neue Empfänger nutzt Phasenschieber direkt nach dem ersten Verstärker, um Störungen zu eliminieren. Diese Geräte erkennen und neutralisieren unerwünschte Signale aus verschiedenen Richtungen durch Anpassung ihrer Phase und blockieren dadurch die Störungen, bevor sie den Empfänger passieren können.

Reiskarimian erklärte, dass man dies aktivieren kann, um Signalprobleme oder Verbindungsabbrüche sofort zu beheben.

Die Forscher haben einen kleinen und energiesparenden Chip entwickelt. Er ist nur 3,2 Quadratmillimeter groß und kann starke Signale bis zu viermal besser blockieren als andere Geräte. Der Chip benötigt weniger Platz und Strom, was ihn für den täglichen Gebrauch praktisch macht.

Das Team beabsichtigt, ihr Gerät für größere Systeme geeignet zu machen und es für den Einsatz mit 6G-Geräten anzupassen, die häufig Satellitenstörungen ausgesetzt sind. Außerdem wollen sie weitere Einsatzmöglichkeiten für nicht-reziproke Phasenschieber finden.

Diese Forschung wurde vom MIT Zentrum für Integrierte Schaltungen und Systeme unterstützt.