Ricevitore innovativo elimina le interferenze e potenzia le prestazioni dei dispositivi mobili

RomeL'aumento rapido dei dispositivi wireless ad alta velocità, come i telefoni 5G e i sensori per auto a guida autonoma, ha reso l’etere molto affollato. È molto importante, ma allo stesso tempo difficile, bloccare i segnali che potrebbero interferire con questi dispositivi. I ricercatori del MIT hanno sviluppato un nuovo tipo di ricevitore wireless capace di gestire molteplici segnali simultaneamente e con grande efficacia.

Questo nuovo ricevitore MIMO gestisce meglio le interferenze più forti provenienti da varie direzioni rispetto ai modelli precedenti. Tra le sue caratteristiche principali troviamo:

• Multiple antenne per trasmettere e ricevere segnali da diverse direzioni
• Un circuito speciale chiamato sfasatore non reciproco che elimina segnali indesiderati
• Design riconfigurabile e a basso consumo energetico

Il sistema MIMO rileva e blocca i segnali indesiderati in fase precoce, prima che si intensifichino, migliorando così le prestazioni del dispositivo. Il modulatore di fase non reciproco contribuisce a eliminare le interferenze all'inizio della catena di ricezione, permettendo al dispositivo di bloccare fino a quattro volte più interferenze rispetto a dispositivi simili.

Gli studenti Shahabeddin Mohin, Soroush Araei e Mohammad Barzgari hanno presentato la loro ricerca al Symposium IEEE sui Circuiti a Radiofrequenza, vincendo il premio Miglior Articolo Studentesco.

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I sistemi MIMO digitali sono costituiti sia da componenti analogici che digitali. Nella parte analogica, le antenne ricevono i segnali, che vengono poi amplificati, convertiti a una frequenza inferiore e trasformati in segnali digitali. La sezione digitale si occupa dell'elaborazione di questi segnali per estrarre quello desiderato. Tuttavia, segnali interferenti forti possono prevalere sul segnale desiderato già nelle prime fasi. Sebbene i sistemi MIMO digitali filtrino solitamente i segnali indesiderati in una fase successiva, ciò diventa problematico se l'interferenza è stata già amplificata.

I ricercatori bloccano l'interferenza all'uscita del primo amplificatore utilizzando quattro sfasatori. Questi dispositivi rilevano l'angolo dei segnali indesiderati e ne regolano la fase per annullarli. Intervenendo presto, evitano che l'interferenza disturbi il ricevitore. Gli sfasatori possono anche adattarsi ai cambiamenti nella posizione delle interferenze.

Il nuovo progetto del variatore di fase è compatto e consuma pochissima energia. Trasformare le idee in un circuito pratico è stato complicato. Il team si è prefissato di ottenere alte prestazioni mantenendo dimensioni e consumo energetico ridotti. Ci sono riusciti creando un chip di 3,2 millimetri quadrati di dimensione. Questo chip blocca segnali che sono quattro volte più potenti di quelli gestiti da altri dispositivi.

Il team prevede di ingrandire il dispositivo per applicazioni su sistemi più grandi. Inoltre, intendono farlo funzionare con i nuovi dispositivi 6G, che attualmente soffrono di interferenze satellitari. Vogliono anche utilizzare i deviatori di fase non reciprocanti per altri scopi. Questa ricerca è stata parzialmente finanziata dal MIT Center for Integrated Circuits and Systems.