新しい無線技術が干渉を抑え、モバイルデバイスの性能を向上させる技術を発表

TokyoMITの研究者たちは、モバイルデバイス向けの無線通信技術を進化させ、新しいミリ波MIMO無線受信機を開発しました。この技術は、従来のバージョンよりも周囲の信号からの強い干渉を効果的に処理できるため、携帯電話やその他のワイヤレスデバイスの性能が向上しています。

新しいワイヤレス受信機は、いくつかの重要な特徴があります。

• 複数のアンテナを使用して、信号受信を向上させます
• 干渉信号を早期にブロックし、性能を高めます
• 正確な干渉キャンセルのために非相反の位相シフタを採用しています
• 再構成可能で省電力かつコンパクトです
• 似たようなデバイスより最大で4倍多くの干渉を遮断できます

高速度のワイヤレスデバイス、例えば5G対応の携帯電話や自動運転車のセンサーなどは、利用可能な電波を多く使用しています。これにより干渉が発生し、デバイスが正常に動作しなくなります。新しい受信機はこれらの干渉する信号を検出して遮断し、込み合った電波空間でもより良いパフォーマンスを実現します。

これは、モバイルデバイスの性能向上につながり、より速く安定したZoom通話や滑らかなビデオストリーミングを可能にするため、重要です。

MITの教授であり、この受信機に関する論文の主著者であるネガー・レイスカリミアン氏は、「この新しい設計では非相互位相シフターを使用することで、同じ統合プラットフォーム上の他のものよりも優れた性能を発揮します」と述べています。

そのチームはIEEEラジオ周波数回路シンポジウムで成果を発表し、「ベスト学生論文賞」を受賞しました。グループはリード著者である大学院生のShahabeddin Mohin、Soroush Araei、RLEのポスドクであるMohammad Barzgariで構成されています。

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デジタルMIMOシステムは、アナログ部分とデジタル部分から構成されています。アナログ部分では、アンテナを使用して信号を受信し、それを増幅してデジタル形式に変換します。一度に複数の信号が受信側に届くと、干渉が生じることがあります。デジタルフィルタリングは後から行われるため、増幅された不要な信号を取り除くことは難しくなります。

新しい受信機は、初段のアンプ直後に位相シフタを使用して干渉を排除します。これらの装置は、様々な方向からの不要な信号を位相の調整によって検知し中和し、受信機を通過する前に効果的に干渉を遮断します。

レイスカリミアン氏によると、信号の問題や接続が切れた際には、これをすぐに作動させることで対処できるとのことです。

研究者たちは、小型で省エネルギーのチップを開発しました。このチップはわずか3.2平方ミリメートルのサイズで、強い信号を遮断する能力があり、他のデバイスよりも最大で4倍の効果を発揮します。そのため、スペースや電力を節約でき、日常での使用に適しています。

チームは、彼らの装置をより大きなシステムに対応させ、6Gデバイスでの使用に適応させることを計画しています。6Gデバイスはしばしば衛星からの干渉を受けることがあります。また、非相互位相シフターの他の用途を見つけることも目指しています。

この研究はMITの統合回路およびシステムセンターによって支援されました。