Nowoczesny odbiornik przeciwdziała zakłóceniom, poprawiając wydajność urządzeń mobilnych według badań naukowych.

WarsawSzybki wzrost liczby urządzeń bezprzewodowych, takich jak telefony 5G i czujniki do autonomicznych samochodów, sprawił, że eter stał się bardzo zatłoczony. Istotne jest, choć trudne, blokowanie sygnałów, które mogą zakłócać działanie tych urządzeń. Naukowcy z MIT opracowali nowy rodzaj odbiornika bezprzewodowego, który potrafi obsługiwać wiele sygnałów jednocześnie i działa bardzo efektywnie.

Nowy odbiornik MIMO potrafi skuteczniej radzić sobie z silniejszymi zakłóceniami z różnych kierunków niż starsze modele. Wyróżnia się kilkoma istotnymi cechami, takimi jak:

• Wiele anten do nadawania i odbierania sygnałów z różnych kierunków
• Specjalny układ zwany niefazowym przesuwaczem, który eliminuje niepożądane sygnały
• Konfigurowalna i energooszczędna konstrukcja

Ich system MIMO wykrywa i blokuje niepożądane sygnały na wczesnym etapie, zanim się wzmocnią, co zwiększa wydajność urządzenia. Niereciproczny przesuwnik fazy pomaga likwidować zakłócenia we wczesnym etapie odbioru, umożliwiając urządzeniu blokowanie do czterech razy więcej zakłóceń w porównaniu do podobnych urządzeń.

Studenci studiów magisterskich Shahabeddin Mohin, Soroush Araei i Mohammad Barzgari zaprezentowali swoje badania na Sympozjum Układów Częstotliwości Radiowych IEEE i zdobyli nagrodę dla najlepszego artykułu studenckiego.

Zobacz również:

Dzisiaj · 04:05

Wikingowie: pionierzy arktycznych szlaków handlowych kością słoniową

Cyfrowe systemy MIMO składają się z komponentów analogowych i cyfrowych. Część analogowa wykorzystuje anteny do odbioru sygnałów, które następnie są wzmacniane, konwertowane na niższą częstotliwość i przekształcane w sygnały cyfrowe. W sekcji cyfrowej system przetwarza te sygnały, aby odzyskać pożądany sygnał. Niemniej jednak, silne sygnały zakłócające mogą zdominować sygnał docelowy już na początku. Chociaż cyfrowe systemy MIMO zazwyczaj eliminują niechciane sygnały później, staje się to trudne, jeśli zakłócenia już zostały wzmocnione.

Badacze eliminują zakłócenia na wyjściu pierwszego wzmacniacza, stosując cztery przesuwniki fazowe. Urządzenia te wykrywają kąt niepożądanych sygnałów i dostosowują ich fazę, aby je zneutralizować. Dzięki temu wcześnie zapobiegają wpływowi zakłóceń na odbiornik. Dodatkowo, przesuwniki fazowe mogą dostosowywać się do zmieniającej się lokalizacji zakłóceń.

Nowy projekt przesuwnika fazowego jest niewielki i zużywa mało energii. Przełożenie ich pomysłów na praktyczny obwód było trudne. Zespół dążył do uzyskania wysokiej wydajności przy jednoczesnym zachowaniu małych rozmiarów i niskiego zużycia energii. Udało im się to, tworząc chip o powierzchni 3,2 milimetra kwadratowego. Chip ten blokuje sygnały, które są czterokrotnie silniejsze niż te, które są w stanie obsłużyć inne urządzenia.

Zespół zamierza powiększyć urządzenie, aby było kompatybilne z większymi systemami. Chcą także, aby współpracowało ono z nowymi urządzeniami 6G, które mają problemy z zakłóceniami satelitarnymi. Dodatkowo, planują zastosować niereciproczne przesuwacze fazowe do innych zastosowań. Badania te były częściowo finansowane przez MIT Center for Integrated Circuits and Systems.