Banbrytande mottagare avleder störningar för att förbättra mobilprestanda i ny vetenskaplig studie
StockholmDen snabba ökningen av trådlösa enheter med hög hastighet, såsom 5G-telefoner och sensorer för självkörande bilar, har gjort etern mycket trång. Det är mycket viktigt men svårt att blockera signaler som kan störa dessa enheter. Forskare vid MIT har utvecklat en ny typ av trådlös mottagare som kan hantera flera signaler samtidigt och fungerar mycket effektivt.
Denna nya MIMO-mottagare kan hantera starkare störningar från flera riktningar bättre än äldre modeller. Den har flera viktiga egenskaper såsom:
- Flera antenner för att sända och ta emot signaler från olika riktningar
- En speciell krets kallad icke-reciprok fasförskjutare som eliminerar oönskade signaler
- Omkonfigurerbar och strömsnål design
Deras MIMO-system upptäcker och blockerar oönskade signaler tidigt, innan de förstärks. Detta förbättrar enhetens prestanda. Den ickereciproka fasväxlaren hjälper till att tidigt avbryta störningar i mottagarens kedja, vilket gör att enheten kan blockera upp till fyra gånger mer störningar än liknande enheter.
Forskarstudenterna Shahabeddin Mohin, Soroush Araei och Mohammad Barzgari presenterade sin forskning vid IEEE Radio Frequency Circuits Symposium och tilldelades priset för Bästa studentuppsats.
Digitala MIMO-system består av både analoga och digitala delar. Den analoga delen använder antenner för att ta emot signaler, som sedan förstärks, frekvensomvandlas och omvandlas till digitala signaler. I den digitala delen bearbetar systemet dessa signaler för att extrahera den önskade signalen. Starka störsignaler kan dock övermanna den önskade signalen tidigt i processen. Trots att digitala MIMO-system vanligtvis filtrerar bort oönskade signaler i ett senare skede blir detta svårt om störningarna redan har förstärkts.
Forskarna eliminerar störningar vid den första förstärkarens utgång genom att använda fyra fasväxlare. Dessa växlare identifierar vinkeln på oönskade signaler och justerar deras fas för att neutralisera dem. Genom att göra detta tidigt förhindrar de att störningar påverkar mottagaren. Fasväxlarna kan också anpassa sig till förändringar i störningarnas positioner.
Den nya fasvridardesignen är kompakt och energisnål. Att omsätta deras idéer i en fungerande krets var utmanande. Teamet strävade efter hög prestanda samtidigt som de ville hålla storleken och energiförbrukningen låg. De lyckades genom att skapa ett chip som är 3,2 kvadratmillimeter stort. Detta chip kan blockera signaler som är fyra gånger starkare än vad andra enheter klarar av.
Teamet planerar att göra enheten större för att passa större system. De vill också att den ska fungera med nya 6G-enheter, som har problem med störningar från satelliter. Dessutom siktar de på att använda icke-reciproka fasförskjutare för andra ändamål. Denna forskning finansierades delvis av MIT Center for Integrated Circuits and Systems.
Dela den här artikeln