Беспроводной приемник блокирует помехи для повышения производительности мобильного устройства
12:23, 05 Июл.
Растущее распространение высокоскоростных беспроводных коммуникационных устройств, от мобильных телефонов 5G до датчиков для автономных транспортных средств, приводит к все более переполненным радиоволнам.
Это делает возможность блокировать мешающие сигналы, которые могут помешать работе устройства, еще более важной — и более сложной — проблемой. Имея в виду эти и другие новые приложения, исследователи MIT продемонстрировали новую архитектуру беспроводного приемника миллиметровых волн с множественным входом и множественным выходом (MIMO), которая может справляться с более сильными пространственными помехами, чем предыдущие разработки.
Системы MIMO имеют несколько антенн, что позволяет им передавать и принимать сигналы с разных направлений.
Их беспроводной приемник обнаруживает и блокирует пространственные помехи при первой возможности, до того, как нежелательные сигналы будут усилены, что повышает производительность.
Ключом к этой архитектуре приемника MIMO является специальная схема, которая может нацеливать и подавлять нежелательные сигналы, известная как невзаимный фазовращатель.
Создав новую структуру фазовращателя, которая является реконфигурируемой, маломощной и компактной, исследователи показывают, как ее можно использовать для подавления помех на ранних этапах цепи приемника.
Их приемник может блокировать в четыре раза больше помех, чем некоторые аналогичные устройства.
Кроме того, компоненты блокировки помех можно включать и выключать по мере необходимости для экономии энергии.
В мобильном телефоне такой приемник может помочь смягчить проблемы с качеством сигнала, которые могут привести к медленной и прерывистой работе Zoom-звонков или потоковой передачи видео.
«В диапазонах частот, которые мы пытаемся использовать для новых систем 5G и 6G, уже происходит активное использование. Поэтому все новое, что мы пытаемся добавить, уже должно иметь установленные системы подавления помех.
Здесь мы показали что использование невзаимного фазовращателя в этой новой архитектуре дает нам лучшую производительность. «Это весьма существенно, особенно с учетом того, что мы используем ту же интегрированную платформу, что и все остальные», — говорит Негар Рейскаримян, доцент кафедры развития карьеры консорциума X-Window на кафедре электротехники и компьютерных наук (EECS), член Лабораторий микросистемных технологий и Научно-исследовательской лаборатории электроники (RLE), а также старший автор статьи об этом приемнике.
Рейскаримян написал статью совместно с аспирантами EECS Шахабеддином Мохином, ведущим автором, Сорушом Араи и Мохаммадом Барзгари, постдоком RLE.
Работа недавно была представлена на симпозиуме IEEE по радиочастотным схемам и получила награду за лучшую студенческую работу.
Блокировка помех Цифровые системы MIMO имеют аналоговую и цифровую часть.
Аналоговая часть использует антенны для приема сигналов, которые усиливаются, преобразуются с понижением частоты и проходят через аналого-цифровой преобразователь перед обработкой в цифровой области устройства.
В этом случае для получения желаемого сигнала требуется цифровое формирование луча.
Но если сильный мешающий сигнал, идущий с другого направления, попадает в приемник одновременно с полезным сигналом, он может насытить усилитель, так что полезный сигнал будет заглушен.
Цифровые MIMO могут фильтровать нежелательные сигналы, но эта фильтрация происходит позже в цепочке приемника.
Если помехи усиливаются вместе с полезным сигналом, их сложнее отфильтровать позже. «Выход исходного малошумящего усилителя — это первое место, где можно выполнить эту фильтрацию с минимальными потерями, и именно это мы и делаем в нашем подходе», — говорит Рейскаримян.
Исследователи построили и установили четыре невзаимных фазовращателя сразу на выходе первого усилителя в каждой цепочке приемников, подключенных к одному и тому же узлу.
Эти фазовращатели могут передавать сигнал в обоих направлениях и определять угол входящего мешающего сигнала.
Устройства могут регулировать свою фазу до тех пор, пока не будут устранены помехи. Фазу этих устройств можно точно настроить, чтобы они могли обнаруживать и подавлять нежелательный сигнал до того, как он пройдет к остальной части приемника, блокируя помехи до того, как они повлияют на другие части приемника.
Кроме того, фазовращатели могут следовать сигналам, чтобы продолжать блокировать помехи, если они меняют местоположение.
«Если вы начнете отключаться или качество вашего сигнала ухудшится, вы можете включить это и уменьшить эти помехи на лету.
Поскольку наш подход — параллельный, вы можете включать и выключать его с минимальным влиянием на производительность самого приемника. », — добавляет Рейскаримян.
Компактное устройство Помимо того, что новая архитектура фазовращателя стала настраиваемой, исследователи спроектировали ее так, чтобы она занимала меньше места на кристалле и потребляла меньше энергии, чем типичные невзаимные фазовращатели.
После того, как исследователи провели анализ, чтобы показать, что их идея будет работать, их самой большой проблемой стало воплощение теории в схему, которая достигла бы их целей производительности.
В то же время приемник должен был соответствовать строгим ограничениям по размеру и ограниченному бюджету мощности, иначе он не был бы полезен в реальных устройствах.
В конце концов, команда продемонстрировала компактную архитектуру MIMO на чипе площадью 3,2 квадратных миллиметра, которая могла блокировать сигналы, которые были в четыре раза сильнее, чем те, которые могли обработать другие устройства.
Их архитектура фазовращателя проще, чем типичные конструкции, а также более энергоэффективна.
В дальнейшем исследователи хотят масштабировать свое устройство до более крупных систем, а также позволить ему работать в новых диапазонах частот, используемых беспроводными устройствами 6G.
Эти диапазоны частот подвержены мощным помехам от спутников. Кроме того, они хотели бы адаптировать невзаимные фазовращатели к другим приложениям.
Скачивание музыки на сайте mp3uk.net Самые свежие хиты музыки доступны для скачивания на нашем сайте, а также хиты классической музыки или популярные песни прошлых лет. Вы можете слушать...
Чем брянцам занять себя на длинных выходных? В этом году майские праздники начались в апреле и длятся четыре дня – с 28‑го по 1‑е включительно. Потом предстоит отдыхать столько же – с 9-го по 12...
Intel демонстрирует сверхбыструю версию Thunderbolt Интерфейс обеспечивает обмен данными с периферийными устройствами на скорости 80 Гбит/с — как только что анонсированная спецификация USB4. Компания I...
Все про военную технику России и США Военные аналитики регулярно сравнивают все составляющие военной мощи США и России. И немудрено, обе страны являются сильнейшими державами на планете....
Представлены AI-телевизоры Samsung Neo QLED Новинки мирового лидера на рынке ТВ и звуковых панелей Samsung Electronics стали доступны на российском рынке. Телевизоры Neo QLED и OLED, а также ли...
Лечение алкоголизма в Москве Алкогольная зависимость - серьёзное заболевание, которое приводит к серьёзным проблемам со здоровьем. Она разрушает внутренние органы, приводя органи...
Портал российских остеопатов Хотите избавиться от боли в спине, шее, суставах? Или может быть вас беспокоит мигрень, нарушения пищеварения или проблемы со сном? Тогда вам точно с...
Как выбирать оружейный сейф Оружейный сейф — это важный элемент безопасности для всех владельцев огнестрельного оружия. Правильный выбор сейфа гарантирует надежное хранение оруж...
Лазерная хирургия: путь к революции в медицине Лазерная хирургия, одно из самых инновационных достижений в области медицины, открыла перед врачами и пациентами новые горизонты. Ее история началась...
Что делать при температуре 40? Температура 40 градусов Цельсия является высокой и может сопровождаться серьезными осложнениями для организма. Поэтому важно знать, что делать в этой...
Представлены AI-телевизоры Samsung Neo QLED Новинки мирового лидера на рынке ТВ и звуковых панелей Samsung Electronics стали доступны на российском рынке. Телевизоры Neo QLED и OLED, а также ли...
Ваша машина может сгореть дотла — 10 причин Возгорание в автомобиле может произойти по самым банальным причинам: перегрев пластика панели приборов, спровоцированный отражением концентрированных...
К чему снятся яблоки Сон, в котором фигурируют яблоки, несет позитивный заряд и сулит приятные события в реальности. Давайте вместе исследуем толкования этого образа в ра...
Биография Эрих Мария Ремарк Эрих Мария Ремарк - писатель, чье имя знакомо каждому. Автор многих антивоенных романов, он был вынужден эмигрировать из-за своих произведений, но до...
ChatGPT проходит знаменитый «тест Тьюринга» ChatGPT проходит знаменитый «тест Тьюринга», предполагающий, что ИИ-бот имеет интеллект, эквивалентный человеческому, утверждают ученые Ученые утверж...
В России подешевели автомобили: какие и насколько Снижение цен на автомобили по итогам первого полугодия 2024 года зафиксировали аналитики. Это касается как новых, так и подержанных машин, сообщают и...