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科学家发明单芯片双工通信系统

发布时间:2017/3/15 9:53:36 访问次数:2590


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论文《一种宽频带、全集成、软件定义的、频分双工和时分双工的收发器》"a wideband fully integrated software-defined transceiver for fdd and tdd operation" 的论文发表于,2017年1月27日的电气与电子工程师协会的《固态电路》杂志上。博士研究生 hazal yüksel 和博士生 dong yang,是论文的合作领导作者。

molnar 和 apsel 使用了一种独创性的方案分离发射信号和接收信号。他们创意主要在发射器中,实际上由6个子发射器构成,所有的发射器都连接到一根人工传输线上。每个发射器都可以定期发送信号,并且它们都经过编程处理后加权输出,所以他们联合产生一种位于天线上的前向射频信号,然后在接收端口处消失。

因为每个发射器输出的具有「可编程性」,使得这种同步的叠加和取消,可以在广泛的频率范围内实现,从而调整天线上的信号强度。所以,apsel 说:“在一个方向上,它是一个过滤器,你简单地取消信号。再另外一个方向上,它又变成了一个放大器。”molnar 说:“你将天线放在一端,放大后的信号从天线输出,如果你将接收器放在另外一端,信号将会消失不见。接收器通过这根传输线可以看到天线,但是它无法观察到发射信号,因为发射信号会在另外一端消失。”相关研究

这项研究建立于斯坦福大学六年前报道的一项研究基础上,那项研究设计出了一种让发射器过滤自己传输的方法,让比较弱的入射信号可以被接收到。这个理论正是噪声消除耳机所用的。http://yongchang.51dzw.com/

宽频

与斯坦福大学的研究不同,康奈尔大学的研究小组研发的子传输器概念,可以在很宽广的频率范围内有效,所以在这个物联网时代,频谱资源被广泛利用的情况下,这项研究很有积极意义。对此,molnar说:“这根线具有典型的宽频带结构,能够在宽广的频率范围内有效,你只需要控制不同的发射器的子增益,产生这种消除作用。”软件定义

无需为每个频段配备一个过滤器,信号分离可以通过数字的方式控制。升级到最新的版本,就像更新应用程序,如果下载最新软件那样简单。

所以研究人员认为,用户可以对于单个设备进行软件方式配置,而无需购买最新的设备进行硬件升级。

alyosha molnar 手中拿着这项研究设计的电路板。旁边站的是 molnar 的实验室的研究生 hazal yüksel,这项最新研究论文的另外一位作者。

双工通信,需要设备同时具备数据发送和接收的双向通信能力。

在同一设备上实现同时发送和接收数据,则需要一个介于发送和接收电路之间的过滤器,提供「信号隔离」。

为什么需要过滤器?

原因很简单,因为如果没有过滤器,那么通信将无法实现。对此,根据研究人员的解释,概括来说,主要是由于发射信号的强度比接收信号的强度,往往要强很多倍,从而对于接收信号造成很强的干扰,甚至“淹没”接收信号。

将发射信号和接收信号频段分开是很困难的,而且问题随着当前设备的频段个数增加而更加复杂。从gps到蓝牙再到wi-fi,每个频段都需要一个过滤器,阻止强大的发射信号“淹没”弱小的接收信号。

创新方案

然而,molnar 实验室的科研人员们找出了一个很好的解决方案,能够在单芯片上发射和接收无线电信号,从而帮助改变目前无线通信的方式。

http://yushuo.51dzw.com


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论文《一种宽频带、全集成、软件定义的、频分双工和时分双工的收发器》"a wideband fully integrated software-defined transceiver for fdd and tdd operation" 的论文发表于,2017年1月27日的电气与电子工程师协会的《固态电路》杂志上。博士研究生 hazal yüksel 和博士生 dong yang,是论文的合作领导作者。

molnar 和 apsel 使用了一种独创性的方案分离发射信号和接收信号。他们创意主要在发射器中,实际上由6个子发射器构成,所有的发射器都连接到一根人工传输线上。每个发射器都可以定期发送信号,并且它们都经过编程处理后加权输出,所以他们联合产生一种位于天线上的前向射频信号,然后在接收端口处消失。

因为每个发射器输出的具有「可编程性」,使得这种同步的叠加和取消,可以在广泛的频率范围内实现,从而调整天线上的信号强度。所以,apsel 说:“在一个方向上,它是一个过滤器,你简单地取消信号。再另外一个方向上,它又变成了一个放大器。”molnar 说:“你将天线放在一端,放大后的信号从天线输出,如果你将接收器放在另外一端,信号将会消失不见。接收器通过这根传输线可以看到天线,但是它无法观察到发射信号,因为发射信号会在另外一端消失。”相关研究

这项研究建立于斯坦福大学六年前报道的一项研究基础上,那项研究设计出了一种让发射器过滤自己传输的方法,让比较弱的入射信号可以被接收到。这个理论正是噪声消除耳机所用的。http://yongchang.51dzw.com/

宽频

与斯坦福大学的研究不同,康奈尔大学的研究小组研发的子传输器概念,可以在很宽广的频率范围内有效,所以在这个物联网时代,频谱资源被广泛利用的情况下,这项研究很有积极意义。对此,molnar说:“这根线具有典型的宽频带结构,能够在宽广的频率范围内有效,你只需要控制不同的发射器的子增益,产生这种消除作用。”软件定义

无需为每个频段配备一个过滤器,信号分离可以通过数字的方式控制。升级到最新的版本,就像更新应用程序,如果下载最新软件那样简单。

所以研究人员认为,用户可以对于单个设备进行软件方式配置,而无需购买最新的设备进行硬件升级。

alyosha molnar 手中拿着这项研究设计的电路板。旁边站的是 molnar 的实验室的研究生 hazal yüksel,这项最新研究论文的另外一位作者。

双工通信,需要设备同时具备数据发送和接收的双向通信能力。

在同一设备上实现同时发送和接收数据,则需要一个介于发送和接收电路之间的过滤器,提供「信号隔离」。

为什么需要过滤器?

原因很简单,因为如果没有过滤器,那么通信将无法实现。对此,根据研究人员的解释,概括来说,主要是由于发射信号的强度比接收信号的强度,往往要强很多倍,从而对于接收信号造成很强的干扰,甚至“淹没”接收信号。

将发射信号和接收信号频段分开是很困难的,而且问题随着当前设备的频段个数增加而更加复杂。从gps到蓝牙再到wi-fi,每个频段都需要一个过滤器,阻止强大的发射信号“淹没”弱小的接收信号。

创新方案

然而,molnar 实验室的科研人员们找出了一个很好的解决方案,能够在单芯片上发射和接收无线电信号,从而帮助改变目前无线通信的方式。

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