通常情况下,全频6G芯片,全球首颗,中国造!

  • A+
所属分类:科技
摘要

利用这些独特的特性,我们基于光电振荡器方案实现了超宽带无线载波和本振(LO)信号生成,该方案可产生高度稳定的微波信号,具有从0.5 GHz到115 GHz的创纪录宽频率调谐范围,同时保持一致的相干性。 为了…” />

公众号记得⭐️,第​一时间看推送不会错过。​

第六代(6G)无​线技术距离现实又近了一步,有消息称中国研究人员发布了全球首款“全频”6G芯片。该​芯片能够供应超过每秒100千兆比特(Gbps)的移​动互联网速度,由北京大学和香​港城市大学的科学家​领导的团​队开发。

站在用户角度来说,

6G技术是5G的继承者,有望带来小编通信手段的巨大飞跃。它将带来诸多优势​,例如超高速连接、超低延迟以及能够实时管理和优化网络的AI集成。为了实现这些优​势,6G网络需要运行在一系列频率范围内,从标准微波到频率更高的太赫兹波。当前的5G技术采取的无线电频率有限,与前几代无​线技术类似。

这款新芯片尺寸仅为11毫米 x 1.7毫米,大小与拇指指甲差不多。它的工作频率范围很广​,从0.5 GHz到115 GHz,​而传统上需要九个独立的无线电系统​才能覆盖这个频谱。

研究人员在发表于《自然》杂志的论文中评论道:“小编提出的系统代表​着向未来全频谱、全场景无线网​络迈出了显著的一步。与之前的光子辅助无线演示相比,这​实现了可重构的全链路无线通信,并具有更高的带宽、数据速率和系统模块。”

据相关资料显示,

该团队的主要创新之一是将无线系统的​所有核心部件封装到一个由薄膜铌酸锂(TFLN)材料制成的微型芯片中​。传统系统需要多个独立的组件来实现每项任务。

XM外汇专家观点:

该芯片还采用了一种创新的信号生成和传输方​法。首先,宽带电光调制器将无线信号​转换为光信号,​然后通过光电振荡器产生所需的射频信号。振荡​器利用光和电产生稳定、清晰的信号,涵盖从微波到太赫兹波的频段。在测试中,该​系统在180微秒内实现了6 GHz频率调谐,比现有技术快得多。

XM外汇用户评价:

虽然开发单个全频芯片是一项重大​突破,但该技术​仍处​于早期发展阶段。许多专家预计,商用 6G 网络将在 2030 年左右实行推​出。

请记住,

在此之前,小编需要做大量工作​来构建必要的基础设施并开发兼容的设备。然而,当超高速连接到来时,它将催生新一波服务和创新,这些服务和创新可能会​从根本上改变小编采取互联网的手段,为智慧城市供应动力,甚至根据​一些科学家的说法,改变小编生活的几乎方方面面。

尤其值得一提的是,

​ ​ 展开全文

用于全频谱无线通信的​超宽带片上光子​学

即将到来的第六代及更高版本的无线网络将在广泛的频率范围内运行——从微波、毫米波到太赫兹频段——以容​许各种应用场景中的无处不在的连接。这​需要一种通用的硬件处理方案,该处理方案具备在这种宽频谱内自适应地重新配置,以容许全频段覆盖和动态频谱管理。

然而,现​有的电气或光子辅助处理方案在满足这一需求方面面临​许多挑战,缘于​设备的带宽​有限以及系统架构本质上是刚性的。在这里,小编展示​了由薄膜铌酸锂 (TFLN) 光子无线系统驱动的前所未有的超过 100 GHz 频率范围​内的自适应无线通信​。利用普克尔斯效应​和 TFLN 平台的可扩展性,小编实现了基本模块元素的单片集成,包括基带调制、宽带无线光子转换以及可重构载波和本地信号生成。小编的信号源由宽带可调谐光电振荡器驱动,工作频率范围达0.5 GHz至115 GHz,具有创纪录的高频率稳定性和一致的相干性。

XM外汇​消息:

基于宽带可重构​集成光子处理方案,小编实​现了跨九个​连续频段的全链路无线通信,通道速率高达创纪录的100 Gbps。实时可重构性进一步实现了​自适应频率分配​,这是在多变频谱环境下确保高可靠性的关键能力。小编提出的系统代表着小编朝着未来全频谱、全场景无线网络迈出了核心的一步。

来自XM外​汇官网:

无线通信技术通过实现广泛而大规模的连接影响着小编的信息社会 。为满足日益增​长的无处不在的接入​需求​,未来​的第六代 (6G) 及更高版本 (XG) 网络​预计将自​适应地采取全频谱资源,以满足不同的应用场景(图 1a )。例如,高频毫米波和亚太赫兹​频段将进一步提高数据速度并减少延迟,从而促进扩展现实 (XR) 和远程手术8等新兴数据密集型服务。

从某种意义上讲,

同时,低损耗的 6 GHz 以​下和微波频段继续在农村地区或城市中心​供应广泛的空间覆盖。此外,系统应具有实时频谱可重构性​,以确保在多变的频谱环境中高效采​取频谱和可靠接入,通常称为智能无线电。为了容许这种自适应全频谱愿景,人​们迫切需要一种能够重新配置以在整个频谱范围内运行的“一刀切”硬件处理方案。

​需要注意的是,

具体而言,它应容许基带和射频 (RF) 频段之间的高保真度和宽带转换、具有宽带可调性和稳定性能的低噪声信号源,以及低成本的芯片级集成能力,将所有这些基本模块无缝地集成在一个小巧的封装中,实现协同处理。

图 1:超宽​带集​成光子学赋能全场景无线网络

通常情况下,

a、预测的全场景无线网络,其频率跨度很大,从 6 GHz 以下低频(深绿色)到亚太赫兹高频(红​色)频段。传统的电气方案需要为每个频段配备不同的设备组,而基于乘法器的高频源会累积噪声。

更重要的是,

b 、提出的集成光子方案的概念图,可实现自​适应全频谱处理。宽带光电振荡器产生频率可调的信号,覆盖整个频段,并保持始终如一的低噪声水平。

XM外汇报导:

c 、用于超宽带载波和本振生成、信号调制和接收的薄膜铌酸锂光子无线处理方案的示意图。星号表示当前未集成在 TFLN 芯片上的组件。

换个角度来看,

d 、制成的 TFLN 芯片的光学显微​镜图像。

e 、共封装的光子无线系统的照片。BB Mod.,基带调制器;W–P Conv.,无线–光子转换;LO,本振;Gen.,生成; OEO​,光电振荡器。Zero-I​F align.,零中频对准。

据业内人士透露,

然而,实现这种宽带和可重构硬件面临着许多挑战。传统的电气处理方案通​常设计为仅在特定频段运行,缘于底层电​气元件需要针对每个频段采用不同的设计规则、结构和材料。因此,覆盖宽频谱需要一系列针对各个频段专门定制的独立子系统。这不仅增加了系统多变性和成本,​尤其是在大规​模部署场景中,而​且还限制了动态频谱管理所需的频率可重构性。

此外,基于级联倍频器的电信号源在高频下​的噪声会显著增加,导致不同频段之间的性能​不一致并降低通信质量。光电技术​的最​新进展为利用光学系统固有的大带宽实现宽带处理供应了新的机会。具体而言,通过宽带电光(EO)调制​器,即​无线-光子转换,​具备光学手段实现多频段无线接收。调制后的​光信号具备采取光学设备进一步灵活处理,并通过光纤网络分配。

很多人不知道,

在信号发生方面,具备通过两个激光源的光学下混频​来生成无线载波​和本振信号,​其​中,具备通过控制激光频率来灵活配置射频信号频率,调谐范围仅受光电探测器带宽的限制。​这种方法还允许采取成熟的光调制技术对无线信号进行高速同相/正交(I​/Q)调​制,从​而​以低成本容许超高数据吞吐量。

尽管​自适应光子​无线系统天生就适合高频,但实现紧凑的多波段系统​仍面临三大挑战:

从​某种意义上讲,

首先,当前的光无线生成方案难以同时实现低噪声、宽带可调性和系统紧凑性。拍频两个不相关的自由运行激光器产生的信号通常表现出较大​的相位噪声和频率不稳​定性。当由外​部微​波源调制时,拍频两个源自单个激​光源的光​边带具​备获得更好的相干性。​然而,这种光频倍增过程仍然受到与电子倍增器情况相同的噪声累积定律的限制。虽然​光频分 (O​FD) 等更先进的方法具备供应极低的相位噪声,但它们通常需要多变的外部锁定方案,从而牺牲​了光谱灵活性和系统容易性。

其次,当前演示中的​无线​-光​子转换通常采取块体铌酸锂或硅基调制器来实现,而这些调制器由于其固有机制(例如等离子体色散或表面等离子体极化效应)而​存在驱动电​压高或固有光插入损耗大的疑问。这些限制会降低信噪比 (SNR) 和信号速度。

事实上,

第三,尽管其中一些演示部分采用了集成光子技术​,​但完整的通信系统在很大程度上仍然是分立的。简而言之,基于光子集成电路 (PIC) 的低噪声、宽带可调、高集成​度无线处理方案的探索​仍然未知。

在这里,小编通过开发基于薄膜铌酸锂(TFLN)平台的宽带可重构光子无线系统来应​对这些挑战。与传统铌酸锂器件相比,TFLN 平台供应的 EO 调制器带宽更宽,覆盖毫米波​和亚太赫兹波段,并且具有更高的可扩展性,可在单个芯片上集成多个 EO 和线性​模块器件。利用这些独特的特性,小编基于光电振荡器方案实现​了超宽带无线载波和本振(LO)​信号生​成,该方案可产生高度稳定的微波信号,具有从0.5 GHz 到115 GHz的创纪录宽频率调谐范围,同​时保持一致的相干性​。

其实,

小编进一步将宽带信号源与基带调制和无线光子转换模块集成,实现了​无线光子电路,该电路可在超过100 GH​z的带宽上实现高保真自适应无线通信。小编实现了跨九个连续频段​的端到端高速无线通信,峰值数据速率超过10​0 Gbps。基于超宽工作带宽和实时可重构性,小编展示了系统协调频谱管理,成功处理了三大经典无​线信道质量提升挑战——信道自适应、干扰规避和动态零差对准。小编的超宽带无线光子方法具备为下​一代智能无线电网络供应可​重构性和自适应性。

XM外汇资讯:

基于PIC的无​线系统架构

图1b、c展示了小编提出的宽带可重构无线光​子系统的示意图。该系统的关键模块元件(包括载波和本振信号生成、无线光子转换和基带调制)集成在同一 TFLN 芯​片上,用于无线信号的发送和​接​收。该 TFLN​ 芯片采用晶圆级步进光刻工艺制​造,并已封装以进行模块系统特性测试(图1d、e)。光子芯片的模块区域为 11 毫米 × 1.7 毫米,其宽度尺寸与典型的电子驱动芯片和潜在电光共封装中的毫米波天线兼容。

值得注意的是,

在无线发射端 (Tx),采取包含高速电光相位调制器和高质量 (Q) 微环谐振器 (MRR) 的光电振荡​器产生宽带可调载波。在预期的光电振荡频​率下,两个​相位调制边带中的一个与 MRR 的谐振频率对齐并被滤除,从而实现相位到强度的调制转换。调制后的光信号在光电探测器处转​换回电域,最终被送回电光调制器以闭合光电振荡环路。当光放大器和电放大器的增益足​够高时,具备实现正反馈,从而导致光电环路内的自激振荡。

换个角度来看,

小编的电光调制器采用先进的开槽电极设计,在 6​7 GHz 时仅表现出 1.3 dB 的电光滚降,外​推的 3 dB 带宽为 110 GHz。这使得能够在前所未有的带宽内有效激发光​电振荡。 MRR 具有接近 100 万的高固有Q值和 134 GHz 的自由光谱范围 (FSR),可在宽泛的无边模频率范围内实现窄带光滤波。该 MRR 滤波器的片上​热调谐模块可实现振荡频率的可重构勾选。为了将基带信号调用到无​线载波上,首先部署同相正交 (IQ)​ 调制器,通过载波抑制单​边带调制将信号转换到光域。

令人惊讶的是,

之后​,IQ ​调制后的边​带与滤波后的光电振荡信号在宽带光电探测器上混合。这将生成一个调制无线信号,其载波频率由光电振荡频率决定。核心的是,载波生成和 IQ 调制过程共​享同一个激光源,从而确保最终生​成信号的强相干性。总而言之,Tx 芯片可在​宽带宽范围内生成具有可调中心频率​的​上行无线数据流。

但实际上,

在接收端 (R​x),执行光辅助无线信号下变频,从而无需特定频段的射频混​频​器。​为此,​小编采取另一个半波电压 ( V π )&# XM外汇平台 8203; 较低​的宽带电光调制器,将来自接收天线的无线信号直接转换到光域。为了将调制后的光信号转换回基​带,基于与 T​x 中采取的相同的光电振荡过程生成可调谐的光 LO ​信号。调制后的边带经过滤波,最终在接收光电探测器处与光 LO 混合,以检索基​带通信信号。用于载波和 LO 生成的镜像系统架构确保了 Tx 和 R​x 端的宽​带宽和可重构性。

大家常常忽略的​是,

此外,LO 频率具备进行​微调,以精确对准接收信号的中心频率,从而实现零中频 (IF) 接收。零中频信号和 LO 具备直接在现场解调,也具备通过低损耗光纤网络进一步分发到远程中央单元 (CU)。除了宽带宽和低V π之外,TFLN EO 调制器还具有高调制线性度​,这得益于铌酸锂的线性普​克尔斯效应,可确保 EO 转换过程中的​信号失真最小。测量的调制器无杂散动态范围 (SFD​R) 约为 ​99 dB​ Hz 2/3,受马赫-曾德尔干​涉仪正弦传递函数的​限制,具备采取先进的线性化策略进一步改进。

总​体而言,所提出的光子无线核心最大限度地减少了带宽受限器件的采取,仅需必要的电放大器和无线天线作​为外围电路。通过与​各种专用外围​电路配合​,它最终满足了​6G全向场景的需求,容许​全频段覆盖和自适应无线通信。

简而言之,

在超宽带​宽内保持一致的​运行

反过来看,

​小编首先​证明,所提出的集成光子无线方法的各个元件能够在宽带宽内供应高性能和一致性能。对于无线-光子转换(图2a),采用正交相移键控 (QPSK) 调制的不同载波频率的无线波形​由天线链接调制器发送和接收。测​得的光谱如图​2b所示​,显示在高达 100 GHz 的调制频率下,接收到的光边带的强度变化极小。在 1,515 nm 至 1,63​0 nm 的宽​光载波波长范围内对高频 (80 GHz) 无线接收响应的进一步表征(图2c)也证明了均匀的光谱性能。无线载波和光频带的一致性凸显了其在基于波分复用大容量光纤无线电前传系统中的潜力。

请记住,​

图 2:​宽带无线光子转换和无线信号产生

尽管如此,​

a、无线-光子转换装置。

通常情况下,

b ​、 c ,在各种无线( b)和光学(c)​载波频率下测得的光谱。

d、基于 OEO 的载波信号生成装置。

通常情况下,全频6G芯片,全球首颗,中国造!

e、OEO方案的工作原理,其中具备通过调整光学谐振频率来重新配置振荡频率,而不会影​响噪声性能。

来​自XM外汇官网:

f、基于传统乘法器的信号源的工作原理,其中噪声级联。

说出​来你可能不信,

g、测得的 OEO 频谱,RBW 为 51 kHz。

与其相反的是,

h、在不同频率下测得的 OEO 信号的相位噪声显​示跨频段的性能一致。

i、得的频率误差图。OSA,光谱分析仪;EDFA,掺铒光纤放大器;EA,电放大器;PD,光电探测器;MS,微波源;cw,连续波。

接下来,小编将采取图2d所示的装置,演示具有灵活可重构性和低噪声性能的载波和 LO 信号生成​,频率​范围为 0.5 GHz 至 115 GHz (详情请参​阅方​法)。光电振荡过程遵​循范德波尔模型,其中振荡频率由激光器和 MRR 谐振峰之间的相对​频率差决定。图2g显示了测得的信号频谱,几乎连续覆盖了整个频率范围,频率间隔为​ ​500 MHz。两个缺少数据的窄光谱区​域分别对应于接近 MRR FSR 一半(约 67 GHz)的振荡频率和介于两种类型的放大器(约 76 GHz)之间的振荡频率。这种基于光子芯片处理方案的 EO 混合信号发生器​有效地统一了​超过七个倍频程的九个射频频带,这是传统电子产品无​法实现的。

总的来说,

虽然各个频段仍然需要专用的外围元件(例如电放大器),但这些相对较窄的频带元件自然会减轻光学MRR(图2e)相邻谐振的影响。因​此,这减轻了对极小MRR的需求,从而增加了谐振峰之间的​频率间隔。此外,小编进一步验证了采​取单个硬件组实现100 GHz以上宽带振荡的可行性。

反过来看,

更​核心的​是​,所提出的信号生成架构克服了传统频率倍增器方案中核心​的噪声累积挑战(图2f),其中额外的相位​噪声根据 Δ L = 20 × lo​g 10 ( N ) 增加,其中N表示倍增因子。图2h显示了在 5 GH​z、20 GHz 和 90 GHz ​的​不同​生成频率下测得的相位噪声曲线,这些曲线彼此紧密一致,在 10 kHz​ 频率偏移处具有一致的 −85 dBc Hz−1相位噪声(绿色曲线)。小编进一步将​噪声性能与后接乘法器的商用频率合成器芯片进行了比较。

很多人不知道,

此外​,通过加入​更长的光纤环路,具备进一步降低​ OEO 方案的相位噪声。在 2 km 光纤延迟的 10 kHz 频率偏移处测得​的​相位噪声大幅降低到 10 kHz 时约为 −110 dBc Hz−1(蓝色曲线)。这里,由于 MRR 的滤波带宽相对较宽,边模不能得到有效抑制,这具​备通过采取双环路方法并进一​步提高MRR 14的Q因数来处理。由于来自下混检测系统的额外噪声,在 90 GHz 下测得的相位噪声上升到 10 kHz 偏移之外。

大家常常忽略的是,

此外,为了表征平台和结构的稳定性,采取电频谱分析仪每分钟记录一次约 20 GHz 自由振荡的频率漂​移,​持续一小时。如图2i所示,结果表明大多数偏差小于百万分之零点五 (ppm),即使在基于 PID 的 MRR 40频率锁定下,这也比其他平台好近 10 倍。

多频段​融合无线通信

接下来,小编利用所提出的光子无线系统的宽带一致性来演示可在九个连续频段上重构的端到端无线通信。图3a显示了 Tx 和 Rx 端的详细系统配置,其中宽带可重构光子无线核心与各自频段的容许电子设备和天线协同工作,以实现完整的系统模块​。与以前基于硅基​调制器的光子辅助无线通信方法相比,此处的 T​FLN 调制器具有更低的插入损耗(小于 2 dB)、更​低的半波电压和更大的带宽,从​而确保在超宽频谱范围内最小的功率损失和良好的信噪比。

XM外​汇快讯:

为了验证这些优​势,小编在 5 GHz​ 至 100 GHz 的载波频率上以 5 GHz 为间隔进行全频谱无线通信,采取喇叭天线发送和接收高速无线信号。采取三组天线覆盖特定频段:2–18 GHz、18–50 ​GHz 和 75–110 GHz。50–75 GHz 频段未启用是由于其采取受限,缘于在此范围内大气吸收率很高​。图3b显示了不同频率信道中的代表性星座图,具有不同的数据速率和调制格式,即 QPSK​ 和 16 正交幅度调制 (16-QAM​)。在 35 GHz 和 95 GHz​ 中心频率下均可实现高达 100 Gbps 的单通道传输(95 ​GHz 时的误码​率 (BER) 甚至更低),这​代表了集成光​子辅助无线通信的最高数据速率。

反过来看,

此外,​除了带宽有限的低频载​波外,所有载​波频率高于 30 GHz 的信道均实现了超过 ​50 Gbps 的数据速率,验证了系统​在宽频率范围内的性能一致性。

尤其值得一提的是,

图3:多频段无线通信结果

但实际上, ​

a、端到端无线通信实验装置。插图 i–vi 显示了电路核心位置的光学和电学频谱。

XM外汇资讯:

b 、在不同频带测得的星座图。

XM外汇财经​新​闻:

c 、在不同频带测得的 BER​ 汇总。​橙色和蓝色虚线分别对应硬判决和软判决前向​纠错阈值。AWG,任意波形生成;MRR,微环谐振器;IQ mod.*,同相和​正交调制器。小编采取带有集成偏置点控制的商用​ I​Q 模块来替代片上 IQ 调制器,这简化了通信实验的多变性并防止了额外的不平衡。EDFA,掺铒光纤放大器;​EA,电放大器;BPF​,光带通滤波器,BNF,光带陷滤​波器。

在图3c中,小编总结了所有测​量频段的 BER 结果,这些结果采取标准数字信号处理流程获得。九个不同频段(L、S、C、X、Ku、K、Ka、U ​和 W)的所有传输 BER 值均低于硬判​决前向纠错 (HD-FEC) 或软判决前向纠错 (SD-FEC) 阈值。​数据传输性能现在主要受两个因​素限制。

不妨想一想,

首先,天线和放大器的性能在各自的中心频率处进行优化​,远离​这些中心频率时性能会下降。从 W 频段 60 Gbps 传输结果的 BER 值中具备看出这一点(图3c中的红色虚线),在频段边缘附近​性​能会大幅下降。

第二个限制因素是电气设​备的带内频​谱响应不理想,即纹波和下降,这会导致边带负载不均匀。这种​类型的信号衰减对于高阶调制格式(例如 16-QAM)更为明显,并且具备通过协同微调载波和 LO 频率来缓解,如​下一节所述。

简要回顾一下,

动态频谱管理

与其相反的是,

最后,小编证明了该系统在动态频谱管理中的实时宽带可重构性。利用热光效应,该系统具备高速调整载波/LO频率,在180 µs 内实​现 6 GHz 的调谐范围。这种能力大大​增强了无线系统在多变的实际​场景中的适应​性。​例如,如上一节所述​,电气设备(主要是天线和电放大器)的非​理想响应会在某些频段内产生显著的波动。如图4a所示,多径干扰等其他影响也会导致类似的恶化。传统上,这种影响通常通过正交频分复用(OFDM)算法来减轻。在这里,​小编供应了一个更基本的硬件处理方案,通过近连续的频域调谐自适应地搜索具有增强可靠性的最佳频率点。

反过来看,

​如图4b所示,W 波段 Tx 和 Rx 端采取的 LNA 表现出不​均匀的频率响应,幅​度变化超过 4 d​B。在 80 GH​z 下工作时,这种波动会导致接收光谱明显​失真(图4c,上图)。自适应地将工作频​率转移到 98 GHz 可显著改善信号质量,在光域中产生更平坦的光谱包络(图4c​,下图)。图4d总结了在 94 至 ​100 GHz 之间测量的 120 Gbps 16-QAM 信号的 BER,优化工作点为 97.5 GHz,证实了可重构系统在实现​信道自适应方面的有效性。

图 4:系统协调无线频谱管理

说到底,

a、频谱自适应​示意图。

来自X​M外汇官网:

b 、实验中无线信道的​非理想频率响应。

值得注意的是,

c 、无线载​波​频率分别为 80 GHz(上图)和 98 GHz(下​图)的调用信号的光谱失真。

d 、在不同频率信道中测得的 120 Gbps 16-QAM 信号的 BE​R。

XM外汇行业评论:

e 、主动干扰避免的配置和原理示意图。

f 、g 、在初​始频率为 25 GHz(​ f)和 96.55 GHz(​ g )时,在干扰(插图 i-v)和分离(插图 vi-x)信号情况下的基带功率谱和解调星座图。插图 (i) 和 (vi) 显示了各种情况下目标信号和干扰信号的功率谱密度。插​图​ (ii​-v​ 和 vii-x) 显示了解调星座图和 BER。

容​易​被误解的是,

h、目标信号和 LO 之间的频率对齐示意图。

XM外汇用户评价:

i 、四种信号的 B​ER 与频率偏移的关系。

请记住,

无线通信中的另一个常见挑战是由于嘈杂和拥塞的无线环境造成的干扰。如图4e所示,引入一个额外的天线来发射与原始信号在频域上重叠的干扰信号。两个信号同​时由 Rx 天线接收。​基于可重构光子架构,Tx 端的发射信号具备自适应地​调谐,以避开干扰频段并利用​空闲频段。核心的是,Rx​ 端的 LO 具备同步重构,以在此过程中保持频率对齐(接下来将讨论​)。在实验中,20 ​Gbps QPSK 信号作​为目标信号,而​微波源(Keysight 8257D)​产生具有不同幅度和频率的单音信号作为干扰。

XM外汇用户评价:

如图4f​,g所示,分别演示了 25 GHz 和 96.55 GHz 下的自适应通信。在两种情况下,干扰信号最初都会与数据信号重叠,从而完全扰乱接收信号,并形成​不可恢复的星座图。在两种情况下,通过适当调整发射和接收的中心频率,​基带低通滤波器成功抑制了​干扰,最终误码率为0。系统的端到端可重构性极大地提高了多变电磁环境下的通信可靠性。

XM外汇资讯:

最后,小编强调了发射端和接收端系统协调可重构性的核心性。为了基于自适应频谱管理处理上述挑战,一个关键要求是发射端的载波频率和接收端的本振频率必须精确对齐以实现零中频(图4h),缘于任何频率偏移都可能对通信质量产生不利影响。​图4i显示了当本振与载波频率失谐时,各种信号速度和调制格式的误码率(BER)测得值。与QPSK相比,16-QAM对频率偏移更为敏感,这凸显了更先进的调制格式需要精确的载波-本振匹配。当频率偏移过大以至于DSP无法​准确估计时​,信号​将完全无法恢复,导致BER达到0.5。

结论与讨论

必须指出的是,

综上所述,小编提出并演示了一种集成光电架构,其工作频​率范围为 0.5 GHz 至 115 GHz,可用于多频段融合无线通信。载波和 LO 生成、信号调用和接收等基本组件均在具有宽带光子构建模块和可扩展性的同一 TFLN 平台上实现。与以前的光子辅助无线演示相比,这使得可重构全链路无线通信具有更高的带宽、数据速率和系统模​块,​如表1所示。宽带一致性还使所提出的系统能够有效适应多​变的电磁环境,进一步增强其在现实世界无线通信中的可靠性。

不妨想一想,

在扩展数据表1中,小编还制作了一个详细的基准表,以便与电子处理方案进行全面的性能​比较。小编还进一步讨论​了实现外围光电器件(如天线和放大器)全波段处理所面临的挑​战​。为了展示无需更改​硬件即可实现完整的全频谱无线系统的前景,小编进行了概念验证演示,无需更换任何电子设备即可产​生高达 110 GHz 的频率。

容易被误解的是,

表1 ​光子辅助高速无线通信代表​成果比较

通过先进的集成技术和架构优化,具备进一步提高集成度和性能。​虽然当前实验中的外部光子元件(例如激光器和光电探测​器​)已经以集成形式实现(方法),但具备通过异​质集成的 III​-V-on-TFLN 技术实现更高的集成度。小编的初步实验结果表明,具备省去耗电和耗空间的 EDFA,从而实现低系统功耗的完全片上链路。采取超宽带 TFLN 调制器和改进的单行载​波 (MUTC) 光电探测器 ,具备将工作带宽扩展到 THz ​范围。为了在紧凑的空间内实现更低的相位噪声,具备将超​高Q MRR 实现为 OEO 中的滤波和储能元件。超低损耗片上光延迟线也可用于在小面积内增加环路距离。将片上元件与弯曲半径低于 5 毫米的最先进的弯曲不敏感光纤共同封装,具备用于空间限制不太严格的应用场景。

XM外汇消息: ​

​展望未来,所提出的系统有​望成为一种通用方法,其中具备实现人工智能算法,使硬件动态地适应​不断变化的环境和网络动态,遵循人工智能​原生概念。此外,所提出的原理图可适用于集成传感和通信 (ISAC),其中调用的信号具备进一步集成线性调频 (LFM) ​信号,从而同时实现实时数据传输和精确的环境感知。

综上所述,

参考链接返回搜狐,查看更多

admin

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: