Kaksisuuntaisesti useilla kaistoilla

Cornell Universityn insinöörit ovat kehittäneet menetelmän lähettää ja vastaanottaa laajasti radiosignaaleja yhdellä sirulla.

Jo pelkästään radioliikenteen samanaikainen lähetys- ja vastaanottokaistojen erottaminen on tarpeeksi vaikeaa, mutta ongelmaa pahentaa alati kasvava määrä kaistoja, kuten GPS, Bluetooth ja Wi-Fi. Kukin erilainen kaista vaatisi omat suodattimet vaimentamaan voimakkaat lähetyssignaalit hukuttamasta vastaanottoa.

Professorit Alyosha Molnar ja Alyssa Aspel ovat keksineet uudenlaisen tavan erottaa ja ohjailla radiosignaaleja. Heidän tutkimustyönsä nimi on "Laajakaistainen täysin integroitu ohjelmistomääritelty lähetinvastaanotin FDD- ja TDD-toimintaan."

Kuvassa Cornellin professori Al Molnar esitellee kaksisuuntaisen lähetinvastaanottimen testikorttia jatko-opiskelija Hazal Yükselin kanssa.

Heidän idea on lähettimessä - itse asiassa sarjassa kuusi alilähetintä, jotka on liitetty keinotekoiseen siirtolinjaan. Kukin alilähetin siirtää signaaleja säännöllisin välein ja niiden yksilöllisesti painotetut lähdöt on ohjelmoitu niin, että ne yhdessä muodostavat radiotaajuisen signaalin lähetyssuunnassa, mutta estäen sen kulun vastaanottoporttiin.

Piirikonseptissa hajautettu TX-piiri heikentää lähetetyn signaalin käänteisen RX-portin tuhoavassa interferenssissä mutta samalla lisäten signaalia rakentavasti lähettävässä TX-portissa.

Yksittäisten syötteiden ohjelmoitavuus mahdollistaa samanaikaisen summauksen ja heikennyksen olevan viritettävissä laajalla taajuusalueella sekä signaalin vahvuuden sovituksen antennissa. Järjestelmä ei vaadi erillisiä suodattimia tai kiertoelimiä, mutta saavuttaa silti ohjelmistoradion joustavuuden ja sekä FDD:n että aikajakoisen dulpleksitoiminnan.

Työ perustuu tutkimukseen kuusi vuotta sitten Stanfordin yliopistossa tehtyyn keksittyyn tapaan lähetin-vastaanottimelle suodattaa oman lähetyksensä. Toisin kuin Stanford työ, Cornellin ryhmän alilähettimien konsepti toimii laajalla taajuusalueella.

Mittaukset lähetinvastaanottimesta, joka on toteutettu 65 nm CMOS:lla, osoittavat taajuusviritystä alueella 0,3 - 1,6 GHz sekä TX-RX eristämistä >23 dB ja lähetettyä tehoa jopa 19 dBm.

Aiheesta aiemmin:

Reititin sähkömagneettisille aalloille

Kaksisuuntaisesti samalla kaistalla