Tehokkaampaa täysdupleksisuutta

(15.7.2026) Science Tokion tutkijoiden mukaan uusi täysin kaksisuuntaisille langattomille lähetin-vastaanottimille kehitetty arkkitehtuuri ratkaisee pitkäaikaisen itsehäiriöongelman.

Tulevat teknologiat, kuten tekoäly, laajennettu todellisuus, autonomiset järjestelmät ja älykkäät tehtaat, vaativat erittäin nopeita ja pienen latenssin langattomia yhteyksiä, jotka pystyvät käsittelemään valtavia määriä dataa.

Yksi lupaava ratkaisu tähän kysyntään vastaamiseksi on kaistan sisäinen full-duplex (FD) -viestintä, jossa laitteet lähettävät ja vastaanottavat signaaleja samanaikaisesti käyttäen samaa taajuuskanavaa. Teoriassa tämä lähestymistapa voisi kaksinkertaistaa spektrin käyttöasteen verrattuna perinteisiin vuorosuuntaisiin langattomiin järjestelmiin.

Potentiaalistaan huolimatta FD-tiedonsiirtoa on kuitenkin edelleen vaikea toteuttaa käytännössä itsehäiriönä (SI) tunnetun ongelman vuoksi. FD-järjestelmissä lähettimen oma signaali pyrkii vuotamaan vastaanottimeen, mikä voi peittää alleen heikot saapuvat signaalit. Perinteiset lähestymistavat kyseisen ongelman ratkaisemiseksi perustuvat tyypillisesti kompensointipiireihin, mutta nämä vievät huomattavan määrän sirutilaa ja lisäävät merkittävästi järjestelmän monimutkaisuutta ja virrankulutusta.

Tämän haasteen ratkaisemiseksi professori Kenichi Okadan johtama tutkimusryhmä on kehittänyt uudelleenkonfiguroitavan 24–28 GHz:n aikajakoisen FD-lähetin-vastaanottimen, joka ohittaa kokonaan erillisten SI-kompensointipiirien tarpeen.

Uusi lähetin-vastaanotin vaihtelee lähetyksen ja vastaanoton välillä langattoman signaalin jaksoa nopeammin, mikä mahdollistaa tehokkaasti samanaikaisen lähetyksen ja vastaanoton. Lähetyksen ja vastaanoton väliin lisätty suojausaika eristää signaalinsiirron aikatasossa, jolloin ehdotettu arkkitehtuuri voi vaimentaa signaalinsiirron ilman erillistä vaimennuspiiriä.

Tutkijat esittelivät tätä suunnittelua kokeellisesti käyttämällä 400 MHz:n levyisiä millimetriaaltosignaaleja, jotka ovat 5G New Radio -standardien mukaisia. Ilmateitse tehdyt mittaukset osoittivat, että järjestelmä vähensi SI-arvoa 42–59 dB. ”Verrattuna aiempiin SI-poistoon perustuviin FD-arkkitehtuureihin, joiden suorituskyky heikkenee yli 100–160 MHz:n taajuusalueella, lähestymistapamme osoittaa erinomaista laajakaistaista skaalautuvuutta”, Okada selittää.

Aiheesta aiemmin:

Topologiaa langattomalle tekniikalle

Siirtotietä tehostaen

Radion kiertoelin mikropiirille