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產品詳細介紹 

研究太赫茲寬帶無線通信系統(tǒng)中基于小波包變換的正交多載波 調制、峰均比抑制、信道編碼以及利用壓縮感知和凸優(yōu)化的新型信道 估計等關鍵技術。構建太赫茲寬帶無線通信系統(tǒng)基帶處理實驗平臺， 用 FPGA 硬件驗證具有上述關鍵技術的基帶系統(tǒng)，并對其性能做出評 估。探索出一種更加適合于太赫茲通信系統(tǒng)的新理論和新方法，不僅 為具有全新通信方式和頻譜管理模式的太赫茲無線通信技術提供新 的解決方案，也能為其它寬帶高速無線通信技術提供有效的方法。

本發(fā)明提供一種電話通信網絡中節(jié)點敏感性排序的方法

研究背景 芯片是人類最偉大的發(fā)明之一，也是現(xiàn)代電子信息產業(yè)的基礎和核心。小到手機、電腦、數(shù)碼相機，大到6G、物聯(lián)網、云計算均基于芯片技術的不斷突破。半導體光刻工藝水平的發(fā)展是以芯片為核心的電子信息產業(yè)的基石，目前半導體光刻的制造工藝幾乎是摩爾定律的物理極限。隨著制造工藝的越來越小，芯片內晶體管單元已經接近分子尺度，半導體制作工藝的“瓶頸效應”越來越明顯。隨著全球化以及科技的高速發(fā)展，急劇增長的龐大數(shù)據量要求數(shù)據處理模型和算法結構不斷優(yōu)化升級，帶來的結果就是對計算能力和系統(tǒng)功耗的要求不斷提高。而目前智能電子設備大多存在傳輸瓶頸、功耗增加以及計算力瓶頸等現(xiàn)象，已越來越難以滿足大數(shù)據時代對計算力與功耗的需求，因此提高運算速度同時降低運算功耗是目前信息工業(yè)界面臨的緊要問題。 如當年集成電路開創(chuàng)信息時代一樣，當下已經普及的光通信正在成為新革命力量的開路先鋒。與此同時，光子芯片正在從分立式器件向集成光路演進，光子芯片向小型化、集成化的發(fā)展趨勢已是必然。相對于電子驅動的集成電路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特點，利用光信號進行數(shù)據獲取、傳輸、計算、存儲和顯示的光子芯片，具有非常廣闊的發(fā)展空間和巨大的潛能。 項目功能 本項目瞄準光通信關鍵技術及核心芯片，基于量子阱二極管發(fā)光探測共存現(xiàn)象，探索關鍵微納制造技術，研制出可以同時實現(xiàn)通信、感知功能的一體化光電子芯片。 技術路線 一、技術原理及可行性 本項目主要負責人王永進教授發(fā)現(xiàn)如圖1所示的量子阱二極管發(fā)光探測共存現(xiàn)象，首次研制出同質集成發(fā)射、傳輸、調制和接收器件的光電子芯片，這些原創(chuàng)工作引起了業(yè)界相關科研小組地廣泛關注，化合物半導體同質集成光電子芯片成為研究熱點。香港大學的蔡凱威小組和申請人合作提出濕法刻蝕和激光選擇性剝離技術，在藍寶石氮化物晶圓上實現(xiàn)LED基同質集成光電子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉國王科技大學Ooi教授和美國加州大學圣巴巴拉分校Nakamura教授小組在藍寶石氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質集成光電子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院蘇州納米所孫錢小組在硅襯底氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質集成光電子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK調制方式下，InGaN/GaN量子阱二極管可實現(xiàn)Gbps的光發(fā)射、調制和探測速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。這些工作表明研發(fā)基于光子傳輸?shù)幕衔锇雽w同質集成光電子芯片以實現(xiàn)片上光子通信是可行的。   二、總體結構設計及工藝流程 本項目提出的同時通信/感知一體化光電子芯片基于常規(guī)的藍寶石襯底氮化鎵基多量子阱LED外延片進行設計，無需特殊定制的外延結構。以典型的2寸氮化鎵基藍光LED外延片為例，其外延片結構如圖2所示，從下至上依次為藍寶石襯底、AlGaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、InGaN/GaN多量子阱層和P型GaN層，通過調節(jié)InGaN/GaN多量子阱層的參數(shù)（層厚度與In的比例等等）可制備具有不同中心波長的光源器件。   圖3為本項目所提出的同時通信/感知一體化光電子芯片結構。在藍寶石襯底的氮化物晶圓上通過刻蝕和沉積等一系列晶圓級微納加工技術，制備出單片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N電極可以采用倒裝技術直接與基板相連，光線從透明的藍寶石襯底發(fā)出，這樣不僅使得器件具有優(yōu)良的電性能和熱特性而且簡化了其后期的封裝工藝。 三、技術創(chuàng)新優(yōu)勢 1、同一塊晶圓上集成LED和PD使得兩者間距離大大縮短，不僅有助于增強PD對藍寶石表面反射光線的耦合，提升感知系統(tǒng)性能，而且縮小了器件整體外形，符合集成電子器件小型化、便攜化的發(fā)展趨勢； 2、單片集成的LED和PD器件相比于傳統(tǒng)異質的、分立的LED和PD簡化了封裝形式和工藝，不再需要對LED和PD進行單獨的封裝，而且同質集成器件的基板也較異質結構的簡單統(tǒng)一，極大地縮短了集成系統(tǒng)的制作周期； 3、同時通信/感知一體化光電子芯片采用相同的工藝就可以制作出LED和PD，簡化了生長異質材料的復雜性，縮短了器件流片的周期，使用同一工藝就可將LED和PD進行批量生產，有效地降低了生產成本。 四、實驗驗證 本項目團隊所在的Peter Grünberg研究中心擁有完整的LED器件制備、光電性能測試與電學性能測試平臺，并且項目成員積累了豐富的測試技術與經驗，能夠滿足本項目的同時通信/感知一體化光電子芯片測試同時表征光電參數(shù)與電學參數(shù)的需求。下圖4所示為器件形貌表征圖，從左邊依次是掃描電鏡圖、光鏡圖、原子力顯微鏡圖。   基于通信感知一體化芯片，本項目利用單個多功能集成器件成功實現(xiàn)了對人體脈搏的監(jiān)測功能，如圖5所示。   另外基于通信感知一體化氮化鎵光電子芯片，我們還實現(xiàn)了照明、成像和探測功能為一體的LED陣列系統(tǒng)，如圖6所示。該系統(tǒng)可以在點亮照明的同時，實現(xiàn)對外界光信號的探測與感知，通過后端系統(tǒng)處理后，再將信息通過陣列顯示出來，實現(xiàn)多種功能的集成。 項目負責人王永進教授是國家自然基金委優(yōu)秀青年項目、國家973項目獲得者，他以第一或通訊作者身份在Light-Sci Appl.等主流學術期刊發(fā)表一系列高質量研究論文，獲授權中國發(fā)明專利23項，美國發(fā)明專利2項，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次專題報道，榮獲2019年中國電子學會科學技術獎（自然科學）、2019年南京市十大重大原創(chuàng)成果獎等。

本發(fā)明公開了一種對多天線通信系統(tǒng)的天線通道進行刻度的方 法，屬于大規(guī)模 MIMO 無線通信技術領域。本發(fā)明在刻度輔助系統(tǒng)的 存在下，待刻度的大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)通過與刻度輔助系統(tǒng)進行上、下 行的信道估計，待刻度的大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)利用上行的估計信道和刻 度輔助系統(tǒng)反饋而來的下行估計信道來對自身的天線通道進行刻度。 本發(fā)明能夠有效解決 TDD 雙工模式下，大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)的上、下 行信道不滿足理想互易性的問題，而且不需要在待刻度系統(tǒng)端增加額 外的硬件開銷，且輔助系統(tǒng)不必與待刻度大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)完全時鐘 同步、頻率同步。

一種多輸入多輸出蜂窩通信系統(tǒng)中下行多用戶多中繼傳輸方法。其步驟主要是：A、第一個時隙，基站進行湯姆林森-哈拉希瑪預編碼，將數(shù)據傳輸給所有中繼及基站服務用戶。B、基站服務用戶檢測與中繼放大：在第一時隙內，接收到信號的基站服務用戶檢測出原始的數(shù)據信息，中繼將接收數(shù)據進行直接放大；C、第二個時隙，基站與中繼進行基于干擾對齊預編碼，基站傳輸一個新的符號給一個新基站服務用戶，而中繼則將放大轉發(fā)的數(shù)據進行預編碼發(fā)送給所有中繼服務用戶；D、第二個時隙的檢測：在第二個時隙接收到數(shù)據的基站服務用戶與所有中繼服務用戶檢測出發(fā)送信號。該法對空分信道的自由度利用充分，頻譜利用率高，系統(tǒng)開銷低，系統(tǒng)定時亦不敏感。

本發(fā)明公開了一種蜂窩移動通信網絡覆蓋的多小區(qū)聯(lián)合優(yōu)化方法及其裝置；本發(fā)明的方法包括：收集目標區(qū)域內各基站位置信息；對目標區(qū)域進行柵格劃分；測量各基站到各柵格點的傳播損耗；遍歷發(fā)射總功率、天線電參數(shù)組合，統(tǒng)計不良覆蓋比；挑選使不良覆蓋比最小的組合，饋送最優(yōu)激勵電流至各天線。本發(fā)明的裝置包括：信息收集模塊、柵格化處理模塊、傳播損耗確定模塊、遍歷求解模塊和挑選模塊。本發(fā)明通過優(yōu)化陣列天線的方向圖和發(fā)射功率來實現(xiàn)面向實際傳播環(huán)境的網絡覆蓋的多小區(qū)聯(lián)合優(yōu)化，使得整個目標區(qū)域的不良覆蓋最少；既可用于面向實際傳播環(huán)境的網絡覆蓋的多小區(qū)聯(lián)合優(yōu)化，也可以用于對個別小區(qū)的不良覆蓋進行單獨糾正。

本發(fā)明公開了一種全雙工中繼系統(tǒng)的通信方法及全雙工中繼系統(tǒng)，在時隙 t＝1，由信源 S 以功率 PS 向全雙工中繼節(jié)點 R 發(fā)送信號x(t)，由 R 對 x(t)進行接收并解碼；在時隙 t+1，若 R 解碼成功，則 R以功率 PR 向信宿 D 發(fā)送解碼成功的信號 x(t)，且 S 以 PS 向 R 發(fā)送產生的新信號 x(t+1)，由 R 在信號 x(t)的環(huán)路自干擾下對信號 x(t+1)進行接收并解碼；在時隙 t+1，若 R 解碼失敗，則 S 以 PS 向 R 發(fā)送產生的新信號 x(t+1)，由 R 對信號 x(t+1)進行接收并解碼，其中，PS、PR 由基于信息-干擾耦合特性的自適應功率分配策略或者基于信息-干擾耦合特性的聯(lián)合信源-中繼功率分配策略確定。本發(fā)明通過合理分配信源和中繼的發(fā)射功率，達到系統(tǒng)在滿足目標中斷概率的條件下，提升系統(tǒng)能效的目的。

本發(fā)明公開了一種基于平均場博弈的移動通信基站能效優(yōu)化方法，屬于無線通信技術領域。本發(fā)明方法用基站發(fā)送功率的產出投入關系來定義系統(tǒng)的能量效率，結合平均場博弈的能量效率優(yōu)化算法，通過數(shù)學推導得出了每個基站的最優(yōu)控制策略應滿足的方程組，求解得到最優(yōu)化基站發(fā)送功率，從而提高基站的能量效率，本發(fā)明方法有效針對提出的功率控制策略的大規(guī)模網絡，采用本發(fā)明方法能效保持穩(wěn)定，且能量效率大于采用固定發(fā)射功率策略。

一種利用軌道角動量提高無線通信容量的方法，屬于無線通信方法，利用軌道角動量作為數(shù)據信息載體，解決現(xiàn)有無線通信所存在的頻譜資源緊張，通信容量提升有限的問題。本發(fā)明包括構建發(fā)射天線步驟、設立接收天線步驟、獲取信道矩陣步驟、發(fā)送數(shù)據步驟和接收數(shù)據步驟。本發(fā)明利用軌道角動量中拓撲荷相互正交的物理特性進行通信，充分利用多輸入多輸出技術的潛力，復用軌道角動量，無需增加新的頻段即可有效提升容量；只要接收端天線的方位角滿足一定等式關系，不改變通信系統(tǒng)的核心部件，可以得到最大的容量提升，所需的代價較小，且對其他通信系統(tǒng)無影響，可應用于現(xiàn)有的各種無線通信系統(tǒng)。