Het bouwen van draadloze communicatiesystemen met extreme doorvoer boven 100 GHz

In de afgelopen decennia is draadloze communicatie geëvolueerd om een steeds grotere doorvoer te ondersteunen dankzij hogere bandbreedte, ruimtelijke multiplexing en verbeterde implementatie van snelle communicatieschema's. Om 100 Gbps of meer te bereiken, zijn nieuwe oplossingen nodig die verder gaan dan wat wordt aangeboden door 5G-netwerken en door de nieuwste WLAN-standaarden zoals 802.11ax/ay. Onderzoek naar frequenties boven 100 GHz zal nodig zijn om voldoende bandbreedte te kunnen bieden. Dit brengt echter specifieke uitdagingen met zich mee, waarvoor grote systemen met meerdere antennes nodig zijn die gebruikmaken van MU-MIMO of hybride bundelvormende benaderingen om de specifieke voortplantingskenmerken te overwinnen. Tegelijkertijd moeten we omgaan met de enorme implementatiecomplexiteit, het stroomverbruik en de gevoeligheid voor niet-idealiteiten van dergelijke systemen. Nieuwe golfvormen kunnen een aanvulling zijn op de state-of-the-art OFDM en meer geschikt zijn voor de specifieke propagatie- en implementatiebeperkingen. Naast nieuwe, zeer efficiënte MIMO-schema's zijn flexibele bundeltracking en -optimalisatie vereist om mobiele en multi-user omstandigheden te ondersteunen. Er zijn speciale digitale compensatieoplossingen nodig om niet-idealen van RF-front-ends die boven 100 GHz werken, aan te pakken, waarbij de rol van digitale en analoge componenten in het hele systeem wordt geoptimaliseerd voor de beste algehele compromis tussen vermogen en prestatie. Dit doctoraat zal voortbouwen op IMEC's ervaring met high-throughput mm-wave communicatiesystemen en de belangrijkste componenten identificeren die moeten worden onderzocht op basis van state-of-the-art literatuur en beoordeling van de verwachte link en het systeemstroomverbruik in toekomstige systemen. Nieuwe golfvormen, signaalverwerkingsblokken en systeemarchitecturen zullen voornamelijk in Matlab worden gesimuleerd om de systeemprestaties te evalueren en de verschillende componenten te optimaliseren. Dit onderzoek kan worden gecombineerd met experimenten en metingen op communicatietestbedden.