基于单个光调制器辅助产生矢量W波段毫米波信号的理论和技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61905074
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0503.传输与交换光子器件
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Broadband and Wireless is becoming the main development trends of communication industry. Photonics-assisted vector W-band millimeter-wave technology can realize high-frequency large-capacity millimeter-wave signal generation and overcome the electrical bottleneck due to the limited bandwidth of commercially available electrical components. It is becoming an effective mean to solve the problem of the wireless high-speed transmission. The ministry of industry and information technology has announced to increase broadband speed and lower rates in the communications industry. In this project, we will study the generation, transmission and reception of photonics-assisted vector W-band millimeter-wave signal in single modulator structure system employing single-carrier quadrature amplitude modulation and multi-carriers orthogonal frequency division multiplexing modulation. Precoding rules for different modulations and frequency multiplication will be studied, and the signal distortion will be analyzed. The basic structure and basic theory of system will be completed. We will deeply study the employment of high-order modulation formats, multi-dimensional multiplexing, coherent detection, and advanced digital signal processing algorithms, to improve the system spectral efficiency and transmission capacity. We also try to explore the simple and stable system architectures according to different scenarios and requirements. The expected accomplishments will promote the theoretical study and application of the combination between the optical fiber communication and wireless communication, and lay the foundation for its commercialization.
现今通信行业的发展趋势是宽带化和无线化。光子辅助矢量W波段毫米波信号技术因为能提供高速的无线通信和克服电子器件产生高频信号的带宽瓶颈,成为解决无线超高速传输问题的有效手段。在我国政府对通信行业“提速降费”的要求下,本项目拟研究低成本的光子辅助单个光调制器结构下矢量W波段毫米波信号的生成、传输和接收。采用单载波正交幅度调制格式和多载波正交频分复用格式两种调制方式调制矢量信号,研究不同调制方式和倍频情况下的矢量信号预编码规则,探索系统中矢量信号的损伤机理,完善系统基本结构和基础理论;深入研究利用高阶调制格式、多维复用技术、相干探测和先进数字信号处理算法等手段提高频谱效率和提高系统传输容量;针对不同场景和需求探索简单而稳定的特定结构传输系统。预期研究成果将推动光纤和无线融合传输的理论研究与应用,为其商用化奠定基础。

结项摘要

在自然科学基金委的资助下,青年科学基金项目《基于单个光调制器辅助产生矢量W波段毫米波信号的理论和技术研究》(批准号 61905074)按计划开展了一系列光子辅助产生W波段毫米波通信的相关技术研究,并取得了一定成果。此外,本项目组还结合当下热点进行了神经网络等方面的延伸研究工作,有望应用于通信电路设计中。本项目具体进行了如下研究:一、高速宽带光纤和无线毫米波融合通信的基础理论和结构模型:(1)研究了基于单个外部调制器载波抑制方式产生矢量W波段毫米波的理论模型和结构模型,实现了降低复杂度和成本的无光滤波器倍频系统。(2)考虑天线复用和多波段频率复用等技术融合实现,设计了超宽带多输入多输出天线和宽带频率选择表面。(3)研究了非正交多址模式下的携能通信机制以致力于高频谱效率的通信。二、满足不同应用场景的多通信方式融合系统:(1)研究了光纤通信、无线W波段毫米波通信和自由空间光通信的融合系统,可应用于不同的空间通信场景。(2)研究了系统中受限因素,采用数字信号处理算法以补偿信号损伤。三、设计了预定义时间收敛归零神经网络,有望应用于通信电路设计中。本项目共发表SCI论文7篇,发表在Advances in Condensed Matter Physics,Science China Information Sciences,Journal of Electromagnetic Waves and Applications,Discrete Dynamics in Nature and Society,IEEE Transactions on Cybernetics,IEEE Transactions on Industrial Informatics等国内外期刊上。项目获得软件著作权4项,培养硕士4名,达到了项目预期目标。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An ultra-wideband frequency selective surface with high stability for electromagnetic stealth
高稳定性超宽带频率选择表面电磁隐身
  • DOI:
    10.1080/09205071.2021.1958703
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    JOURNAL OF ELECTROMAGNETIC WAVES AND APPLICATIONS
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Tang Zhijun;Zhan Jie;Zhong Bin;Chen Long;Zuo Guocai
  • 通讯作者:
    Zuo Guocai
Design of a compact UWB-MIMO antenna with high isolation and dual band-notched characteristics
具有高隔离度和双带陷波特性的紧凑型UWB-MIMO天线设计
  • DOI:
    10.1080/09205071.2020.1724200
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Journal of Electromagnetic Waves and Applications
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Zhijun Tang;Jie Zhan;Xiaofeng Wu;Zaifang Xi;Long Chen;Shigang Hu
  • 通讯作者:
    Shigang Hu
Ergodic rate analysis for full-duplex NOMA networks with energy harvesting
带能量收集的全双工 NOMA 网络的遍历速率分析
  • DOI:
    10.1007/s11432-020-3099-6
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    Science China. Information Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhong Bin;Chen Long;Tang Zhijun
  • 通讯作者:
    Tang Zhijun
A Robust Predefined-Time Convergence Zeroing Neural Network for Dynamic Matrix Inversion
用于动态矩阵求逆的鲁棒预定义时间收敛归零神经网络
  • DOI:
    10.1109/tcyb.2022.3179312
  • 发表时间:
    2023-06-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON CYBERNETICS
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    Jin, Jie;Zhu, Jingcan;Gong, Jianqiang
  • 通讯作者:
    Gong, Jianqiang
A Predefined Fixed-Time Convergence ZNN and its Applications to Time-Varying Quadratic Programming Solving and Dual-Arm Manipulator Cooperative Trajectory Tracking
预定义固定时间收敛ZNN及其在时变二次规划求解和双臂机械臂协同轨迹跟踪中的应用
  • DOI:
    10.1109/tii.2022.3220873
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Informatics
  • 影响因子:
    12.3
  • 作者:
    Jie Jin;Weijie Chen;Chaoyang Chen;Long Chen;Zhijun Tang;Lei Chen;Lianghong Wu;Changren Zhu
  • 通讯作者:
    Changren Zhu

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其他文献

风幕式喷杆喷雾雾滴特性试验
  • DOI:
    10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2015.03.024
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国农机化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾卫东;陈龙;薛新宇;陈志刚
  • 通讯作者:
    陈志刚
四轮独立驱动电动汽车行驶状态级联估计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈特;陈龙;蔡英凤;徐兴;江浩斌
  • 通讯作者:
    江浩斌
能量收集与协作网络安全容量优化技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Z201903009
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴嘉鑫 (协助指导博士生);武继刚;陈龙;隋秀峰
  • 通讯作者:
    隋秀峰
基于换相过程建模的无刷直流电机机械特性研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    广西大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
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  • 作者:
    郑丽辉;盘朝奉;陈燎;陈龙
  • 通讯作者:
    陈龙
体参数化模型离散调和映射生成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国图象图形学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈龙;刘玉生;徐岗
  • 通讯作者:
    徐岗

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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