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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(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心。小到手機、電腦、數(shù)碼相機，大到6G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算均基于芯片技術(shù)的不斷突破。半導(dǎo)體光刻工藝水平的發(fā)展是以芯片為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，目前半導(dǎo)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(nèi)晶體管單元已經(jīng)接近分子尺度，半導(dǎo)體制作工藝的“瓶頸效應(yīng)”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(jù)量要求數(shù)據(jù)處理模型和算法結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級，帶來的結(jié)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(shè)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(jù)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(dāng)年集成電路開創(chuàng)信息時代一樣，當(dāng)下已經(jīng)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(qū)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(jù)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(zhǔn)光通信關(guān)鍵技術(shù)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(guān)鍵微納制造技術(shù)，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(shù)路線 一、技術(shù)原理及可行性 本項目主要負(fù)責(zé)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(zhì)集成發(fā)射、傳輸、調(diào)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(guān)科研小組地廣泛關(guān)注，化合物半導(dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片成為研究熱點。香港大學(xué)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(shù)，在藍(lán)寶石氮化物晶圓上實現(xiàn)LED基同質(zhì)集成光電子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)Ooi教授和美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校Nakamura教授小組在藍(lán)寶石氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)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(zhì)集成光電子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK調(diào)制方式下，InGaN/GaN量子阱二極管可實現(xiàn)Gbps的光發(fā)射、調(diào)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?dǎo)體同質(zhì)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(jié)構(gòu)設(shè)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(lán)寶石襯底氮化鎵基多量子阱LED外延片進行設(shè)計，無需特殊定制的外延結(jié)構(gòu)。以典型的2寸氮化鎵基藍(lán)光LED外延片為例，其外延片結(jié)構(gòu)如圖2所示，從下至上依次為藍(lán)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(diào)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(jié)構(gòu)。在藍(lán)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(shù)，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(shù)直接與基板相連，光線從透明的藍(lán)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(shù)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(lán)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(zhì)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(zhì)集成器件的基板也較異質(zhì)結(jié)構(gòu)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(zhì)材料的復(fù)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(chǎn)，有效地降低了生產(chǎn)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(xué)性能測試平臺，并且項目成員積累了豐富的測試技術(shù)與經(jīng)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(xué)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(fù)責(zé)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(xué)術(shù)期刊發(fā)表一系列高質(zhì)量研究論文，獲授權(quán)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(xué)會科學(xué)技術(shù)獎（自然科學(xué)）、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(shù)領(lǐng)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?，旑A(yù)編碼，將數(shù)據(jù)傳輸給所有中繼及基站服務(wù)用戶。B、基站服務(wù)用戶檢測與中繼放大：在第一時隙內(nèi)，接收到信號的基站服務(wù)用戶檢測出原始的數(shù)據(jù)信息，中繼將接收數(shù)據(jù)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(yù)編碼，基站傳輸一個新的符號給一個新基站服務(wù)用戶，而中繼則將放大轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼發(fā)送給所有中繼服務(wù)用戶；D、第二個時隙的檢測：在第二個時隙接收到數(shù)據(jù)的基站服務(wù)用戶與所有中繼服務(wù)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(wǎng)絡(luò)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(biāo)區(qū)域內(nèi)各基站位置信息；對目標(biāo)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?qū)嶋H傳播環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)覆蓋的多小區(qū)聯(lián)合優(yōu)化，使得整個目標(biāo)區(qū)域的不良覆蓋最少；既可用于面向?qū)嶋H傳播環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)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(chǎn)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(yīng)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(dá)到系統(tǒng)在滿足目標(biāo)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(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法用基站發(fā)送功率的產(chǎn)出投入關(guān)系來定義系統(tǒng)的能量效率，結(jié)合平均場博弈的能量效率優(yōu)化算法，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出了每個基站的最優(yōu)控制策略應(yīng)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(wǎng)絡(luò)，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。

青島科恩銳通信息技術(shù)股份有限公司，是由“青島市杰出青年”、“山東省五四青年獎?wù)?rdquo;獲得者萬濱創(chuàng)辦，主要從事無線通信、GPS衛(wèi)星定位、紅外熱像、圖像識別等產(chǎn)品及系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、集成和銷售的高新技術(shù)企業(yè)和整體方案提供商。 青島科恩銳通信息技術(shù)股份有限公司秉承“科學(xué)管理、技術(shù)創(chuàng)新、開拓進取、優(yōu)質(zhì)服務(wù)”的經(jīng)營理念，嚴(yán)格遵照GB/T19001-2008 ISO9001_58_2005IDT國際質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，以高新技術(shù)研發(fā)為核心，以規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)、完善的系統(tǒng)服務(wù)體系為依托，不斷為客戶提供擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)解決方案。公司是青島市的高新技術(shù)企業(yè)，擁有自己獨立研發(fā)的多項軟件著作權(quán)、專利、發(fā)明等知識產(chǎn)權(quán)。 青島科恩銳通信息技術(shù)股份有限公司是美國MOTOROLA公司的戰(zhàn)略合作伙伴。并自主設(shè)計開發(fā)有TRBOSTAR系列便攜式數(shù)字無線應(yīng)急通信系統(tǒng)（專利）、數(shù)字無線通信調(diào)度系統(tǒng)、350兆警用無線通信系統(tǒng)、同頻同播無線通信系統(tǒng)以及分布式數(shù)字短波集群通信系統(tǒng)。公司與全球大的紅外熱像儀和無線通訊系統(tǒng)廠商長期保持密切技術(shù)合作，通過自主創(chuàng)新、自主設(shè)計，研發(fā)了多種紅外熱像識別產(chǎn)品，這些系統(tǒng)是多領(lǐng)域、多學(xué)科、多專業(yè)的高度集成，是引進消化吸收再創(chuàng)新的集中體現(xiàn)，是長期技術(shù)積累的結(jié)果。 公司為適應(yīng)業(yè)務(wù)高速發(fā)展需要，高薪誠聘有識之士，共謀發(fā)展！公司提供優(yōu)厚的福利待遇、免費的培訓(xùn)學(xué)習(xí)機會、廣闊的提升的發(fā)展平臺。

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(jù)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(gòu)建發(fā)射天線步驟、設(shè)立接收天線步驟、獲取信道矩陣步驟、發(fā)送數(shù)據(jù)步驟和接收數(shù)據(jù)步驟。本發(fā)明利用軌道角動量中拓?fù)浜上嗷フ坏奈锢硖匦赃M行通信，充分利用多輸入多輸出技術(shù)的潛力，復(fù)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(guān)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(yīng)用于現(xiàn)有的各種無線通信系統(tǒng)。

項目“動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)驗證網(wǎng)絡(luò)開發(fā)”屬于國家863重點項目“頻譜資源共享無線通信系統(tǒng)”的子課題。該項目目標(biāo)是開發(fā)與現(xiàn)有系統(tǒng)共存的寬帶無線通信系統(tǒng)驗證網(wǎng)絡(luò)，并在694～806MHz頻段進行演示驗證。在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)業(yè)務(wù)的前提下，為固定和移動用戶提供語音和其它寬帶業(yè)務(wù)。 項目所開發(fā)的動態(tài)頻譜資源共享實驗驗證網(wǎng)絡(luò)支持8個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，可通過配置構(gòu)成集中、分布和混合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。與現(xiàn)有業(yè)務(wù)共存的情況下，在694～806MHz頻段完成實驗驗證；單節(jié)點的覆蓋范圍>1km2；支持20Mbps的峰值傳輸速率，并支持可變速率傳輸；可接入Internet網(wǎng)絡(luò)，支持VoIP、交互式視頻業(yè)務(wù)；工作頻段的整體頻譜利用效率達(dá)到30％以上； 本課題對動態(tài)頻譜資源共享網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)計、協(xié)議棧開發(fā)、演示驗證以及相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)級研究，完成了系統(tǒng)總體方案設(shè)計、軟件無線電平臺和協(xié)議棧開發(fā)的相關(guān)工作，成功搭建了具有認(rèn)知功能的、能夠在694-806MHz頻段內(nèi)動態(tài)使用頻譜資源的集中式、分布式和混合式實驗驗證網(wǎng)絡(luò)，并在多種環(huán)境下，對該系統(tǒng)進行了實際測量，獲取了大量實驗數(shù)據(jù)，實際測試結(jié)果表明，本課題搭建的具有認(rèn)知功能的三種不同架構(gòu)驗證網(wǎng)絡(luò)能夠正常完成預(yù)期功能（如協(xié)同感知、動態(tài)獲取可用頻譜資源、組網(wǎng)、切換、保護主用戶、多跳傳輸?shù)龋⒛軌驅(qū)崿F(xiàn)較好的網(wǎng)絡(luò)性能（如吞吐量、網(wǎng)絡(luò)時延、丟包率等）。同時，本課題還對動態(tài)頻譜資源共享網(wǎng)絡(luò)的多項關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究，在物理層頻譜感知技術(shù)、傳輸技術(shù)、MAC協(xié)議設(shè)計、頻譜接入策略研究、網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議設(shè)計等發(fā)面均取得了大量研究成果。 動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)能夠有效地應(yīng)用于我國國民生產(chǎn)生活的各個方面，其中該系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)尤其具有廣闊的應(yīng)用前景，可以在移動環(huán)境下，在任何地點建立起高速無線數(shù)據(jù)鏈路，處置緊急、突發(fā)事件，或建立臨時信息采集網(wǎng)絡(luò)。該類型設(shè)備可以廣泛應(yīng)用于軍事指揮、油田監(jiān)控、水文調(diào)查、地質(zhì)勘探、野外搶險作業(yè)以及特種行業(yè)的實時移動數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控。

項目簡介： 快速應(yīng)急救援關(guān)鍵：第一時間獲得災(zāi)區(qū)的實時信息。利用現(xiàn)有移 動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)可在災(zāi)后獲得授權(quán)情況下迅速激活客戶端獲取其 位置信息，并將信息上傳至后臺服務(wù)器。根據(jù)人員分布配合 GIS 地理 信息系統(tǒng)統(tǒng)籌調(diào)度，做出合理救援策略。 該系統(tǒng)可以有效彌補應(yīng)急救援系統(tǒng)的不足，為消防、公安、地震、 水利等部門提供廣泛的地震、洪災(zāi)應(yīng)急救援支持、日常緊急求助、失 蹤人員定位等服務(wù)。該系統(tǒng)可以滿足目前社會和市場上對應(yīng)急救援系 統(tǒng)的強烈需求，應(yīng)用前景十分廣闊。該項目是一項極具應(yīng)用前景和良 好的產(chǎn)業(yè)化前景的研究課題，將會產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。