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研究背景 芯片是人類最偉大的發明之一，也是現代電子信息產業的基礎和核心。小到手機、電腦、數碼相機，大到6G、物聯網、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展是以芯片為核心的電子信息產業的基石，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展，急劇增長的龐大數據量要求數據處理模型和算法結構不斷優化升級，帶來的結果就是對計算能力和系統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象，已越來越難以滿足大數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界面臨的緊要問題。 如當年集成電路開創信息時代一樣，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光探測共存現象，探索關鍵微納制造技術，研制出可以同時實現通信、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現如圖1所示的量子阱二極管發光探測共存現象，首次研制出同質集成發射、傳輸、調制和接收器件的光電子芯片，這些原創工作引起了業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Gbps的光發射、調制和探測速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。這些工作表明研發基于光子傳輸的化合物半導體同質集成光電子芯片以實現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InGaN/GaN多量子阱層的參數（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出，這樣不僅使得器件具有優良的電性能和熱特性而且簡化了其后期的封裝工藝。 三、技術創新優勢 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、便攜化的發展趨勢； 2、單片集成的LED和PD器件相比于傳統異質的、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一，極大地縮短了集成系統的制作周期； 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與電學參數的需求。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了對人體脈搏的監測功能，如圖5所示。   另外基于通信感知一體化氮化鎵光電子芯片，我們還實現了照明、成像和探測功能為一體的LED陣列系統，如圖6所示。該系統可以在點亮照明的同時，實現對外界光信號的探測與感知，通過后端系統處理后，再將信息通過陣列顯示出來，實現多種功能的集成。 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.等主流學術期刊發表一系列高質量研究論文，獲授權中國發明專利23項，美國發明專利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成果獎等。

本發明公開了一種對多天線通信系統的天線通道進行刻度的方 法，屬于大規模 MIMO 無線通信技術領域。本發明在刻度輔助系統的 存在下，待刻度的大規模 MIMO 系統通過與刻度輔助系統進行上、下 行的信道估計，待刻度的大規模 MIMO 系統利用上行的估計信道和刻 度輔助系統反饋而來的下行估計信道來對自身的天線通道進行刻度。 本發明能夠有效解決 TDD 雙工模式下，大規模 MIMO 系統的上、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端增加額 外的硬件開銷，且輔助系統不必與待刻度大規模 MIMO 系統完全時鐘 同步、頻率同步。

一種多輸入多輸出蜂窩通信系統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據信息，中繼將接收數據進行直接放大；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的數據進行預編碼發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據的基站服務用戶與所有中繼服務用戶檢測出發送信號。該法對空分信道的自由度利用充分，頻譜利用率高，系統開銷低，系統定時亦不敏感。

本發明公開了一種蜂窩移動通信網絡覆蓋的多小區聯合優化方法及其裝置；本發明的方法包括：收集目標區域內各基站位置信息；對目標區域進行柵格劃分；測量各基站到各柵格點的傳播損耗；遍歷發射總功率、天線電參數組合，統計不良覆蓋比；挑選使不良覆蓋比最小的組合，饋送最優激勵電流至各天線。本發明的裝置包括：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。本發明通過優化陣列天線的方向圖和發射功率來實現面向實際傳播環境的網絡覆蓋的多小區聯合優化，使得整個目標區域的不良覆蓋最少；既可用于面向實際傳播環境的網絡覆蓋的多小區聯合優化，也可以用于對個別小區的不良覆蓋進行單獨糾正。

本發明公開了一種全雙工中繼系統的通信方法及全雙工中繼系統，在時隙 t＝1，由信源 S 以功率 PS 向全雙工中繼節點 R 發送信號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 發送解碼成功的信號 x(t)，且 S 以 PS 向 R 發送產生的新信號 x(t+1)，由 R 在信號 x(t)的環路自干擾下對信號 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-干擾耦合特性的聯合信源-中繼功率分配策略確定。本發明通過合理分配信源和中繼的發射功率，達到系統在滿足目標中斷概率的條件下，提升系統能效的目的。

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

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據信息載體，解決現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。本發明包括構建發射天線步驟、設立接收天線步驟、獲取信道矩陣步驟、發送數據步驟和接收數據步驟。本發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，且對其他通信系統無影響，可應用于現有的各種無線通信系統。

青島科恩銳通信息技術股份有限公司，是由“青島市杰出青年”、“山東省五四青年獎章”獲得者萬濱創辦，主要從事無線通信、GPS衛星定位、紅外熱像、圖像識別等產品及系統的設計、開發、集成和銷售的高新技術企業和整體方案提供商。 青島科恩銳通信息技術股份有限公司秉承“科學管理、技術創新、開拓進取、優質服務”的經營理念，嚴格遵照GB/T19001-2008 ISO9001_58_2005IDT國際質量認證標準，以高新技術研發為核心，以規范、標準、專業、完善的系統服務體系為依托，不斷為客戶提供擁有自主知識產權的系統解決方案。公司是青島市的高新技術企業，擁有自己獨立研發的多項軟件著作權、專利、發明等知識產權。 青島科恩銳通信息技術股份有限公司是美國MOTOROLA公司的戰略合作伙伴。并自主設計開發有TRBOSTAR系列便攜式數字無線應急通信系統（專利）、數字無線通信調度系統、350兆警用無線通信系統、同頻同播無線通信系統以及分布式數字短波集群通信系統。公司與全球大的紅外熱像儀和無線通訊系統廠商長期保持密切技術合作，通過自主創新、自主設計，研發了多種紅外熱像識別產品，這些系統是多領域、多學科、多專業的高度集成，是引進消化吸收再創新的集中體現，是長期技術積累的結果。 公司為適應業務高速發展需要，高薪誠聘有識之士，共謀發展！公司提供優厚的福利待遇、免費的培訓學習機會、廣闊的提升的發展平臺。

        技術成熟度：技術突破         領域存在著景深影響效率的突出問題，本產品以高性能異構處理器為核心運算單元，以嵌入式手段通過視覺流與控制流的嚴格對位，高性能實時完成視頻控制信息的結算，并直接輸出電機驅動信號控制相關執行機構完成閉環控制。         本產品主要面向高性能伺服閉環控制的視頻應用領域，能夠顯著提升顯微工業自動化領域的視頻對焦及對位處理的效率及精度，亦可實現宏觀領域的視覺嵌入化控制閉環應用。         意向開展成果轉化的前提條件：中試放大及產業化工藝開發資金支持

        成熟度：技術突破         一種安全、可靠、光強穩定的數字化超高壓汞燈曝光光源控制器，驅動功率高達3kW，功率調整步長小于5W，光強穩定性誤差不高于0.3%@30min，汞燈觸發成功率高于90%。         意向開展成果轉化的前提條件：中試放大及產業化工藝開發資金支持