Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat Aaltodoc-julkaisuarkistossa (ulkoinen linkki)
Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös mikro- ja nanoelektroniikkasuunnittelun alalta, DI Tze Cheung
Väitös Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulusta, elektroniikan ja nanotekniikan laitokselta
Väitöskirjan nimi: Time-Based Frequency Synthesis Solutions For Integrated Radio Transceivers
Väittelijä: Tze Cheung
Vastaväittäjä: Prof. Ilkka Nissinen, Oulun yliopisto
Kustos: Prof. Jussi Ryynänen, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu
Modernit viestintäteknologiat mahdollistavat kytkeytymisen maailmanlaajuiseen tietoverkkoon ja ihmisten välisen vuorovaikutuksen internetin infrastruktuurin tarjoamien palveluiden avulla. Langattomien päätelaitteiden kuten älypuhelimien kehitys on mahdollistanut tämän. Tiedonsiirtotarpeen lisääntyminen siirtää toimintoja yhä korkeammille radiotaajuuksille ja asettaa päätelaitteiden toiminnalle suurempia vaatimuksia. Lähetinvastaanottimien suorituskyvystä on tullut jatkuva haaste. Viidennen sukupolven viestinnän ja sitä seuraavien sukupolvien myötä lähetinvastaanottimien suorituskyvyn parantamiseen on löydettävä uusia tapoja. Radiolaitteiden sisäinen taajuussynteesi on eräs keskeinen haaste.
Väitöskirjassa tutkittiin taajuussynteesimenetelmiä avoimen silmukan murtolukuisten taajuusjakajien muodossa ja se käsittelee erityisesti kvantisointivirheen kompensaatiota, jolla voidaan parantaa olemassa olevien taajuussynteesiratkaisujen suorituskykyä. Väitöskirjassa esitetään aikapohjaisten vaihemodulaatiotekniikoiden käyttöä kvantisointivirheen kompensaatiolle puhtaamman signaalin saavuttamiseksi. Lisäksi väitöskirja esittelee muutamia käyttötarkoituksia vaihemodulaatiopohjaisille kvantisointivirheen kompensaatiotekniikoille lähetinvastaanottimissa.
Tämä väitöskirja esittelee kolme prototyyppisirua: ensimmäinen prototyyppi sisältää avoimen silmukan murtolukuisen taajuusjakajan kvantisointivirheen kompensaatiolla, joka toteutetiin vaihe-interpolaation avulla. Ensimmäinen prototyyppi valmistettiin 28 nm:n CMOS-teknologialla, ja sen suorituskyky mitattiin kustomoidun piirilevyn avulla. Toinen prototyyppisiru valmistettiin myös 28 nm:n CMOS-teknologialla, ja siinä on useita avoimen silmukan murtolukuisia taajuusjakajia, joissa kvantisointivirheen kompensaatio perustuu aikapohjaiseen vaihemodulaatioon. Samoin kustomoitu mittauspiirilevy suunniteltiin, valmistettiin ja mitattiin yhdessä toisen prototyypin kanssa. Lopuksi suunniteltiin kolmas prototyyppipiiri joka sisälsi aikapohjaisen laajalla alueella säädettävän vaihemodulaattorin. Vaihemodulaattorin toiminta simuloitiin perusteellisesti, ja tulokset julkaistiin.
Näiden prototyyppien avulla on väitöskirjassa osoitettu, että aikapohjaiset kvantisointivirheen kompensaatiotekniikat vaihemodulaation muodossa parantavat olemassa olevien taajuussynteesijärjestelmien suorituskykyä nostaen niiden toimintataajuutta samalla säilyttäen hyvän signaalin laadun.
Avainsanat: Vaihemodulaation, Vaihteinterpolaatio, Kvantisointivirheen komepnsointi, taajuussynteei, lähetin-vastaanotin
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): Aalto-yliopiston riiputussivu
Yhteystiedot:
Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat
Zoom pikaopas