第 14 章 带通数字传输 647 14.1 数字 CW 调制(4.5、5.1、11.1) 648 带通数字信号的频谱分析 649 幅度调制方法 650 相位调制方法 653 频率调制方法 655 最小频移键控 (MSK) 和高斯滤波 MSK 658 14.2 相干二进制系统(11.2、14.1) 663 最佳二进制检测 663 相干 OOK、BPSK 和 FSK 668 定时和同步 670 干扰 671 14.3 非相干二进制系统(14.2) 673 正弦波加带通噪声的包络 673 非相干 OOK 674 非相干 FSK 677 差分相干 PSK 679 14.4 正交载波和 M 元系统 (14.2) 682 正交载波系统 682 M 元 PSK 系统 685 M 元 QAM 系统 689 M 元 FSK 系统 690 数字调制系统比较 692 14.5 正交频分复用 (OFDM) (14.4、7.2、2.6) 696 使用逆离散傅立叶变换生成 OFDM 697 信道响应和循环扩展 700
数字波形 33 幅移键控 (ASK) 33 频移键控 (FSK) 34 连续相频移键控 (CPFSK) 35 双频移键控 (DFSK) 35 恒定包络 4 级频率调制 (C4FM) 36 最小频移键控 (MSK) 37 驯服频率调制 (TFM) 38 高斯最小频移键控 (GMSK) 38 多频移键控 (MFSK) 38 相移键控 (PSK) 40 二进制相移键控 (BPSK) 40 正交相移键控 (QPSK) 42 偏移正交相移键控 (OQPSK) 44 交错正交相移键控 (SQPSK) 44 兼容差分偏移正交相移键控 (CQPSK) 44 相干相移键控 (CPSK) 45 差分相干相移键控 (DCPSK) 45 8PSK 调制 45 差分相移键控 (DPSK) 46 差分二进制相移键控 (DBPSK) 46 差分正交相移键控 (DQPSK) 46 差分 8 相移键控 (D8PSK) 46 正交幅度调制 (QAM) 47 正交频分复用 (OFDM) 49 扩频 (SS) 51 直接序列扩频 (DSSS) 51 跳频扩频 (FHSS) 52 增量频率键控 (IFK) 52 模拟脉冲调制 53
药物基因组学 (PGx) 研究个体间基因组变异对药物反应的影响,从而有机会为每位患者量身定制给药方案。目前有针对性的 PGx 测试平台主要基于微阵列、聚合酶链式反应或短读测序。尽管这些检测在识别单核苷酸变异 (SNV) 和插入/缺失 (INDEL) 方面表现出巨大价值,但它们无法识别大的结构变异,也无法进行明确的单倍型分型以进行星号等位基因分配。在这里,我们使用 Oxford Nanopore Technologies 的自适应采样来丰富从药物基因组学知识库 (PharmGKB) 中提取的具有充分记录的 PGx 相关性的 1,036 个基因面板。通过评估与现有真实集的一致性,我们展示了对五个瓶中基因组参考样本的准确变异和星号等位基因调用。我们表明,最多可以在一个 PromethION 流动槽上复用三个样本,而不会显著降低变异调用性能,从而分别实现 99.35% 和 99.84% 的目标变异召回率和精确度。这项工作推动了纳米孔测序在临床 PGx 环境中的使用。
完成了多路复用器和解复用器的设计,以优化设计参数,即与现有的使用可逆逻辑的设计相比,量子成本、垃圾输出、延迟和门依赖性。II 提出的方法文献中存在更多的可逆门[9]-[14],其中托福利门(TG),弗雷德金门(FRG),佩雷斯门(PG),费曼门(FG)和r门是目前用于多路复用器和解复用器识别的最常用的门。最近提出的[15]多路复用器布局选择使用FRG进行评估,本文介绍了设计。当前使用FRG门的布局实现的量子成本为15,需要总共三个FRG门才能实现。FRG门是一个3*3的可逆门,有3个输入(A、B、C)和3个输出(P、Q、R)。 FRG 门的输出定义如下:P=A,Q=A`B+AC,R=A`C+AB,量子成本为 5。任何可逆电路都可以使用它来设计。在基于可逆逻辑施加任何独特功能之前,布局约束需要根据要求进行优化。因此,在设计一个
可靠、确定性地生产值得信赖的高质量单光子是离散变量光学量子技术的关键组成部分。对于基于单光子的完全纠错量子计算系统,估计需要光子源以超过 1 GHz 的速率产生可靠的光子流 (Vigliar 等人,2021)。光子复用是一种潜在的解决方案,其中低概率源与交换网络相结合,将成功的生产事件路由到输出,但需要极快的单光子切换和超低的损耗率。在本文中,我们研究了开关元件的具体属性,并提出了一种新设计,该设计利用了常见开关元件(例如导热垫)的一般单向属性。通过将多个开关引入基本的时间复用设备,我们可以在以更快的速率泵送的多路复用源中使用慢速开关元件。我们在多个错误通道下对这种设计进行建模,并表明预期性能现在受到集成光子芯片组内光波导的固有损耗率的限制。虽然开发的设计没有达到必要的 1 GHz 光子速率,但我们展示了当底层技术改进时可能变得有用的设计元素。
数字波形 33 幅移键控 (ASK) 33 频移键控 (FSK) 34 连续相频移键控 (CPFSK) 35 双频移键控 (DFSK) 35 恒定包络 4 级频率调制 (C4FM) 36 最小频移键控 (MSK) 37 适配频率调制 (TFM) 38 高斯最小频移键控 (GMSK) 38 多频移键控 (MFSK) 38 相移键控 (PSK) 40 二进制相移键控 (BPSK) 40 正交相移键控 (QPSK) 42 偏移正交相移键控 (OQPSK) 44 交错正交相移键控 (SQPSK) 44 兼容差分偏移正交相移键控 (CQPSK) 44 相干相移键控(CPSK) 45 差分相干相移键控 (DCPSK) 45 8PSK 调制 45 差分相移键控 (DPSK) 46 差分二进制相移键控 (DBPSK) 46 差分正交相移键控 (DQPSK) 46 差分 8 相移键控 (D8PSK) 46 正交幅度调制 (QAM) 47 正交频分复用 (OFDM) 49 扩频 (SS) 51 直接序列扩频 (DSSS) 51 跳频扩频 (FHSS) 52 增量频率键控 (IFK) 52 模拟脉冲调制 53
数字波形 33 幅移键控 (ASK) 33 频移键控 (FSK) 34 连续相频移键控 (CPFSK) 35 双频移键控 (DFSK) 35 恒定包络 4 级频率调制 (C4FM) 36 最小频移键控 (MSK) 37 适配频率调制 (TFM) 38 高斯最小频移键控 (GMSK) 38 多频移键控 (MFSK) 38 相移键控 (PSK) 40 二进制相移键控 (BPSK) 40 正交相移键控 (QPSK) 42 偏移正交相移键控 (OQPSK) 44 交错正交相移键控 (SQPSK) 44 兼容差分偏移正交相移键控 (CQPSK) 44 相干相移键控(CPSK) 45 差分相干相移键控 (DCPSK) 45 8PSK 调制 45 差分相移键控 (DPSK) 46 差分二进制相移键控 (DBPSK) 46 差分正交相移键控 (DQPSK) 46 差分 8 相移键控 (D8PSK) 46 正交幅度调制 (QAM) 47 正交频分复用 (OFDM) 49 扩频 (SS) 51 直接序列扩频 (DSSS) 51 跳频扩频 (FHSS) 52 增量频率键控 (IFK) 52 模拟脉冲调制 53
摘要 天线阵列已有一百多年的悠久历史,并且与电子信息技术的发展紧密相关,在无线通信和雷达中发挥着不可或缺的作用。随着电子信息技术的飞速发展,全时间、全域、全空间网络服务需求呈爆发式增长,对天/空/地各类平台提出了新的通信需求。为满足未来第六代(6G)无线通信对大容量、广覆盖、低时延、强鲁棒性等日益增长的要求,在天/空/地通信网络中采用不同类型的天线阵列(如相控阵、数字阵列、可重构智能面等)和各种波束成形技术(如模拟波束成形、数字波束成形、混合波束成形、无源波束成形等)将有望带来可观的天线增益、复用增益和分集增益等优势。然而,为天/空/地通信网络启用天线阵列提出了特定、独特和棘手的挑战,这引起了广泛的研究关注。本文旨在概述天线阵列启用的空间/空/地通信和网络领域。首先介绍天线阵列启用的空间/空/地通信和网络的技术潜力和挑战。随后,讨论天线阵列的结构和设计。然后,我们讨论天线阵列促进的各种新兴技术,以满足天/空/地通信系统的新通信要求。在这些新兴技术的推动下,空间通信、机载通信和地面通信具有不同的特点、挑战和解决方案。
传统的储存器计算 (RC) 是一种浅层循环神经网络 (RNN),具有固定的高维隐藏动态和一个可训练的输出层。它具有只需要有限训练的优点,这对于训练数据极其有限且获取成本高昂的某些应用至关重要。在本文中,我们考虑了两种将浅层架构扩展为深度 RC 的方法,以在不牺牲潜在优势的情况下提高性能:(1)将输出层扩展为三层结构,促进对神经元状态的联合时频处理;(2)顺序堆叠 RC 以形成深度神经网络。利用深度 RC 的新结构,我们重新设计了具有正交频分复用 (MIMO-OFDM) 信号的多输入多输出物理层接收器,因为 MIMO-OFDM 是第五代 (5G) 蜂窝网络的关键支持技术。 RNN 动态特性与 MIMO-OFDM 信号时频结构的结合,使深度 RC 能够处理非线性 MIMO-OFDM 信道中的各种干扰,从而实现比现有技术更高的性能。同时,与依赖大量训练的深度前馈神经网络不同,我们引入的深度 RC 框架可以使用与 5G 系统中基于传统模型的方法相同数量的导频提供不错的泛化性能。数值实验表明,基于深度 RC 的接收器可以提供更快的学习收敛,并有效减轻未知的非线性射频 (RF) 失真,与浅层 RC 结构相比,误码率 (BER) 提高了 20%。
采用传统 CMOS 工艺制造但在 4 K 及以下低温下工作的微电子器件最近引起了量子计算领域的关注,因为它们可用作精密控制器和低噪声放大器 [1,2]。这种将电子设备直接纳入低温环境而不是在室温下操作的方法可以在 CUORE(罕见事件地下低温观测站)等实验中提供类似的优势,CUORE 使用低温辐射热法来搜索无中微子双重 beta 衰变。CUORE 使用 TeO 2 晶体上的中子嬗变掺杂 (NTD) 热敏电阻来感应物理能量沉积引起的温度变化。目前,所有 CUORE 电子设备,包括用于偏置 NTD、放大信号和执行读出的电子设备,都在室温下运行 [3]。未来的带粒子识别的 CUORE 升级版 (CUPID) 计划利用为 CUORE 开发的通用低温基础设施,但其电子基础设施的升级正在考虑中 [4]。设计为在 4 K 或以下运行的 CMOS 微电子技术为 CUPID 中的信号前置放大提供了一种替代方法,可以降低电子噪声并引入适度的通道复用因子。到目前为止,在亚开尔文温度下对 CMOS 器件特性的测量很少,如果我们希望考虑使用它们在 CUPID 基准工作温度附近构建放大器和多路复用器,就必须了解这些特性。在本文中,我们介绍了 180 nm CMOS 技术在低至 100 mK 时的首次特性之一,这将用于指导这些器件的设计。