信號與通信論文

前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇信號與通信論文范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。

信號與通信論文范文第1篇

數字信號處理涉及到用數的序列表示的信號的處理，而多維數字信號處理則涉罰用多維陣列表示的信號的處理，例如對同時從幾個傳感器所接收的抽樣圖像和抽樣的時間波形的處理。由于信號是因而它可以用數字硬件處理，同時可以將信號處理的運算規定為算法。

促使人們采用數字方法的是不言而喻的。數字方法既有效靈活。我們可以用數字系統使其有自適應性并易于重新組合。可以很方便地把數字算法由一個廠商的設備上轉換到另一個廠商的設備上去，或者把專用數字硬件來實現。同樣，數字算法也可用來處理作為時間函數或空間信號，數字算法自然地和邏輯算符如模式分類相聯系。數字信號能夠長時間無差錯地存儲。對很多種應用而言，數字方法Ⅸ其它方法更為簡單，對另外一些應用，則可能根本不存在其他方法。多維信號處理是不同于一維信號處理，想在多維序列上實現的多運算，例如抽樣、濾波和交換等，用于一維序列，然而，嚴格芯說，我們不得不說多終信號處理與一維信弓有很大差別的。

信號處理與一維信號處理還是有很大差別的，這是由三個因素造成的;(l)二維通常比一維問題包含的數據量大得多;(2)處理多維系統在數些上不如處理一維系統那樣完備；(3)多維信號處理有更多的自由度，這給系統設計音以一維情況中無法比擬的靈活性。雖然所有遞歸數字濾波器都是用差分方程實現的，一維情況下差分方程是全有序的，而在多維情況下差分方程僅是部分有序的，岡而就存在著靈活性，在一維情況小，離散傳里旰變換CDET)可以用快速傅里葉變換CEPT)算法來計算，而在多維情況下，有多且每一個OFT又可用多種AFT算法來計算。在一維情況下，我們可以調整速率。而且也可以調整抽排列。從另一方面來說，多維多項式不能進行因式分解，而一維多項式是可以進行因式分解的。因而在多維情況下，我們不能論及孤立的極，氣、孤立的零點及孤立的根。所以，多維信號處理與一維信號處理有相當大的差別。在20世紀60年代初期，用數字系統來模仿模擬系統的想法，使得一維數字信號處毫的各種方法得到了發展。這樣，仿照模擬系統理論，創立了許多離散系統理論.隨后，當數字系統可以很好地模仿模擬系統時，人們認識到數字系統同時也可以完成更多的功能。由丁這種認識及數字硬件工藝的有力推動，數字信號處理得到了發展，而且現今很多通用的方法，已成為數字方法所特有的，沒有與其等效的模擬方法，在發展多維數字信號處理時，可觀察到同一發展趨向。因為沒有連續時間的(或模擬的)二維系統理論可以仿效，因而最初的二維系統是以一維系統為基礎的，80年代后期，多數二維信號處理都是用可分的二維系統?？煞值亩S系統與用于二維數據的一維系統幾乎沒有差別。隨后，發展了獨特的多維算法，該算法相當于一維算法的邏輯推理。這是一段失敗的時期，由干許多二維應用要求數據量很大，且iT缺少二淮多項式太分解理論，很多一維方法不能很好地推廣到二維上來。我們現在正處于認識的萌芽時代。計算機工業以其部件的小型化和價格日趨低廉而有助于我們解決數據量問題。盡管我們總是受限于數學問題，但仍然認識到，多維系統也給了我們新的自由度。以上這些，使得該領域既富于挑戰性又無窮樂趣，電子信息技術的結合之軟件結臺，傳統產業中可用電產信息技術的地方，仍然可以在生產或很低的條件下使用人力或傳統機械。電予信息技術應到限制，在不同領域和不同水平有各種原因，但爛有一個共大原因是缺乏認識。沒有認識，便沒有應層。

事實上，在一維和二維信號處理理論之間有實質性的差別，而在二維和更高維之間，除了計算上的復雜世方耐差異之外，似乎差別較小。

參考文獻：

[1]吳云韜,廖桂生,田孝華.一種波達方向、頻率聯合估計快速算法[J]電波科學學報,2003,(04).

[2]呂鐵軍,王河,肖先賜.利用改進遺傳算法的DOA估計[J]電波科學學報,2000,(04)

[3]劉全,雍玲,魏急波.二維虛擬ESPRIT算法的改進[J]國防科技大學學報,2002,(03).

[4]呂澤均,肖先賜.一種沖擊噪聲環境中的二維DOA估計新方法[J]電子與信息學報,2004,(03).

[5]金梁,殷勤業,李盈.時頻子空間擬合波達方向估計[J]電子學報,2001,(01).

[6]金梁,殷勤業.時空DOA矩陣方法的分析與推廣[J]電子學報,2001,(03).

信號與通信論文范文第2篇

【關鍵詞】中壓寬帶 電力線 通信接入方式 信道特征 測試 分析

一、中壓電力線路的結構與特征

中壓電網構成相對簡單。與低壓線路相比，它能夠克服距離長短的限制，噪音較低，然而，供電系統僅適合于幾十赫茲低頻信號傳輸，如果進行高頻信號傳輸，附加寬帶PLC的使用，就會產生一系列影響信號傳輸質量的不良因素，如：通信串擾、信號泄漏、信號的干擾等，解決這些問題的唯一方法就是發明更加高端、更為先進的PLC接入設備與調制方式。其中寬帶PLC中壓耦合接入設備成為重點探究的對象，經研究其符合我國電網結構與特征。我國電網結構與數據圖如下所示：

從上圖可看出：我國電網結構包括：高、中、低三個層次級別，變壓器將各個等級層次連接起來，這無疑成為了高載頻數據通信的一大障礙，所以，要想解除變壓器的限制，就要通過分級接入的方式來處理PLC寬帶鏈接，也就是要根據各個電壓級別層次來對應設計出適應性的接入設備。如圖展示，只有在中低壓中間設置合適的接入設備，才能確保遠距離通訊的實現。

二、中壓寬帶PLC系統接入方式

這一系統接入涵蓋PLC 以及同其他寬帶通信網絡（互聯網服務供應商）之間的接口， 傳統的互聯網與這一接口鏈接起來得到相關的數據信息，其中包括傳輸信號于中壓線路的設備接口，這些傳輸的信號需要途經MV-PLC主調制設備以及MV耦合裝置這兩項設備。

MV-PLC主調制設備是對中壓與低壓連接處的接口進行調節，主要作用為將中壓線中所附帶的寬帶PLC數據信息進行轉換與調制，直接目標為低壓線路，終極目的為網絡用戶。下面就第一個中壓PLC實驗線路展開測試，把這一測試當作理論探究的依據。

三、中壓線路信道測試與分析

（一）測試的目的與結果分析

目的：研究出更先進的設計依據以及技術儲備為寬帶PLC逐步發展到中壓線路打下基礎，為全程中壓線路長距離接入做好技術與信息資源上的準備。

（二）測試結果分析

1.阻抗特性分析

經過實踐的操作運行得出：中壓10kv配電線路的阻抗性能會受到測量方位、時間以及頻率等的影響，會隨著它們去變化，變化幅度由數十到上百的量，通過高頻信號發生器所出現的正弦電壓信號，設定1MHZ-30MHZ的頻率范圍，在500KHZ的頻率間查看阻抗變化。通過采集V1、V2來對應計算出線路的阻抗值。下圖為測試整理后得出的中壓線路輸入阻抗變化圖：

2.噪聲特征分析

經過實踐測試得出：中壓線路的有色背景噪聲大概在―60dBV/hz―80dBV/hz，同低壓線路的平均噪音對比起來，大約多出10 dBV/hz。而且其窄帶擾亂性噪音則更高。而且測試發現：中壓線路中各個測試點有色背景噪聲的PSD數值間沒有很大差別，其窄帶干擾也發生在小于25MHZ的范圍內。由此可見，展開對線路上噪聲頻域以及進行時等方面的分析是十分必要的。

3.衰減性分析

與低壓線路相比，中壓線路更容易發生衰減現象，而且相對嚴重。大概每100米衰減8―11db，但是，在1.7千米線路范圍內也能夠順利進行通信。當將調制解調器的功率放大時，在各個測試長度中都能夠達到信息傳輸與通信通話等目的，實現了通訊水平的提高。各個測試點距離下的測試內容與數據如下圖：

四、總結

為了提高通信質量與水平就要促進寬帶PLC系統向著中壓電力線路前進，經過不斷的實驗與測試來提供大量寶貴的信息數據資源，并且在阻抗性、衰減性等加以發展與更新。

參考文獻：

[1]丁道齊把握世界通信發展趨勢確立電力通信發展戰略[期刊論文]-電力系統自動化 1999（07）

[2]王喬晨；郭靜波；王贊基低壓配電網電力線高頻噪聲的測量與分析[期刊論文]-電力系統自動化 2002（01）

信號與通信論文范文第3篇

關鍵詞：擴展頻譜通信；跳頻通信；Matlab

中圖分類號：TN914.43 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）11（a）-0000-00

1 對跳頻通信進行數學模型建立及對系統原理進行描述

對于跳頻擴頻通信，它的基本理論依據主要是根據信息論中的Shannon公式來的[4]，下式為它的具體公式描述：

c Blb（1 P / N）

在上式中，對于參數c、B、P及N，它們所代表的含義分別如下。其中，N，表示為噪聲功率；c，代表系統的信道容量（bits/s）；P，表示為信號的平均功率；對于B，則表示為系統的信道帶寬（Hz）。通過上式可以很明確、很清晰的知道，當滿足一定條件（如在一定的信道容量之條件下），可以采用增加信道帶寬的辦法、或者通過減少發送信號功率的辦法等，來對信道的帶寬進行減少、或者采取一定的方式來對信道的容量進行提高，這樣就能夠增加發送信號方面的功率，更進一步，使得信道的容量發生變化，并且不斷的得到提高 [5]。

對于跳頻系統，由于它的載波頻率是在不斷發生變化的，如果想要在接收機中對載波相位進行跟蹤，很明顯，要實現該種情況是比較困難的，所以，在一般情況之下，我們是選擇可非相干解調方式作為跳頻擴頻通信系統的調制方式，并且，該種調制方式所具有的優勢是其它調制方式不能夠相比的，而頻移鍵控FSK調制則是經常采用的方式。對于數據載波為a（t），以及數據速度Ra，對它們的取值分別為+1和-1，當進行移頻鍵控調制（即頻率偏差為Δf）后，它所輸出的等效低通信號為b（t）[6]，具體的表達式如下式1-1所示：

b（t） exp（ j2πa（t ）f ） （1-1）

在跳頻擴頻通信系統中，我們把偽隨機序列控制下的瞬時頻率定義為f（t）[7]，它會隨著時間的不斷改變，而對應的瞬時頻率f（t）的取值在頻率點fi，i=1，2，3，4…，N上也會發生改變[8]。那么，對于跳頻載波信號，它的等效低通信號C（t）如下式：

c（t） exp（j2f （t）） （1-2）

對于跳頻擴頻通信系統，它主要是以跳頻載波來實現對數據調制信號的頻率進行搬移的一個過程[9]，通過這樣一個過程，則跳頻擴頻通信系統所輸出的等效低頻信號d（t）如下式1-3所示；

d（t） b（t）c （t）

exp（j2（a（t）f f （t））） （1-3）

在跳頻擴頻系統的接收端，采用同步偽隨機碼控制的頻率、以及偽隨機變化的載波和接收信號作為混頻，在這樣的條件下，所得到的系統輸出信號為bxj，它的表達式如下式1-4所示： bsj （d（t） N（t） I（t））c （t）

exp（2 ja（t）f ） （N （t）

I（t））exp（ j2f （t）） ， （1-4）

對于上式1-4，它的參數N（t）、I（t）所代表的含義如下：N（t），它表示噪聲；I（t），它則表示干擾信號。通過采用同步跳變的本地恢復載波來實現對接收信號進行混頻后，在這樣的情況下，就能得到解跳后的寬帶干擾信號、窄帶信號b（t）、以及信號噪聲等。

2 跳頻的主要技術指標及關鍵技術

對于一個跳頻擴頻通信系統而言，它所包括的技術指標主要有：①跳頻頻率的數目；②跳頻的帶寬；③跳頻碼的周期；④跳頻的速率；⑤跳頻系統的同步時間。對于這些技術指標，它們所代表的含義分別如下：①跳頻頻率的數目。在一般情況下，通過對跳頻信號的處理增益 ，這樣就能夠得到相等的跳頻點數。②跳頻的帶寬。在通常情況之下，跳頻的帶寬是與抗部分頻帶的干擾能力存在一定關系的。③跳頻碼的周期。倘若跳頻圖案的延續時間越長，那么，這樣就會使敵方破譯變得更加的困難，因此，其抗截獲 的能力就越強。④跳頻的速率。顧名思義，就是指每秒鐘頻率跳變的次數，決定跳頻圖案延續時間的長度。⑤跳頻系統的同步時間。針對該同步時間的相關定義是非常多的，但這里主要是指對于跳頻圖案，要使其系統收發雙方的時間達到一致，即完全同步，并且，對于通信所需要的相關時間也要進行建立。

3 對系統進行仿真模型的建立

3.1 對Simulink仿真工具進行概述

在本論文的研究過程中，采用的仿真工具是基于MATLAB提供的仿真平臺Simulink。另外，采用Simulink仿真平臺來建模是很方便的，它所帶有的軟件包是能夠對相關的稻萁行仿真、進行分析的，是一個動態系統。它能夠支持的系統也是非常多的，如連續系統、線性系統等。

3.2 模型建立

在基于Simulink仿真軟件的基礎上面建立起來的跳頻擴頻通信系統仿真模型，通常情況之下，它能夠對跳頻擴頻通信系統的整個工作過程進行實時監控及反映相關的問題，對于系統擴頻前后的頻譜，通過該仿真軟件能夠實時的觀測。

4 對仿真結果進行分析

為了更加準確、更加合理的得到本論文研究的跳頻擴頻通信系統的仿真精確結果，所設定的相關仿真條件如下：對于所采用的跳頻載頻，它是采用偽隨機整數方面的信號控制系統來進行實現的；對跳頻點數設定為64個；對于跳頻的頻率間隔，是把它設定為50跳/秒；數據調制采用FSK，并且頻率的間隔為200HZ；對于每個符號，它的采樣點數為120。我們把本次系統仿真實驗的時間設定為1000s。

5 結束語

本論文首先對跳頻擴頻通信系統的數學建模進行了簡單介紹，然后對跳頻通信的系統工作原理進行了概述，對跳頻的主要技術指標及關鍵技術進行了介紹，接著，對Simulink仿真工具進行概述及對其進行相關模型的建立，最后，就是采用Simulink仿真軟件對跳頻擴頻通信系統進行模型的建立，并進行了仿真研究。在進行仿真實驗前，設定了相關的仿真條件，如跳頻點數、采樣點數、跳頻頻率間隔等相關條件，這樣設定的目的是為了保證仿真的實驗結果更加準確。

參考文獻

[1] 陳高平等.擴頻通信技術在CDMA中的應用[J].通信技術，2012，（07）：54-59.

信號與通信論文范文第4篇

【關鍵詞】混沌加密；光學通信；應用

二十世紀六十年代，人們發現了混沌理論?；煦缋碚摷匆粋€給出混亂、隨機的分周期性結果的模型，卻是由確定的非線性微分方程構成?；煦缡且环N形式非常復雜的運動，看似雜亂無章的隨機運動軌跡，卻是由一個確定方程模型得出?；煦鐚Τ跏紬l件的敏感度非常高。密碼技術是一種研究使用密碼進行加密的技術，而隨著信息技術的發展，竊取加密密碼的方法越來越多，并且隨著傳統密碼技術的不斷使用和技術公開，傳統密碼技術的保密性已經降低，所以一些新的密碼技術開始出現，其中包括混沌加密、量子密碼以及零知識證明等。本文首先介紹混沌加密密碼技術，然后介紹光學通信，最后重點探討混沌加密在光學通信中的應用。

1.混沌加密

我們首先對混沌加密的相關內容做一下簡單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法?；煦绲奶卣髦饕校夯煦邕\動軌跡符合分數維理論，混沌軌跡是有序與無序的結合、并且是有界的偽隨機軌跡，混沌運動具有遍歷性，所有的混沌系統都具有幾個相同的常數、并且符合利亞普諾夫指數特性，混沌運動的功率譜為連續譜線以及混沌系統具有正K熵等?；煦缂用苁且环N新的密碼技術，是將混沌技術與加密方法相結合的一種密碼加密技術?；煦缂用艿姆椒ㄓ泻芏喾N，根據不同的通信模式，可以選擇不同的加密方式與混沌技術結合，以實現信息的加密傳輸?；煦缂用艿某Ｓ梅椒ㄖ饕ǎ簲底至骰煦缂用堋底中盘柣煦缂用芤约斑B續流混沌加密等。

2.光學通信

之所以將混沌加密應用在光學通信中，是因為光學中存在混沌現象，這種混沌現象既包括時間混沌現象也包括空間混沌現象。光學通信是一種利用光波載波進行通信的方式，其優點是信息容量大、適應性好、施工方便靈活、、保密性好、中繼距離長以及原材料來源廣等，光纖通信是光學通信中最重要的一種通信方式，已成為現代通信的重要支柱和發展趨勢。光纖通信系統的組成主要包括：數據信號源、光數據傳輸端、光學通道以及光數據接收端等。數據信號源包括所有的數據信號，具體體現為圖像、文字、語音以及其他數據等經過編碼后所形成的的信號。光數據傳輸端主要包括調制解調器以及計算機等數據發送設備。光學通道主要包括光纖和中繼放大器等。光數據接收端主要包括計算機等數據接收設備以及信號轉換器等。

3.探討混沌加密在光學通信中的應用

在光學通信中，應用混沌加密技術對明文進行加密處理，以保證明文傳遞過程中的安全性和保密性。本文重點對混沌加密在光學通信中的應用進行了探討。其內容主要包括：混沌加密常用方法、光學通信中混沌加密通信常用方案以及光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。光學通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數加密方案以及混沌擴頻加密方案等。

3.1混沌加密常用方法

連續流混沌加密方法：連續流混沌加密利用的加密處理方式是利用混沌信號來掩蓋明文，即使用混沌信號對明文進行加密處理。連續流混沌加密方法常應用在混沌掩蓋加密方案以及混沌參數加密方案中。其加密后的通信模式是模到模的形式。

數字流混沌加密方法：其加密后的通信模式是模到數再到模的形式。

數字信號混沌加密方法：其加密后的通信方式是數到數的形式。主要包括混沌時間序列調頻加密技術以及混沌時間編碼加密技術。主要是利用混沌數據信號對明文進行加密。

3.2光學通信中混沌加密通信常用方案

在光學通信中，利用混沌加密技術進行通信方案的步驟主要包括：先利用混沌加密方法對明文進行加密（可以使用加密系統進行這一過程），然后通過光釬進行傳輸，接收端接收后，按照一定解密步驟進行解密，恢復明文內容。

混沌掩蓋加密方案：其掩蓋的方式主要有三種：一種是明文乘以密鑰，一種是明文加密鑰，一種是明文與密鑰進行加法與乘法的結合。

混沌鍵控加密方案：其利用的加密方法主要為FM-DCSK數字信號加密方法。該方案具有良好的抗噪音能力，并且能夠不受系統參數不匹配的影響。

混沌參數加密方案：就是將明文與混沌系統參數進行混合傳送的一種方案。這種方案增加了通信對參數的敏感程度。

混沌擴頻加密方案：該方案中，擴頻序列號一般是使用混沌時間序列，其加密方法是利用數字信號，該方案的抗噪音能力特別好。

3.3光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案

為了進一步保證傳輸信息的安全保密性，需要對明文進行二次加密。其步驟是：首先先對明文進行第一次加密（主要利用雙反饋混沌驅動系統產生密鑰1，然后將明文與密鑰1組合起來形成密文1），第二步是通過加密超混沌系統產生的密鑰2對密文1進行二次加密，形成密文2，第三步將密文2通過光纖進行傳遞，同時將加密超混沌系統一起傳遞到接收端。第四步，接收端接收到密文2以及加密超混沌系統后，對密文2進行解密，形成密文1，然后將密文1傳送到雙反饋混沌驅動系統產生密鑰1，然后將密文1進行解密，通過濾波器破譯出明文。此外，還可以對二級加密通信進行優化，即使用EDFA（雙環摻餌光纖激光器）產生密鑰進行加密。

4.結論

本文首先對混沌加密的相關內容做一下簡單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法。然后我們簡單介紹了一下光學通信以及光纖通信，并且介紹了光纖通信的組成結構。并且由于光學中存在混沌現象，所以我們在光學通信中應用混沌加密技術進行保密工作。最后本文重點探討了混沌加密在光學通信中的應用，其內容主要包括：混沌加密常用方法、光學通信中混沌加密通信常用方案以及光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。光學通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數加密方案以及混沌擴頻加密方案等。

【參考文獻】

[1]馬瑞敏，陳繼紅，朱燕瓊.一種基于混沌加密的關系數據庫水印算法[J].南通大學學報（自然科學版），2012，11（1）：13-27.

[2]徐寧，陳雪蓮，楊庚.基于改進后多維數據加密系統的多圖像光學加密算法的研究[J].物理學報，2013，62（8）：842021-842025.

信號與通信論文范文第5篇

在本屆與模擬技術相關的領域中，值得關注的是支持軟件無線電設備及多模接收設備的模擬濾波器技術、數字校正技術，以及性能接近晶體振蕩器的CMOS LC振蕩器。

最近幾年，面向軟件無線電以及認知無線電的研發工作變得活躍起來。為了實現這兩種技術，可在寬頻帶中利用的RF收發器技術以及可重新配置的模擬基帶電路技術是必不可少的。

NEC支持軟件無線電設備的離散時間型低通濾波器采用Duty-cycle調制方式可變電壓／電流元器件(跨導器)，實現了從400kHz一30MHz的可變帶寬[3.1]。

PLL及振蕩器在高性能和新工藝方面也有進展。加州大學圣地亞哥分校等的N分頻PLL，帶寬擴展到975kHz，并利用量化噪聲適應性消除電路改善了相位噪聲[19.2]。

另外，電源芯片則是在改善調節器的功率、效率以及提高速度、擴展帶寬和降低電壓方面取得了進展。美國亞利桑那州大學了供高效率功放使用的調節器，同時采用了AB類放大器和開關調節器[24.8]。

(夏普公司電子器件開發本部　藤本義久)

數據轉換器：實現了24GSPS和0.2V驅動所有指標的記錄都被刷新

ADC／DAC等數據轉換器領域都在采用更先進的工藝，并不斷降低電壓。入選本屆ISSCC的論文中有超過50％的論文采用了130nm以下的工藝，而采用65nm工藝的數據轉換器的論文數量占到了全部論文的25％。

在工藝發展的帶動下，數據轉換器的功耗在逐漸降低，品質因數也在不斷改善。以前，衡量數據轉換器性能的指標是速度、精度以及功耗。但最近，品質因數與驅動電壓也和速度一起成為必需的評價指標。其原因在于，數據轉換器在便攜式設備應用中的重要性正在增加。在本屆會議上，這三個指標均有所突破。

加拿大Nortel公司了速度最快的CMOS電路，采樣速率高達24GSPS[30.3]。該CMOS芯片采用90nm CMOS工藝制造，集成了160個通道的6位精度SAR型ADC，令其交替工作。從而實現了極高的采樣速率。

荷蘭特文特大學的ADC的品質因數達到4.4fJ[12.4]，這一數值僅相當于以往的1/10。獲得這一指標的原因是，該產品采用了對電容電壓進行分階段控制的技術。

在低電壓驅動方面，麻省理工學院了利用0.2V電壓驅動的Flash ADC[30.8]，并為此新開發了可利用亞閾值區電壓工作的技術。

(富士通研究所系統芯片電路開發研究所　冪本三六)

RF：基于CHOS工藝的毫米波PATHz高頻應用進入視野

與ISSCC 2007一樣，本屆會議上也陸續了許多基于CMOS工藝的毫米波電路。以前，面向60GHz或77GHz頻段的芯片是以化合物半導體為主，但在2006年出現了基于SiGe工藝的芯片，到2007年又有基于CMOS工藝的接收器。在本屆IS SCc上，終于也見到了采用CMOS工藝集成PA的毫米波芯片。于是，全部采用CMOS工藝的毫米波收發器開始具有現實意義。

NEC了面向60GHz頻段的收發器[31.1]。發射電路中集成有I/Q調制器、DA(驅動放大器)、VGA(可變增益放大器)和PA(功率放大器)。接收電路中集成有LNA(低噪聲放大器)、VGA、驅動放大器和I/Q解調器。PA的輸出功率達到8.4dBm，增益也高達10.3dB。

在頻率更高的接收器中，集成度也在不斷提高。加拿大多倫多大學和意法半導體共同了95GHz接收器[9.1]。該接收器采用65nmCMOS工藝，不僅集成了LNA、混頻器和IF放大器，而且集成了VCO和分頻器。工作頻率高達76GHz~95GHz，轉換增益為12.5dB，噪聲系數為7dB，VCO的相位噪聲是-95dBc/Hz(1MHz偏置)。該接收器的工作溫度甚至可以達到100℃。

基本電路的工作頻率也有顯著提高，超出毫米波而應用到THz級頻率的CMOS技術也已經出現。美國佛羅里達州大學的410GHz推一推振蕩器采用了45nm CMOS工藝[26.1]。由于其頻率太高，常規的探頭難以測量，因此芯片上還裝備了用于測量的天線。

(松下電器產業公司半導體器件研究中心　酒井啟之)

無線通信：UWB、手機和WLAN都在向更高的集成度發展

無線通信領域由“UWB相關技術”、“手機收發器”和“WLAN/WPAN(無線個人局域網)收發器”等三個專題會議構成。

在UWB相關技術的專題中最值得注意的論文是Alereon公司的UWB收發器[6.4]。而在手機收發器方面，ADI公司無需SAW濾波器的收發器對于今后的技術發展很有參考價值[10.2]。

WLAN方面，Atheros通信公司的2×2 MIMO SoC的論文頗為引人矚目，這款SoC支持IEEE802.11n標準[20.2]。802.11n標準產品的高成本問題此前一直難以解決，但Atheros公司的這款SoC面積很小，很可能會獲得相當廣泛的應用。該領域與數字SoC一樣，采用先進工藝以提高集成度、進而降低電壓的競爭非常激烈。2005年，支持IEEE 802.11b標準的SoC已經達到很高的水平；其后，2006年了支持IEEE 802.11a/b/g標準的SoC;2007年支持2×2MIMO的無線模擬單元；2008年又了2×2MIMO的SoC，集成度每年都有所提高。

(東芝公司半導體研究開發中心　濱田基嗣)

有線通信：利用現有的傳輸線路向更高速度和更長距離發展利用DSP的補償超越以往極限

在該領域中引人注目的是數字加速技術，即將輸入到接收器的信號利用ADC采樣之后再使用DSP等進行處理。當利用已經鋪設的現有傳輸線路進行10Gbps的高速通信時，到達接收器的信號有可能會惡化，甚至不能保持發送時的原始信號狀態。在本屆會議上，首次了能夠自適應地恢復信號并符合IEEE各項標準的技術。

美國ClariPhy通信公司的收發器將使用300m多模光纖的數據傳輸速率從2.5 Gbps提高到了10Gbps[11.7]。這種收發器利用CMOS工藝將支持10Gbps的ADC和DSP集成在了一塊芯片上。美國Teranetics公司的收發器則將利用10Gbps雙絞線的通信距離從35m延伸到100m[5.5]。NTT公司的時鐘數據恢復電路可以兼顧到兩個方面：它能夠瞬時且同步地響應脈沖串信 號輸入的第1位信號，也能夠容許160位的連續無翻轉信號[11.4]。該恢復電路是利用∑型DAC來提高頻率精度而實現的。

(NTT公司微系統集成研究所　大友佑輔)

高性能數字電路：工藝發展出現新挑戰芯片面臨功耗及特性不一致等問題

半導體產業仍在遵循著摩爾定律不斷發展。在高性能數字電路領域，隨著工藝的繼續發展，出現了復雜度和集成度更高的處理器。在本屆ISSCC上，各公司及機構針對高集成度芯片暴露出的問題提出了自己的技術方案。這些挑戰包括不斷增加的功耗，處理性能達到極限，工藝、電壓及溫度的不一致性等。

英特爾公司了4核Itanium處理器。這款處理器可以使用低達0.7V的電壓工作，從而減低了功耗。而且，為了提高可靠性，處理器的鎖存電路中采取了減小軟誤差率的措施[4.6和4.7]。在處理器的多內核及多線程的發展過程中，Sun微系統公司也注意到應該提高單線程的性能。該公司的SPARC處理器在進一步發展亂序執行能力以提高單線程性能的同時，總共可以并行執行32個線程[4.1和4.2]。對于芯片的工藝、電壓及溫度的不一致性等問題，美國密歇根州大學了一種可自行修正延遲誤差的技術――Razor II[22.1]，可以動態地自動調節電壓及頻率。

(日立制作所信息／通信部門　丹場展雄)

低功耗數字電路：在降低功耗方面竭盡全力便攜式設備在性能方面又有突破

在低功耗數字電路領域引人注目的論文之一是英特爾公司的低功耗x86處理器[13.1]。采用45nmCMOS工藝和簡單的2-issue順序流水線，實現了2GHz的工作頻率和低于2W的功耗，比以往的x86處理器的功耗小一個數量級。此外，TI公司了用于手機的單芯片，采用了45nmCMOS工藝。

瑞薩科技等6家公司了用于手機的第3代單芯片產品，將基帶處理器和應用處理器集成在一起[13.3]。該芯片將基于21個電壓域的電源關斷功能和部分時鐘激活功能組合起來，進一步降低了功耗。同時，芯片中集成的存儲器管理單元可以讓用于媒體處理的IP核共享虛擬存儲器空間，并通過有效利用外部存儲器等措施實現了更高的性能。

索尼公司的圖像處理器讓人們感覺到便攜設備的畫面質量正在不斷提高，并且圖像識別技術將得到靈活的應用[16.4]，現在已經有可能在便攜設備中采用H.264標準對HDTV信號進行編／解碼處理。這款圖像處理器具有512GOPS的運算性能，每秒鐘能處理60幅分辨率為1920×1080的圖像。在不斷提高分辨率的發展方向之后，這款處理器可能會引領新的潮流：通過圖像處理提高畫面質量、并靈活應用圖像識別和圖像檢索技術。

(日立制作所中央研究所　荒川文男)

存儲器領域：大容量、低成本、高速率、非易失新技術相繼問世

在NAND閃存方面，43nm-60nm、16Gb容量、3位，單元、34MHz(4值)／100MHz(2值)的擦寫速度等技術相繼推出。引人注目的未來技術是三星電子公司的45nm單元疊層型4Gb NAND閃存[28.3]。

SRAM方面，英特爾公司的45nm嵌入式SRAM首次采用了高k材料／金屬柵[21.1]。包括這一款在內的4篇有關45nm SRAM的論文都了降低功耗、解決不一致性等的技術。

DRAM則在不斷提高速度。嵌入式DRAM方面，中國臺灣地區的TSMC利用65nm Bulk CMOS工藝實現了500MHz的工作頻率，并集成人SOI中。包括這一款在內，總共有4篇關于65nm嵌入式DRAM的。三星電子公司了業界第一款支持GDDR5標準的圖形DRAM，實現了每引腳6Gbps的數據傳輸速率[14.5]。

(瑞薩科技公司　日高秀人)

攝像器件／醫療／顯示器／HEHS／傳感器：像素間距不到Iμm的攝像器件適于埋置在人體內的放大器

美國斯坦福大學的攝像器件的像素間距極為窄小，只有0.7μm[2.3]。以往的產品中，最小的像素間距是1.2μm。新器件的間距比以前窄了40％。這款攝像器件在光電轉換和信號電荷的傳輸中使用了幀傳輸CCD。但其信號的讀取方法和CMOS傳感器類似，并采用CMOS工藝制造。

斯坦福大學在芯片上陣列配置了166×76個16×16的光電二極管(像素群)。包括不直接參與圖像生成的像素在內，總像素數達323萬。該大學將這樣的配置叫做多孔徑(Multi-aperture)。該款攝像器件應用了立體照相機的原理，可獲得所拍攝景物的縱深信息，并生成三維的圖像。

在東芝公司的CMOS傳感器中，除了RGB三原色之外，又增添了W(白色)[2.5]。當所拍攝景物的照度很低時，可以提高畫面質量。這款CMOS傳感器可以生成16個像素的全彩圖像，包括2個R像素、4個G像素、2個B像素以及8個W像素。而且，在曝光過程中可以把信號電荷從光電二極管排出，以避免出現白噪聲。因此，動態范圍得到了擴展，可達14位灰階。

在醫療領域，美國Medtronic公司和MIT的放大器適用于檢測由于腦部病變而引起的神經細胞的微弱信號[8.1]。其特點是放大時的噪聲及功耗都很低，能夠應用于便攜式設備及可埋置在人體內的設備中。

(索尼公司半導體亨業集團　角博文)

未來技術：仿生電子，保健護理領域盛況空前近距離通信技術向高性能，多樣化發展

在本屆會議上，未來技術領域面向仿生／保健護理等相關領域提出了新的電路技術以及應用方案。具體來說，包括生物信息的監視技術以及可埋置于人體內的芯片等。

日立制作所了關于實現人類生命活動可視化的技術[7.1]。該技術可以利用徽章型(體積為30cm3)的無線傳感器模塊連續監視體溫4個月。產品的電池壽命是3年?？梢哉f，面向仿生／保健護理領域，這項成果顯示出電子技術新的應用可能性。

此外，值得注意的領域是近距離通信技術，包括芯片與芯片之間的通信技術、人體局域網(BAN，body area network)以及RFID等技術。在上一屆會議上這些領域都曾經受到關注，而在這一屆越發突出了高性能化和多樣化的進展。

從2004年以來，日本慶應義塾大學和東京大學的小組連續了采用電感耦合方式的芯片間通信技術。在本屆會議上，他們了采用異步方式的技術，同以前相比，通信速度提高了11倍[15.7]。利用和電容耦合方式相當的通信速度(11Gbps)，可以實現5倍于電容耦合方式的通信距離。