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JSSC 2020第8期RF & Wireless28nmNeural Network Accelerator

A Low-Power 70100-GHz Mixer-First RX Leveraging Frequency-Translational Feedback

提出一种低功耗70100-GHz混频器优先接收机,利用频率转换反馈和被动电压增益。
28-nm CMOS, S11< −10 dB, NF < 10 dB, ∼20-dB conversion gain, 12 mW power consumption
低功耗混频器优先接收机频率转换反馈毫米波CMOS
创新点1:混频器优先接收机设计(系统创新)- 该论文提出了一种混频器优先的接收机架构,通过将混频器置于接收链前端,显著降低了系统功耗和面积,同时通过阵列平均效应放宽了噪声性能要求,适用于大规模MIMO系统。
创新点2:频率转换反馈技术(电路创新)- 采用频率转换反馈技术,有效改善了接收机的线性度和噪声性能,同时通过反馈路径的频率转换特性,实现了对信号的高效处理,提升了系统整体性能。
创新点3:被动电压增益优化(方法创新)- 通过优化被动电压增益设计,论文提出了一种低功耗、高效率的电压增益方案,在71-95 GHz频段内实现了20 dB的转换增益,同时将功耗控制在12 mW以内。
创新点4:28-nm CMOS工艺实现(工艺创新)- 论文在28-nm CMOS工艺上成功实现了该接收机原型,验证了其在毫米波频段(E-band)的性能,S11 < -10 dB,NF < 10 dB,展示了其在低功耗、高集成度应用中的潜力。
Abstract
Massive multiple-input multiple-output (MIMO) wireless communication systems mandate strict power and area requirements for receiver (RX) front ends, while noise per- formance can be relaxed due to averaging over the array. To address these needs at mm-waves, we propose an integrated mixer-first RX, leveraging frequency-translational feedback and passive voltage gain, to minimize the RX power consumption. An analytical model is developed, thus providing useful intuition on optimal design choices.