新型可重构分布式天线与反射面:性能分析与原型验证

可重构分布式天线与反射面(Reconfigurable Distributed Antenna and Reflecting Surface, RDARS)作为一种新型的无线通信架构,可以为无线通信系统带来显著的性能增益。基于智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)可改变电磁特性,重构了无线传播环境,为系统引入“反射增益”的设计思想,将此设计理念融入分布式天线系统(Distributed Antenna System, DAS),提出了为DAS的射频远端单元(Remote Radio Unit, RRU)赋予反射功能的新型RDARS架构。利用控制电路,RDARS中的每个单元可灵活切换“反射态”与“连接态”。低功耗的“反射态”单元反射信号为无线网络引入“反射增益”,“连接态”单元发射或接收信号获得“分布式增益”。基站与RDARS的联合设计可适配不同的通信需求,实现性能与功耗之间的平衡并显著提升系统性能。通过理论分析、仿真与原型验证,结果验证了RDARS能显著提升系统性能,在未来6G无线通信系统中具有巨大应用前景。

大规模MIMO系统传输关键技术研究进展

随着物联网的兴起和移动互联网业务种类的日渐丰富,人们对蜂窝移动通信数据传输速率以及服务质量提出了更高的要求。由于能够充分挖掘空间维的自由度,在提高频谱效率的同时获得较好的功率利用率,大规模MIMO系统引起了国内外的广泛关注。大规模MIMO系统配置的大规模天线阵列在带来性能增益的同时也带来了前所未有的挑战,如大规模天线阵列系统下传输方案的设计、急剧增加的系统硬件复杂度和计算复杂度等。首先对大规模MIMO系统下的几种传输方案,如联合空分复用(JSDM)传输方案和大规模多波束空分多址(MB-SDMA)传输方案进行了概述,简略描述了不同传输方案的原理和传输过程,进一步简要介绍了目前正在构建的大规模MIMO原型验证系统Argos和Lu Ma Mi,并展示了不同原型验证系统的整体架构与组件。

单侧Jacobi矩阵求逆算法及其DSP实现

链路自适应与先进接收机是宽带无线通信系统的核心技术,其设计与实现均涉及大量的矩阵分解以及矩阵求逆运算,提高矩阵分解和矩阵求逆运算的效率是提高宽带无线通信系统传输效能的基本途径。针对此目的,本文提出一种在经典Jacobi算法上改进的单侧Jacobi算法。由于该算法具有并行的特性,相比于串行(单核)实现在指令执行周期数上可提高至少两倍的运行效率。本文首先重点介绍改进的单侧Jacobi算法和TMS320C6474 DSP的内部架构与特性,然后重点阐述结合TI的实时多任务操作系统内核(DSP/BIOS)并行实现此算法,最后在同样精度的计算结果下比较并行算法与串行算法指令执行周期数,由此验证改进的单侧Jacobi算法在并行实现上的高效性。

基于数字可编码超表面的无线通信系统设计与实现

人工电磁超材料因其独特的物理特性不断受到研究者的关注。目前在数字成像、电磁学、雷达等多个领域已有许多超材料的应用实例。本文利用数字可编码超表面(超材料中的一种)设计和实现了一种无线通信系统,在电磁超材料与无线通信之间建立起新的桥梁。此系统利用数字可编码超表面,完成无线信号从基带到射频的直接调制,舍弃了传统无线通信系统中利用混频器等复杂模拟器件完成载波调制的射频架构。同时通过FPGA的硬件开发和实验证明,基于数字可编程超表面的无线通信系统可在3.8 GHz载频下利用FSK (Frequency Shift Keying,频移键控)的数字调制方式正常稳定地传输图片等多媒体信号。这种超表面与无线通信的结合,给构建新型通信系统架构提供了一种崭新的思路和可能。