5G毫米波通信技术取得新进展

日前，中国科学院沈阳自动化研究所(以下简称沈阳自动化研究所)与以色列魏茨曼科学院科研团队合作，提出了多输入多输出无线通信系统的射频链路压缩理论和算法，并搭建了相应的硬件原型系统。研究结果为5G无线通信系统的部署提供了一种有效的方案。相关论文发表在《电气和电子工程师学会系统杂志》上。

近年来，为了提高无线通信系统的容量、缓解频谱资源的短缺并提高通信数据的传输速率，配备有大量天线阵列的大规模多输入多输出技术和使用高频频谱资源的毫米波通信技术已经逐渐成为第五代移动通信(5G)的重要使能手段。

然而，传统的大规模多输入多输出技术采用的技术方案是每个天线都配备一个射频链路，在毫米波频段工作将面临巨大的功耗和高成本。因此，毫米波大规模多输入多输出射频链路压缩技术的研究对5G无线通信系统的部署具有重要意义。

研究团队发现，现有方案只考虑了瞬时信道信息的使用，由于无线信道量化精度的影响，导致配置频繁，复杂度极高，性能损失很大。针对上述关键问题，沈阳自动化研究所工业通信与片上系统(iComSoC)团队和魏茨曼科学院SAMPL实验室提出了一种利用通道二阶特性实现压缩射频链路的全连通硬件网络方案，大大降低了硬件网络配置的复杂度。

研究团队以信道估计为优化准则，给出了噪声条件下全连通复增益硬件网络配置的理论最优解，并通过提出多*度交替迭代优化算法，实现了高性能全连通移相器硬件网络配置逼近理论最优解。研究团队进一步构建了硬件原型系统来实现相关的理论和算法，并在实际环境中验证了所提出的理论和算法的正确性。

相关论文信息:https://doi.org/10.1109/jsyst.2020.2975653