近日，由中國科學院沈陽自動化研究所團隊與以色列魏茨曼科學院 (Weizmann Institute of Science) 研究團隊，聯(lián)合提出了針對多輸入多輸出 (Multiple-Input Multiple-Output, MIMO) 無線通信系統(tǒng)的射頻鏈路壓縮理論與算法，并搭建了相應的硬件原型系統(tǒng)。該成果獲《IEEE系統(tǒng)雜志》刊載。

近年來，為提升無線通信系統(tǒng)容量，緩解頻譜資源緊缺以及提升通信數(shù)據(jù)傳輸速率，配備大量天線陣列的大規(guī)模MIMO技術與利用高頻段頻譜資源的毫米波通信技術逐漸成為第五代移動通信 (5G) 的重要使能手段。然而傳統(tǒng)大規(guī)模MIMO技術采用每根天線配備一條射頻鏈路的技術方案在其工作在毫米波頻段時會面臨巨大功耗和高昂成本等問題。因此，研究毫米波大規(guī)模MIMO射頻鏈路壓縮技術對部署5G無線通信系統(tǒng)具有重要意義。然而目前已有的方案只考慮了利用瞬時信道信息，導致配置頻繁復雜度極高，且受無線信道量化精度影響，使得性能損失較大。

沈陽自動化所工業(yè)通信與片上系統(tǒng)（iComSoC）團隊與魏茨曼科學院SAMPL實驗室針對上述關鍵問題，提出了利用信道二階特性的全連接硬件網(wǎng)絡方案來實現(xiàn)壓縮射頻鏈路，進而極大地降低了硬件網(wǎng)絡配置的復雜度。以信道估計為優(yōu)化準則，科研團隊給出了噪聲條件下的全連接復增益硬件網(wǎng)絡配置的理論最優(yōu)解，并通過提出多自由度的交替迭代優(yōu)化算法，實現(xiàn)了逼近理論最優(yōu)解的高性能全連接移相器硬件網(wǎng)絡配置?？蒲袌F隊進一步搭建了實現(xiàn)相關理論與算法的硬件原型系統(tǒng)，在實際環(huán)境下驗證了提出理論與算法的正確性。

該成果為5G無線通信系統(tǒng)的部署提供了有效方案，并以RF Chain Reduction for MIMO Systems: A Hardware Prototype為題發(fā)表學術論文。

DOI: 10.1109/JSYST.2020.2975653

硬件原型系統(tǒng)信息流圖（上），硬件原型系統(tǒng)及其子系統(tǒng)實物圖（下）

（中國日報遼寧記者站）