世界各國正廣泛開展對5G關(guān)鍵技術(shù)的研究。5G新技術(shù)將可能涉及物理層傳輸技術(shù)及載波頻段等多個層面。在物理層傳輸層面，基于大規(guī)模多輸入多輸出（MIMO）的無線傳輸技術(shù)能夠深度利用空間維度的無線資源，進而顯著提升系統(tǒng)頻譜效率和功率效率，已經(jīng)成為當前學術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點之一。

由于當前6GHz以下蜂窩頻段頻譜資源的短缺，探索毫米波大規(guī)模MIMO無線傳輸技術(shù)在大覆蓋移動通信場景中的應(yīng)用，正在成為研究者們關(guān)注的重要研究方向。毫米波大規(guī)模MIMO無線傳輸能夠拓展利用新頻譜資源，并能深度挖掘空間維度無線資源，大幅提升無線傳輸速率，是支撐未來寬帶移動通信最具潛力的研究方向之一。

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研究團隊，聯(lián)合提出了針對多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)的射頻鏈路壓縮理論與算法，并搭建了相應(yīng)的硬件原型系統(tǒng)。該成果為5G無線通信系統(tǒng)的部署提供了有效方案，相關(guān)研究在《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(shù)與利用高頻段頻譜資源的毫米波通信技術(shù)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(shù)采用每根天線配備一條射頻鏈路的技術(shù)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(shù)對部署5G無線通信系統(tǒng)具有重要意義。然而已有方案只考慮利用瞬時信道信息，導(dǎo)致配置頻繁復(fù)雜度極高，且同時受無線信道量化精度影響，導(dǎo)致性能損失較大。

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(guān)鍵問題，提出了利用信道二階特性的全連接硬件網(wǎng)絡(luò)方案以實現(xiàn)射頻鏈路的壓縮，進而極大地降低了硬件網(wǎng)絡(luò)配置的復(fù)雜度。以信道估計為優(yōu)化準則，團隊給出了噪聲條件下的全連接復(fù)增益硬件網(wǎng)絡(luò)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(luò)配置。團隊進一步搭建了實現(xiàn)相關(guān)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(shù)論文。

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）

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模擬組合器版圖：模塊示意圖（上），電路版圖（下）