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排序：展示方式：

毫米波系统中的通信定位一体化技术

杨杰1,徐靖1,李潇1,金石1,高波2,3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 457-470 doi: 10.1631/FITEE.2000505

摘要：未来的移动通信系统显然正朝着更加智能化和软件可重新配置的方向发展，它可以提供万物互联能力，并且能感知、控制和优化无线环境。因此，通过利用毫米波的高定向传输特性来整合通信与定位是一个很有前景的方法。本文解释了毫米波系统中的通信定位一体化技术，该技术共享同一套硬件架构和算法体系；阐述了基于超大规模天线阵列和模型驱动神经网络的通信定位一体化技术；并为定位辅助的毫米微波通信提出全面的指导。因此，通过信道估计获得的信道状态信息（CSI）不仅是通信的基础，也含有发射端、接收端和周围散射体的位移和移动的附带信息。毫米波系统中的通信定位一体化是基于CSI或CSI相关参数的。该过程重复利用了通信系统接收端已有的实时信道状态信息。（1）基于超大天线阵的定位随着天线维度逐渐上升，天线阵列辐射的近场区的距离也逐渐增大，因此用户和重要的散射体就更可能会被定位在阵列的近场区。因此，通过毫米波通信和定位一体化系统的高吞吐量通信和高精度定位需要额外的研究，包括硬件不理想特性、通信和定位层的交互设计、跨设备信息的融合等。

关键词：毫米波；通信定位一体化；位置辅助通信；超大规模天线阵列；可重构智能表面；人工智能；神经网络

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高通量毫米波超大规模相控阵通信系统波束倾斜效应

王志强,刘嘉伟,王军,岳光荣

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 560-570 doi: 10.1631/FITEE.2000451

摘要：毫米波频段巨大的通信带宽，为超高速率通信传输提供了有效途径。然而，毫米波频段路径损耗严重限制了系统传输距离。使用大规模阵列天线进行波束成形提高增益，可有效补偿高路径损耗的影响。但是，在大带宽条件下，大规模阵列天线波束特性的改变将影响远距离毫米波通信系统性能。本文讨论了大规模相控阵宽带波束倾斜效应对毫米波单载波频域均衡（SC-FDE）通信系统的影响。此外，基于恒包络零自相关序列设计了一种修正模拟波束成形方案，可有效弥补波束倾斜效应带来的性能损失。考虑毫米波LoS-MISO系统，发射机部署大规模相控阵，接收机部署单个天线接收信号。模拟相控阵列作用是形成空间波束指向固定方位接收机。当天线数目和信号带宽较小时，天线阵列响应符合窄带假设（天线单元间的基带信号时延可忽略不计），仅由空间角度决定。综上，在毫米波通信系统中采用大规模相控阵可以提高通信传输距离。但在大规模阵列和高宽带情况下，大规模相控阵列中的宽带波束倾斜效应会导致波束增益降低和系统码间干扰。

关键词：超大规模相控阵；毫米波；波束倾斜；Zadoff-Chu；单载波频域均衡

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用于5G的毫米波宽角扫描天线 Article

Raj Mittra, Abdelkhalek Nasri, Ravi Kumar Arya

《工程（英文）》 2022年第11卷第4期页码 60-73 doi: 10.1016/j.eng.2021.10.017

摘要：

第五代（5G）网络通信系统主要工作在毫米波波段，预计可以提供数千兆的数据速率，这是目前使用无线服务（包括低于6 GHz的频段）所无法实现的本文简要综述了几种现有的用于5G应用的毫米波相控阵设计。首先，介绍了低剖面天线阵列设计，包括固定波束和仅在一个平面上扫描波束的两种设计类型。值得注意的是，因为在毫米波波段传统的移相器损耗高且价格昂贵，所以找到一个能替代传统移相器的器件是非常必要的；此外，诸如包括射频放大器在内的有源移相器等替代品也是既昂贵又耗电的。在此背景下，本文提出了两种不同的天线系统，这两种天线系统在毫米波范围内具有理想的2D扫描性能。第一种天线系统是龙伯透镜，该透镜由2D波导阵列或微带贴片天线阵列激励，以实现2D扫描能力。最后，讨论了几种通过修改传统阵列配置来提高阵列增益的方法。本文还介绍了通过使用可重构的超表面类型的面板来实现一维（1D）和2D扫描的新技术。

关键词：龙伯透镜扫描阵列毫米波天线可切换移相器可重构超表面

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基于先验信息的5G及后5G毫米波大规模多入多出车载通信信道估计 Research Articles

易钊1,邹卫霞1,2,孙学斌1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第6期页码 777-789 doi: 10.1631/FITEE.2000515

摘要：毫米波（mmWave）被认为是5G及后5G高带宽车载通信的可行解决方案。为实现在未来车辆通信中的应用，鲁棒的毫米波车载网络非常重要。然而，一个挑战是，毫米波应在车辆或车辆到基础设施（V2I）之间提供高速和超高速数据交换。此外，由于车辆的高速移动引起毫米波信道快速变化，传统的实时信道估计方案难以实现。针对这些问题，提出一种毫米波V2I车辆通信信道估计方法。首先考虑快速运动的车辆场景，建立相应的快速时变信道数学模型。仿真结果表明，在毫米波时变车载通信系统中，该方案在归一化均方误差和和率性能上均优于传统方案。

关键词：大规模多入多出；毫米波；信道估计；车辆通信；时变

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用于5.8 GHz WBAN应用的方向图可重构天线阵列

杨凌升,王斌,李雅洁

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第9期页码 1357-1365 doi: 10.1631/FITEE.2200542

摘要：本文提出一种适用于5.8 GHz WBAN应用的方向图可重构天线阵列。天线阵列由辐射组件和控制网络组件组成。辐射组件包括4个平面F型天线，它们位于上层的4个角上，彼此逆时针旋转90°。控制网络组件位于底层，包括一个4端口可控网络。通过控制集成在可控网络中的PIN二极管，可以获得与人体表面相切的全向辐射图和与人体表面垂直的定向辐射图。我们测量了阵列安装在人体或前臂假体上时的阻抗带宽、辐射模式和增益，实验结果与仿真结果一致。同时仿真了两种辐射模式下的电磁波吸收比值（SAR）和波束切换能力，以确保该阵列的实用性。

关键词：无线体域网方向图可重构 PIN二极管控制网络比吸收率

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利用超表面协同调制电磁波与数字信号以实现可编程无线通信 Article

万向, 肖朝昆, 黄鹤, 肖强, 许威, Yueheng Li, Joerg Eisenbeis, 王嘉伟, 黄梓艾, 程强, 金石, Thomas Zwick, 崔铁军

《工程（英文）》 2022年第8卷第1期页码 86-95 doi: 10.1016/j.eng.2021.07.016

摘要：

在当前的无线电子信息系统中，数字信号和电磁辐射一般由不同的模块进行处理。本文基于可编程超表面提出了一种将数字信号调制与电磁辐射调控相融合的工作机制。可编程超表面包含大量亚波长尺度的数字编码单元，这些单元的数字状态构成了基于可编程超表面的信号调制与波束控制的口面编码序列。为了实验验证该工作机制，我们提出了一种可编程无线通信系统。该系统可以产生指定方向的单个波束形成单通道信号传输，也可以产生指定的双波束形成双通道独立信号传输。实验结果很好地验证了可编程通信系统的各项功能。本文的研究成果在第五代/第六代（5G/6G）无线通信中以及无人机、自动驾驶等现代智能电子平台中具有重要的应用前景。

关键词：雷达与通信一体化可编程超表面大规模多输入多输出

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基于信息超表面设计理念的一种平面4比特可重构天线阵列 Article

汪正兴, 杨汉卿, 邵睿文, 武军伟, 刘国标, 翟峰, 程强, 崔铁军

《工程（英文）》 2022年第17卷第10期页码 64-74 doi: 10.1016/j.eng.2022.03.019

摘要：

受信息超表面设计理念即数字编码概念的启发，一种具有0.15λ₀（λ₀为波长）低剖面的平面4比特可重构天线阵列被提出。这个阵列是基于由1比特磁电偶极子和小型化反射式移相器组成的数字编码辐射单元组成。我们加工并测试了所提出的4比特天线阵列样机，实验结果与仿真结果吻合很好。由于阵列卓越的性能，它在雷达和通信系统中将有重要的应用前景。

关键词： 4比特可重构天线阵列信息超表面数字编码方法低副瓣低剖面

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Beamforming techniques for massive MIMO systems in 5G: overview, classification, and trends for future research Review

Ehab ALI, Mahamod ISMAIL, Rosdiadee NORDIN, Nor Fadzilah ABDULAH

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第6期页码 753-772 doi: 10.1631/FITEE.1601817

摘要：大规模天线与波束成形技术是下一代移动通信系统（5G）的关键技术。主要介绍了当前大规模天线系统中波束成形技术的发展现状，阐述了波束成形技术如何有效解决大规模天线系统实用化中的问题。此外，详细回顾了当前无线通信网络中波束成形的分类方法，以及无线通信系统中常用的波束成形技术。进一步从改善系统吞吐量与降低蜂窝间干扰的角度出发，通过分析与比对获得了大规模天线系统中的最优波束成形方案。同时，通过总结现有文献，明确了基于最优波束成形方案的大规模天线系统可以满足下一代无线通信系统的数据传输需求。

关键词：波束成形；大规模天线；毫米波

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适用于60 GHz应用的新型宽带高效毫米波天线阵列分析和设计 Research Articles

Kai-lai WU, Yuan YAO, Xiao-he CHENG, Jun-sheng YU, Tao YU, Xiao-dong CHEN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 128-143 doi: 10.1631/FITEE.1900461

摘要：提出一种适用于60 GHz应用且具有灵活设计的毫米波天线阵列。通过简单地改变天线阵列的辐射部分，可将天线阵列调整为线极化或圆极化。通过采用低插入损耗馈电网络和宽带天线单元，可实现高增益、宽带和高辐射效率特性。对于线性极化天线阵列，仿真结果表明，2×2天线子阵列的阻抗带宽达到21.6%，最大增益达到15.1 dBi，并且在工作带宽内波动小于0.4 dBi。对于8×8线极化天线阵列，仿真结果显示带宽为21.6%，增益为（26.1±1） dBi，天线效率超过80%。对于8×8圆极化天线阵列，仿真结果表明，阻抗带宽为18.2%，轴比（AR）带宽为13.3%。同时进行了天线阵列实物加工测试，并比较和分析结果。

关键词： 60 GHz；天线阵列；线极化；圆极化；毫米波

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空间激光通信技术发展现状及展望

王天枢,林鹏,董芳,刘显著,马万卓,付强

《中国工程科学》 2020年第22卷第3期页码 92-99 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.014

摘要：

空间激光通信技术是未来空间宽带信息传输的主要通信技术，具有带宽高、传输快速便捷及成本低的优势本文旨在系统把握空间激光通信技术的发展脉络，系统梳理了国内外空间激光通信技术在星地、星间、空地、空空等链路的研究与试验验证的发展情况，总结了激光通信技术在捕获跟踪、通信收发、大气补偿和光机设计等方向的关键技术研究热点在此基础上，面向未来需求，归纳了空间激光通信技术在高速率、网络化、多用途、一体化、多谱段5 个方面的发展趋势。为进一步推动空间激光通信技术研究和产业化的发展，本文从实施基础研究计划、重视核心元器件研发、积极参与国际技术标准的制定以及引导相关产业发展4 个方面提出了发展建议，以期更好地促进我国空间激光通信技术的成果转化和应用

关键词：空间激光通信，天地一体化信息网络，高速率，激光组网，一对多激光通信

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6G中联邦学习的应用、挑战和机遇 Review

杨照辉,陈明哲,黃繼傑,H. Vincent Poor,崔曙光

《工程（英文）》 2022年第8卷第1期页码 33-41 doi: 10.1016/j.eng.2021.12.002

摘要：然而，由于无线网络中的隐私限制以及无线通信资源受限，边缘设备将数据传输到参数服务器通常是不可取和不切实际的。联邦学习可解决这些问题。联邦学习可以使设备能够在没有数据共享和传输的情况下训练机器学习模型。本文全面概述了未来第六代（6G）无线网络的联邦学习应用。特别是，首先描述了将联邦学习应用于无线通信中的基本要求。然后详细介绍了无线通信中潜在的联邦学习新型应用，讨论了与新型应用相关的主要问题和挑战。最后，描述了用于无线通信的联邦学习的详细实现方案，并给出了联邦学习的难点和应用前景。

关键词：联邦学习 6G 智能反射面语义通信通信感知计算一体化

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光纤通信技术发展现状与展望

谈仲纬,吕超

《中国工程科学》 2020年第22卷第3期页码 100-107 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.016

摘要：

作为激光技术的重要应用，光纤通信技术是搭建现代通信网络的重要桥梁。随着物联网、大数据、云计算、虚拟现实和人工智能等新兴技术的涌现，信息传递需求与日俱增，这对光纤通信技术的发展提出了更高要求。本文在系统梳理光纤通信技术国内外发展现状的基础上，分析了在具体场景应用中面临的问题与挑战，研判了未来光纤通信技术发展的方向。经研究分析，激光通信技术在超大容量光纤通信系统中面临的挑战可从发射功率增加、光放大器带宽增加、低传输损耗光纤以及空分复用相关技术研究等方面入手探讨解决思路；同时结合现实应用情况，本文对面向其他场景的光纤通信系统成本困境的解决进行了思考总体而言，光纤通信技术将朝着超大容量、智能化、集成化的方向不断演进，未来期望可以实现智能化网络参数监测和超长距离、超大容量信息传输，并且随着集成技术和光通信器件的不断进步，必将推动整个光纤通信行业的高性能

关键词：光纤通信光网络超大容量集成智能化

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我国天地一体化航天互联网构想

沈荣骏

《中国工程科学》 2006年第8卷第10期页码 19-30

摘要：

地面互联网技术的快速发展以及航天任务的复杂性不断提高，产生了将互联网扩展到空间、建立天地一体化航天互联网的强烈需求，并提供了实现的技术可能性。探讨了我国航天任务中存在的不同卫星天地协议不统一、航天任务数据不能共享、资源综合利用率低等问题，分析了对未来任务的需求，阐述了建设我国天地一体化航天互联网的重要意义；介绍了国外航天互联网发展状况；提出了我国天地一体化航天互联网的总体目标、组成、网络体系结构及网络协议的初步构想；分析了需要突破的关键技术；最后提出了发展步骤建议。

关键词：一体化航天互联网体系结构网络协议发展步骤

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超大规模并行计算：瓶颈与对策 None

Ze-yao MO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第10期页码 1251-1260 doi: 10.1631/FITEE.1800421

摘要：超大规模数值模拟极大依赖并行计算能力。从计算规模、计算效率和编程生产率3个维度，系统分析了超大规模并行计算能力的主要瓶颈，提出亟待研究的若干关键技术问题和技术对策。

关键词：超大规模；数值模拟；并行计算；超级计算机

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6G关键技术标准化的思考与建议

罗延,权伟,张宏科

《中国工程科学》 2023年第25卷第6期页码 18-26 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.06.003

摘要：

在第五代移动通信技术（5G）商用后，第六代移动通信技术（6G）研究逐步展开，以为数字经济发展、数字基础构建提供支撑。目前，各国开始争夺6G标准的研制优势，6G标准化竞争较为激烈。本文从发达国家6G技术研究、6G标准研发的国际合作、我国6G技术研究等方面全面梳理了全球6G标准的发展现状；总结了6G融合应用与标准化进程，涵盖算力网络标准化、区块链标准化、数字孪生标准化、人工智能标准化、全息通信标准化等主体内容。研究认为，我国可超前开展6G关键技术标准的布局，重点开展太赫兹技术、智能超表面技术、智能全息无线电技术、超大规模多入多出技术、通信感知一体化技术研究。