超大规模MIMO(多输入多输出)技术是4G/5G的核心技术,6G时代将进一步向“更大规模、更高频段、更大带宽、更高效能”方向演进。然而,随着天线规模持续增长,传统全数字MIMO系统的能耗与成本问题愈发突出,成为制约6G超大规模MIMO技术持续发展的关键障碍之一。传统数模混合MIMO系统虽然能降低功耗,却因空间资源利用不充分,在频谱效率方面仍存在提升空间。
针对这些痛点,论文创新性提出的Pseudo MIMO技术实现了关键突破:作为接收端增强数模混合MIMO技术,其核心创新在于引入采样点级高速可重构天线阵列,能够在一个信号传输周期(OFDM符号周期)内动态切换多种接收波束形态。通过空间和时间维度的联合信号处理,该提技术突破了传统MIMO系统中“并行传输的数据流数受限于射频通道数”的瓶颈,在不增加射频通道数的前提下,支持更多并行传输流数,显著提升频谱效率与能量效率。
pMIMO展现出显著技术优势:与传统数模混合MIMO技术相比,在硬件复杂度和功耗基本不变时,频谱效率显著提升60%;与全数字MIMO技术相比,在频谱效率相近时,大幅降低硬件成本和能耗达30%。同时,该技术具有良好的部署兼容性与扩展性,能够灵活适配未来6G网络。此外,该技术对通感一体化(ISAC)等6G关键应用天然适配,可在提升通信性能的同时,增强感知精度与资源利用效率。
为验证可行性,研究团队已研发pMIMO系统的原型样机,在2.4 GHz频段下实现了基于OFDM系统的单通道双流数据传输,完成了系统级验证,有效证明了该技术的工程可行性与应用潜力。此外,论文还系统探讨了未来在信道估计、高精度同步与高速可重构天线设计等方向的技术挑战与研究方向,为后续技术演进提供了技术储备和创新路径。
《IEEE Communications Magazine》是全球通信领域最具影响力的旗舰期刊之一,创刊于1973年,长期聚焦于通信系统与网络的最新研究进展,在推动通信前沿技术发展方面发挥着重要作用。