Xilinx AI 引擎专为各种应用(包括但不限于 5G 无线)中的密集计算而设计。一个 AI 引擎块由一个 AI 引擎、32KB 数据内存和两个用于自动数据传输的 DMA 引擎组成。每个 AI 引擎都配备了一个矢量处理器,该处理器能够在一个时钟周期内执行 32 个实数乘以实数 16 位乘法累加 (MAC) 运算。AI 引擎内的内存访问单元每个时钟周期读取 512 位操作数并写入 256 位计算结果,以匹配矢量处理器的功能。在单个 Versal™ AI Core 设备中,有数百个 AI 引擎块根据用户在编译时定义的数据流通过级联总线、AXI 流和共享本地内存互连。有关 AI 引擎的更多详细信息,请参阅 Xilinx AI 引擎及其应用 (WP506)。
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Thomas Pany 教授就职于慕尼黑联邦国防军大学 (UniBw M) 空间系统研究中心 (FZ-Space),负责领导空间技术与空间应用研究所 (ISTA) 的卫星导航单元 LRT 9.2。他教授的导航课程侧重于 GNSS、传感器融合和航空航天应用。在 LRT 9.2 中,有十几名全职研究人员研究 GNSS 系统和信号设计、GNSS 收发器和高完整性多传感器导航(惯性、激光雷达),并且还在开发基于 UAV 的模块化 GNSS 测试平台。ISTA 还开发了 MuSNAT GNSS 软件接收器,最近专注于智能手机定位和 GNSS/5G 集成。他拥有格拉茨技术大学 (sub auspiciis) 的博士学位,并在 GNSS 行业工作了七年。他撰写了大约 200 篇出版物,其中包括一本专著,并获得了美国导航研究所颁发的五项最佳演讲奖。托马斯·帕尼 (Thomas Pany) 还组织了慕尼黑卫星导航峰会。
摘要 天线阵列已有一百多年的悠久历史,并且与电子信息技术的发展紧密相关,在无线通信和雷达中发挥着不可或缺的作用。随着电子信息技术的飞速发展,全时间、全域、全空间网络服务需求呈爆发式增长,对天/空/地各类平台提出了新的通信需求。为满足未来第六代(6G)无线通信对大容量、广覆盖、低时延、强鲁棒性等日益增长的要求,在天/空/地通信网络中采用不同类型的天线阵列(如相控阵、数字阵列、可重构智能面等)和各种波束成形技术(如模拟波束成形、数字波束成形、混合波束成形、无源波束成形等)将有望带来可观的天线增益、复用增益和分集增益等优势。然而,为天/空/地通信网络启用天线阵列提出了特定、独特和棘手的挑战,这引起了广泛的研究关注。本文旨在概述天线阵列启用的空间/空/地通信和网络领域。首先介绍天线阵列启用的空间/空/地通信和网络的技术潜力和挑战。随后,讨论天线阵列的结构和设计。然后,我们讨论天线阵列促进的各种新兴技术,以满足天/空/地通信系统的新通信要求。在这些新兴技术的推动下,空间通信、机载通信和地面通信具有不同的特点、挑战和解决方案。
摘要 —本文提出了一个新术语——波束空间复用,来替代3GPP版本中针对4G TD-LTE的多层波束成形。我们从工程和理论的角度对波束空间复用进行了系统的概述。首先,我们阐明了波束空间复用的基本理论。具体而言,我们从理论分析、信道状态信息获取和工程实施约束方面与天线空间复用进行了全面的比较。然后,我们分别从多层波束成形和大规模波束成形的角度总结了4G TD-LTE和5G新无线电(NR)中波束空间复用的关键技术和3GPP标准化。我们还提供了波束空间复用方案的系统级性能评估和来自当前商用TD-LTE网络和5G现场试验的现场结果。 4G TD-LTE 和 5G 蜂窝网络的实际部署证明了波束空间复用在实现复杂性和实际部署场景的限制内的优越性。最后,讨论了 6G 及以后波束空间复用的未来趋势,包括用于超大规模 MIMO (XL-MIMO) 的大规模波束成形、低地球轨道 (LEO) 卫星通信、数据驱动的智能大规模波束成形以及多目标空间信号处理,即联合通信和感知、定位等。
波束成形是使用具有高增益的定向窄波束,通过天线阵列将功率集中在最小的角度范围内进行发射和接收。它提供更好的覆盖范围和吞吐量、更高的信干噪比 (SINR),并且可用于跟踪用户。全息波束成形是一种利用软件定义天线 (SDA) 的先进波束成形方法。全息是指使用全息图通过天线实现波束控制,其中天线就像光学全息图中的全息板;来自无线电的射频信号流入天线的背面并散射到其正面,其中微小元件调整波束的形状和方向,如图 3 所示。与传统的相控阵或 MIMO 系统相比,SDA 更便宜、更小、更轻、功耗更低 [34]。由于 C-SWaP(成本、尺寸、重量和功率)被视为任何通信系统设计的主要挑战,因此在 HBF 中使用 SDA 将实现 6G 中灵活、高效的发送和接收。
摘要 — 天线阵列已有一百多年的悠久历史,伴随电子信息技术的发展而不断演进,在无线通信、雷达等系统中发挥着不可或缺的作用。随着电子信息技术的快速发展,全时间、全域、全空间网络服务需求爆发式增长,对天/空/地各类平台提出了新的通信需求。为了满足未来第六代(6G)无线通信对高容量、广覆盖、低延迟和强鲁棒性等日益增长的需求,在天/空/地通信网络中采用不同类型的天线阵列(例如,相控阵、数字阵列和可重构智能表面等)和各种波束成形技术(例如,模拟波束成形、数字波束成形、混合波束成形和无源波束成形等)具有可观的天线增益、复用增益和分集增益等优势。然而,为天/空/地通信网络启用天线阵列提出了特定、独特和棘手的挑战,引起了广泛的研究关注。本文旨在概述天线阵列使能的空间/空/地通信和网络领域。首先介绍天线阵列支持的空间/空中/地面通信和网络的技术潜力和挑战。随后讨论天线阵列结构和设计。然后,我们讨论了天线阵列推动的各种新兴技术,以满足空间/空中/地面通信系统的新通信要求。在这些新兴技术的支持下,空间通信、机载通信和地面通信具有独特的特点、挑战和解决方案
摘要 — 无蜂窝网络可实现分布式接入点 (AP) 之间的全面协作。本文重点研究如何降低无蜂窝网络在下行链路综合数据和能量传输 (IDET) 中的长期能耗,以实现能源可持续性。最终的设计包括大时间尺度上的 AP 分类和小时间尺度上的 AP 波束成形,以同时满足数据用户和能源用户的 IDET 要求。为了同时处理二进制整数动作 (AP 分类) 和连续动作 (波束成形),我们创新地提出了一种稳定的双参数化深度 Q 网络 (DP-DQN),该网络可以通过智能核心处理器 (ICP) 中运行的数字孪生 (DT) 来增强,从而实现更快、更稳定的收敛。因此,无蜂窝网络可以避免在训练过程中遭受性能波动。仿真结果表明,我们的 DP-DQN 在收敛性方面优于其他基准,同时保证了最优解。
这种最先进的分析将允许确定基站单元在感知和重新配置操作方面的预期发展和性能。对无线电单元技术需求的研究还将涉及基带和前传功能的分析,特别是支持监测多部门辐射的控制接口结构。通常用于这些功能的算法和模拟到数字/数字到模拟接口/处理器必须与无线电单元内的其他子集集成。需要确定与此类接口相关的功能和约束,以评估与 5G/6G 支持标准兼容的 Open RAN 的限制和操作配置。任务 2:可重构网络天线的新范式 - 概念和高级设计我们将研究新方法,并通过概念验证提供新的无线电感知和多种波束成形功能。我们将致力于设计和优化多波束天线,以实现空间分集和多波段功能。可以研究两种研究策略: - 一方面,我们将集中精力设计能够实现子波束控制的阵列天线系统,以实现多波束空间分集。- 其次,可以考虑在波束成形方面分别管理频率子带,以提供各种覆盖场景。一个问题可能是由于共集成结构而缓解 FR1(Sub-6Ghz)和 FR2(毫米波)频段。