近日，海洋學(xué)院教師練柱先在國(guó)際電氣與電子工程師協(xié)會(huì)旗下的Top期刊IEEE Transactions on Wireless Communication（影響因子：10.4）連續(xù)發(fā)表了題目為“A Novel Geometry-Based 3-D Wideband Channel Model and Capacity Analysis for IRS-Assisted UAV Communication Systems”和“A Novel Beam Channel Model and Capacity Analysis for UAV-enabled Millimeter-Wave Communication Systems”的研究論文。

智能反射面由大量低功耗的幅度、相位和頻率可調(diào)的被動(dòng)反射單元組成，通過(guò)改變反射單元的幅度、相位和頻率，可以把收發(fā)端之間的傳播鏈路轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芸煽氐臒o(wú)線(xiàn)傳播環(huán)境。針對(duì)智能反射面的優(yōu)勢(shì)，該論文把智能反射面引入無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，研究了智能反射面輔助的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)信道模型。所提模型聯(lián)合考慮了智能反射單元的孔徑面積和輻射模式，每個(gè)智能反射單元被模擬為“異?！狈瓷潴w，大規(guī)模的反射單元可以在期望的方向上對(duì)信號(hào)進(jìn)行波束賦形。分析結(jié)果顯示了通過(guò)增加智能反射單元的數(shù)目和尺寸，智能反射面輔助的通信系統(tǒng)的性能增益可以得到明顯的加強(qiáng)。其研究工作可以為智能反射面輔助的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的性能設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10016300

毫米波頻段是指頻率范圍在30 GHz到300 GHz之間的電磁波，毫米波通信是解決嚴(yán)重的頻譜短缺問(wèn)題的一種潛在方案。毫米波通信具有嚴(yán)重的路徑損耗，論文使用定向天線(xiàn)陣列代替大規(guī)模天線(xiàn)陣列來(lái)對(duì)抗嚴(yán)重的傳播路徑損耗，并提出了一種新穎的基于高定向天線(xiàn)的毫米波MIMO波束信道模型。所提模型考慮了毫米波信道的稀疏性、毫米波天線(xiàn)陣列的指向性增益以及發(fā)射和接收天線(xiàn)單元之間的相關(guān)性，研究了所提信道模型的可達(dá)速率和可達(dá)速率上界。研究發(fā)現(xiàn)，定向天線(xiàn)陣列可以減小由無(wú)人機(jī)和接收機(jī)運(yùn)動(dòng)引起的多普勒頻移；使用具有高指向性增益的定向天線(xiàn)陣列的毫米波通信系統(tǒng)可以獲得與使用全向大規(guī)模天線(xiàn)陣列的毫米波通信系統(tǒng)相當(dāng)?shù)男阅茉鲆?。此外，該論文利用詹森不等式得到了可達(dá)速率的一種緊上界，并采用理論和仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提上界是一種緊上界。

論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10246150 

練柱先博士長(zhǎng)期從事5G/6G通信系統(tǒng)建模、設(shè)計(jì)和優(yōu)化等方面的科研和教學(xué)工作，近年來(lái)專(zhuān)注于MIMO通信系統(tǒng)的信道建模和優(yōu)化設(shè)計(jì)，尤其關(guān)注無(wú)人機(jī)輔助的、基于智能反射面的、包含超大規(guī)模天線(xiàn)陣列的5G與6G通信系統(tǒng)的隨機(jī)信道建模、預(yù)編碼和波束賦形設(shè)計(jì)。主持了國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目一項(xiàng)，以第一作者和通訊作者分別在IEEE Transactions on Wireless Communications、IEEE Internet of Things Journal、IEEE Transactions on Vehicular Technology、IEEE Wireless Communications Letters、IEEE Communications Letters等期刊發(fā)表高水平SCI論文15篇。