超质料的应用有望降低无线通信成本，东南大学崔铁军团队提出一种简化的数字无线通信系统方案
你相识当下的无线数字通信生长技术么？在已往的30年，无线数字通信系统生长迅速，无线通讯设备已成为人们日常生活中必不行少的设备之一，而无线通讯技术仍然不停追求具有更高保密度的通信方式，以应用于卫星对地通信和军用无线通信中。克日，东南大学崔铁军教授提出了一种基于数字编码超质料的全新数字无线通信体系结构，将要传送的信号由动态变化的辐射模式直接调制，在硬件和软件两个层面上都极大地简化了无线通信系统的架构。这一创新突破性结果以“Direct Transmission of Digital Message via Programmable Coding Metasurface”为题揭晓在《Research(DOI: 10.1155/2019/2584509)上。
研究配景随着电报、电话的发现和电磁波的发现，人类通信的方式发生了基础性的厘革。在已往的30年，无线数字通信系统生长迅速，无线通信设备已成为人们生活中必不行少的设备之一。
现代无线数字通信系统的事情原理大致如下：首先将所要通报的信息转换为数字基带信号，经由数模转换，再将其调制到载波信号上，经由射频链路和天线发射出去；吸收端是个逆历程，吸收到信号之后通过解调、模数转换等方式恢复所传输的信息。整个历程需要使用一系列的器件，例如数字模拟（D/A）转换器、调制器、解调器、混频器、数字上变频器（DUC）和数字下变频器（DDC）等，才气最终将信息传输到终端。
如何将所要传输的数字比特有效地调制到可供传输的载波上，是数字通信系统中很是重要的环节。现代数字通信系统常用的调制方法包罗振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）等，在这些调制方法中，信号被划分加载于载波的幅度、频率和相位上，如图1（a）所示。图1 （a）传统无线通信系统（前三行）主要接纳ASK、FSK和PSK调制技术，而DDM系统（后一行）主要接纳基于远场辐射模式的调制技术由于数字编码超质料的辐射模式与其控制序列上所携带的数字编码信息有着一一映射的关系，因此可以使用远场辐射模式的变化作为数字无线通信系统新的调制方案，如图1(a)最后一行所示。
研究现状与展望基于这一想法，东南大学崔铁军课题组提出了一种基于数字编码超质料的全新数字无线通信体系结构。由于要传送的信号由动态变化的辐射模式直接调制，摒弃了传统数字无线通信系统中的大多数模块（如混频器和D/A转换器等），因此作者将其称为直接数字调制（DDM）无线通信系统。DDM系统在硬件和软件两个层面上极大地简化了无线通信系统的架构，数字化信号可直接应用于数字编码超质料，并在馈源天线的照射下辐射到自由空间（见图1(b)）。所发送的信息包罗在数字编码超质料辐射模式中，可被部署在远场区域差别位置的多个吸收器正确吸收。
图1 （b）DDM系统的原理机制示意图1(c)为这种新型无线通信系统原型机的数字编码超质料模块以及吸收器模块。图1（c）DDM无线通信系统的原型图2中给出了这种新型无线通信体系的一个传输示例，所要传输的图片（图2（a））险些无误码地被吸收端所吸收（图2（b））。为了提高传输速率和系统对信道滋扰的鲁棒性，作者还开发了相应的信道优化算法，使其在无线信道存在滋扰的情况下，也能自适应地优化获得可用的传输模式，保证信息的流通传输。在传输历程受到遮挡或者滋扰的情况下，数据传输会泛起严重错误（图2（c））。
此时通过自适应信道优化算法，重新获恰当前无线信道下的最优传输模式，保证数据的低差错率传输（图2（d））。图2（a）发送的图片。（b）接纳两比特传输模式，吸收端所吸收到的图片。
（c）当无线信道中受到障碍物滋扰后，吸收到的图片发生严重错误。（d）开启自适应信道优化算法后，系统能够保证信息的准确流通传输。更重要的是，这种新的调制技术可以从物理层防止信息从单个或多个位置被截获，因此可在高度保密通信（如卫星对地通信和军用无线通信）中发挥潜在应用价值。《Research》作为《Science》自1880年建立以来第一本互助期刊，通过《Science》的高影响力国际化流传平台和富厚的国际化高端学术资源，正在快速提高期刊的国际知名度和影响力，刊登内容主要集中在：人工智能与信息科学/生物学与生命科学/能源研究/情况科学/新兴质料研究/机械/科学与工程/微纳米科学/机械人与先进制造领域。
接待相关领域的科学家们踊跃投稿，关注和使用期刊的出书内容。网址：https://spj.sciencemag.org/research/。
本文关键词：超,质料,的,亚博yabo888vip网页版登录,应用,有望,降低,无线通信,成本,你
本文来源：亚博yabo888网页登录-www.99tuliao.com
