技象科技温文坤博士在ICCC 2025发布TPUNB创新成果:全球首发LPWAN统一块传输框架SIMS

  2025年8月10日,由中国通信学会(CIC)、国际电气与电子工程师协会(IEEE)及IEEE通信学会(IEEE ComSoc)联合主办的2025国际通信大会(ICCC) 于上海嘉定凯悦酒店开幕。作为IEEE通信学会在亚太地区最高规格的学术会议,ICCC汇聚全球通信领域顶尖学者,本届以 “塑造融合连接的未来” 为主题,聚焦通信技术前沿突破。

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  技象科技总工程师温文坤博士连续三年受邀出席ICCC,并于主论坛发表题为 《A Unified Block Signal Processing Framework for LPWAN: Sequence Index Modulation Spreading》 的论文,首次公开提出LPWAN统一块传输信号框架——SIMS(Sequence Index Modulation Spreading)。该成果为解决传统LPWAN技术传输瓶颈提供了新范式,引发学术界与产业界高度关注。

  突破传统LPWAN技术局限

  传统LPWAN技术(如LoRa的CSS、Sigfox的UNB)长期缺乏统一的理论框架,难以在极低接收灵敏度(<-140dBm)低算法复杂度高传输效率间实现平衡。尤其当信噪比(SNR)低于-10dB时,经典串行传输面临同步环路噪声敏感、处理增益不足等挑战。

  温文坤博士提出的SIMS框架,通过两大核心技术实现突破:

  信号块向量联合处理 采用块传输架构替代串行传输,对完整信号块进行联合处理,显著提升极低SNR环境下的同步可靠性及抗噪能力。

  非线性频谱扩展函数Λ(n) 将传统线性调频扩展至非线性域,构建波形向量矩阵,新增码域(Code Domain)资源维度,支持多用户并发传输,避免依赖多天线空分复用(SDMA)带来的硬件复杂度。

  SIMS架构核心技术解析

  SIMS发射端由三部分组成:

  用户码本空间选择:终端根据设备序列号(ESN)在正交码本空间中选定专属码本;

  扩频码字映射:将长度为NbNb​的信息块映射至选定码本中长度为NSFNSF​的扩频码字(Nb→NSFNb​→NSF​);

  恒模调制发射:保持恒定包络特性以适配低功耗射频前端。

  接收端通过块同步算法定位信号起始点,经解映射(NSF→NbNSF​→Nb​)恢复原始信息块,最终输出比特流。该架构显著降低算法复杂度,适配资源受限的物联网终端。

  三维传输引擎重构LPWAN性能边界

  与传统技术对比:

技术维度M-FSK/CSS方案SIMS框架
传输容量受限于固定调制阶数/码本空间码域扩展实现多用户并发
时延性能用户数据需串行发送码域并行降低端到端时延40%+
硬件复杂度高(依赖多天线或高精度时钟)单天线实现多用户接入
接收灵敏度典型-137dBm(LoRa)实测<-142dBm(象芯3号芯片)

  SIMS通过引入码域维度,将LPWAN传输从“时频二维平面”升级至“时-频-码三维架构”,为TPUNB构建高容量、低时延的底层通信引擎。

  技术落地与产业意义

  目前SIMS框架已在技象科技第三代物联网芯片“象芯3号”实现商用验证,实测性能超越国际主流方案。该突破标志着中国LPWAN技术从“协议应用”向“架构定义”的关键跃迁,为6G时代海量物联网连接提供新基座。

  更多技术细节将于2025年11月TPUNB全球生态大会发布。

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