什么是智能超表面无线通信

 

智能超表面无线通信是基于智能超表面自由调控无线环境及构建新系统架构的通信体制。智能超表面是一种具有可编程电磁特性的人工表面结构，由信息超材料技术发展而来。智能超表面通常由大量精心设计的电磁单元排列组成，通过给电磁单元的可调元件施加控制信号，能动态控制电磁单元的电磁性质，进而以现场可编程的方式对空间电磁波进行主动的智能调控，形成幅度、相位、极化和频率等参数可实时控制的电磁场。这一机制构建了智能超表面的电磁物理世界和信息科学的数字世界之间的桥梁，对未来无线网络的发展极具吸引力。

智能超表面具有低成本、低能耗、可编程、易部署的特点，在6G候选技术中脱颖而出。目前主要研究方向集中在：①将智能超表面部署在无线传输环境中各类物体的表面，构建智能可编程的无线环境，包括覆盖增强、容量提升、安全通信、干扰抑制、无线能量传输以及辅助定位感知等应用；②利用智能超表面将基带信息直接调制至射频载波的特征，可构建全新体制的阵列式发射机架构，有望降低硬件复杂度和成本。智能超表面无线通信的未来发展趋势主要包括：超表面硬件架构与调控算法、智能环境通信新理论和智能超表面基带算法、无线网络新架构以及原型系统测量验证等。

该前沿的核心论文（注：指针对该主题在Web of Science检索得到的被引频次位于前10%的论文）数量、被引频次、平均出版时间等见表1.1.1，核心论文2015—2020年发表情况见表1.1.2。

 

 

 （内容取自《全球工程前沿2021》）  

 

 

 

 

崔铁军，中国科学院院士，东南大学首席教授，东南大学毫米波国家重点实验室主任，IEEE Fellow，长期从事电磁超材料和计算电磁学研究。1993年获西安电子科技大学博士学位，1995-2002年先后任职德国卡尔斯鲁厄大学洪堡学者、美国伊利诺伊大学香槟分校博士后和研究科学家。2001年受聘东南大学长江学者特聘教授，2002年获得国家杰出青年科学基金资助。是国家自然科学基金重大项目、科技部变革性技术重点研发计划等项目负责人。在国际上首次提出数字编码超材料和现场可编程超材料的概念并予以实现，创建了信息超材料新体系；领导开发了自主可控的专用电磁仿真软件，在国防工业部门获得广泛应用。目前，基于信息超材料的智能超表面是6G的7项关键技术备选方案之一，由崔铁军教授担任组长，在IMT-2030框架下推动智能超表面进入未来6G国际标准。发表学术论文600余篇，被引用42000余次、H因子103（谷歌学术），连续多年入选科睿唯安全球高被引学者名单。其研究成果入选2010年中国科学十大进展、2016年中国光学重要成果；获2011年教育部自然科学一等奖、2014年国家自然科学二等奖、2016年军队科学技术进步一等奖、2018年国家自然科学二等奖。

 

 

编辑：黄飞