東南大學(xué)副校長(zhǎng)、首席教授、博士生導(dǎo)師,國(guó)家級(jí)高層次人才、國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金獲得者、江蘇省特聘教授。長(zhǎng)期從事移動(dòng)通信的教學(xué)和研究工作,圍繞蜂窩移動(dòng)通信理論與關(guān)鍵技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)理論與關(guān)鍵技術(shù)、智能超表面技術(shù),以及人工智能在移動(dòng)通信中的應(yīng)用等領(lǐng)域開展研究工作。在國(guó)際國(guó)內(nèi)核心期刊及學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文600余篇;授權(quán)國(guó)際/國(guó)家發(fā)明專利90余項(xiàng),出版專著2部,教材1本。研究成果獲省部級(jí)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、IEEE通信學(xué)會(huì)萊斯獎(jiǎng)1項(xiàng)、IEEE信號(hào)處理學(xué)會(huì)最佳論文獎(jiǎng)/青年作者最佳論文獎(jiǎng)、China Communications最佳論文獎(jiǎng)、ElectronicsLetters最佳論文獎(jiǎng)、National Science Review最佳論文獎(jiǎng)、Journal of Communications andInformation Networks青年作者最佳論文獎(jiǎng)、以及十余個(gè)國(guó)際重要學(xué)術(shù)會(huì)議最佳論文獎(jiǎng),2014年至今連續(xù)入選愛思唯爾中國(guó)高被引學(xué)者,2019年至今連續(xù)人選科睿唯安全球高被引學(xué)者。主持承擔(dān)并完成多項(xiàng)國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目,包括國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年基金/重點(diǎn)基金/專頊項(xiàng)目/優(yōu)秀青年科學(xué)基金各1項(xiàng)、國(guó)家科技重大專項(xiàng)課題2項(xiàng)、科技部國(guó)際合作項(xiàng)目1項(xiàng)等,承擔(dān)華為技術(shù)有限公司、Intel中國(guó)研究院等企業(yè)合作項(xiàng)目多項(xiàng)。指導(dǎo)本科生獲“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)以及“創(chuàng)青春”全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽金獎(jiǎng);指導(dǎo)研究生獲得中國(guó)電子學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文、中國(guó)通信學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士論文以及江蘇省優(yōu)秀博士學(xué)位論文。
東南大學(xué)副研究員、博士生導(dǎo)師,獲中國(guó)電子學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文、入選江蘇省科協(xié)青年科技人才托舉工程。從事無(wú)線通信與智能超表面研究,研究成果3篇人選ESI熱點(diǎn)論文,6篇入選ESI高被引論文,6篇人選IEEE推薦的智能超表面Best Readings。第一作者成果獲IEEE通信學(xué)會(huì)亞太區(qū)杰出論文獎(jiǎng)、Electronics Letters最佳論文獎(jiǎng)、China Communications最佳論文獎(jiǎng)、中國(guó)科協(xié)優(yōu)秀科技論文獎(jiǎng)。完成中國(guó)信息通信研究院牽頭的IMT-2030 6G智能超表面技術(shù)第一階段測(cè)試驗(yàn)證,指導(dǎo)學(xué)生獲得“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽全國(guó)特等獎(jiǎng)、研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國(guó)總決賽華為6G先進(jìn)無(wú)線探索方向冠軍。
內(nèi)容導(dǎo)讀
智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface.RIS)已成為6G研究熱點(diǎn)之一,有望以低成本、低能耗、可編程的方式實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能增強(qiáng)與系統(tǒng)容量提升,對(duì)構(gòu)建6G網(wǎng)絡(luò)及發(fā)展其關(guān)鍵使能技術(shù)具有重要意義。智能超表面技術(shù)的研究,需要多學(xué)科的協(xié)同配合,涉及無(wú)線通信領(lǐng)域與超材料、物理學(xué)、電磁學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科交叉與協(xié)同配合。當(dāng)前,智能超表面的研究和發(fā)展仍面臨諸多開放性問題:基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的智能超表面信道模型、智能超表面的無(wú)線通信基礎(chǔ)理論、完整傳輸方案的設(shè)計(jì)優(yōu)化、應(yīng)用場(chǎng)景的聚焦、標(biāo)準(zhǔn)化前景的討論、面向通信需求的智能超表面硬件功能與接口設(shè)計(jì)等。鑒于上述情況,為了更好地將我國(guó)智能超表面的最新研究成果介紹給讀者,促進(jìn)6G前沿技術(shù)發(fā)展,我們組織了本???/p>
智能超表面起源于數(shù)字編碼與現(xiàn)場(chǎng)可編程超材料及融合電磁物理世界與數(shù)字世界的信息超材料,在SG和未來6G網(wǎng)絡(luò)中具有重要機(jī)遇和應(yīng)用前景。崔鐵軍院士觀點(diǎn)文章《面向6G的信息超材料和智能超表面通信與感知技術(shù)》對(duì)基于信息超材料和智能超表面的通信與感知理論、基本算法和系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述與分類,對(duì)信息超材料和智能超表面的進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)行了展望,并討論了實(shí)際部署與應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)和相關(guān)潛在技術(shù)路徑。
在信道模型方面,《面向6G的RIS信道測(cè)量與建模研究進(jìn)展》綜述了智能超表面信道的測(cè)量與建模研究進(jìn)展,介紹了基于時(shí)域的智能超表面信道測(cè)量平臺(tái),分析了反射系數(shù)、散射方向圖和級(jí)聯(lián)路損三個(gè)特性,總結(jié)了智能超表面信道建模方法,給出了一種基于現(xiàn)有SG標(biāo)準(zhǔn)的3D幾何統(tǒng)計(jì)性信道模型擴(kuò)展的建模方法,以及基于此方法的智能超表面信道仿真平臺(tái)。
在信道估計(jì)與波束成形設(shè)計(jì)方面,《智能反射面輔助通信中的信道估計(jì)方法》根據(jù)不同用戶的智能超表面級(jí)聯(lián)反射信道都包含基站至智能超表面之間公共反射信道,介紹了兩階段信道估計(jì)算法和先量化后估計(jì)的信道估計(jì)框架,利用信道相關(guān)性降低信道估計(jì)時(shí)間開銷。在智能超表面輔助的去蜂窩大規(guī)模MIMO系統(tǒng)場(chǎng)景中,《RIS輔助去蜂窩大規(guī)模MIMO系統(tǒng)低復(fù)雜度預(yù)編碼算法設(shè)計(jì)》以最大化系統(tǒng)的和速率為優(yōu)化目標(biāo),提出了一種低復(fù)雜度預(yù)編碼和智能超表面反射相位交替優(yōu)化算法,大幅降低了預(yù)編碼的計(jì)算復(fù)雜度。隨著智能超表面尺寸的增大和傳輸頻段的提升,傳統(tǒng)的平面波模型面臨挑戰(zhàn),《智能超表面近場(chǎng)通信的機(jī)遇與挑戰(zhàn)》研究了近場(chǎng)球面波的傳輸模型,并設(shè)計(jì)了智能超表面聚焦預(yù)編碼、聚束預(yù)編碼以及軌道角動(dòng)量預(yù)編碼方案和傳輸策略?!冻笠?guī)模智能反射面輔助的近場(chǎng)移動(dòng)通信研究》介紹了近場(chǎng)信道模型下的通信性能極限,從基站波束對(duì)準(zhǔn)、超大規(guī)模智能反射面波束訓(xùn)練以及波束跟蹤三方面介紹了波束管理設(shè)計(jì),討論了近場(chǎng)通信的關(guān)鍵設(shè)計(jì)難題以及有前景的解決辦法。
在覆蓋增強(qiáng)應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案方面,《智能反射面輔助的覆蓋增強(qiáng)技術(shù)綜述》對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景、問題建模及求解方案進(jìn)行了歸納,并按照大尺度網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化、小尺度區(qū)域覆蓋控制以及離散相位碼本下的實(shí)際部署測(cè)試三種典型場(chǎng)景進(jìn)行了綜述與展望?!吨悄艹砻嬷欣^的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)》介紹了智能超表面輔助通信系統(tǒng)的基于頻分的初始接人方案、基于尋呼消息的半靜態(tài)節(jié)能控制方案、與入射角和頻率有關(guān)的碼本設(shè)計(jì)方案,為智能超表面中繼系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)提供了參考?!吨悄艹砻尜x能5G-A/6G網(wǎng)絡(luò)的思考》討論了覆蓋增強(qiáng)等典型應(yīng)用場(chǎng)景,分析了智能超表面在信道側(cè)和收發(fā)端不同場(chǎng)景下的應(yīng)用價(jià)值,指出了基于網(wǎng)絡(luò)控制、自主調(diào)控和終端控制三種智能超表面管控方案的差異?!犊芍貥?gòu)智能表面輔助通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)綜述》介紹了集中式、分布式、混合式智能超表面三種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)類型的不同討論了在LOS/NLOS環(huán)境下智能超表面輔助通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),展望了面臨的挑戰(zhàn)以及未來研究趨勢(shì)?!抖郣IS輔助通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)同傳輸性能研究》研究了智能超表面分布式和機(jī)會(huì)式輔助策略,從中斷概率和信道容量?jī)煞N性能指標(biāo)分別對(duì)兩種方案的性能進(jìn)行了評(píng)估和分析。
在基于智能超表面的通感一體化方面,《RIS輔助毫米波通感一體化關(guān)鍵技術(shù)與研究進(jìn)展》闡述了該方向的發(fā)展過程與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,討論了研究中的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),介紹了該領(lǐng)域已有的研究成果,進(jìn)而展望了智能超表面輔助毫米波通感一體化未來的發(fā)展方向和面臨的挑戰(zhàn)?!痘诮y(tǒng)計(jì)CSI的RIS輔助通感一體化波束成形設(shè)計(jì)》提出了一種利用統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息的聯(lián)合波束成形設(shè)計(jì)方案,在感知性能約束下,設(shè)計(jì)了一種最優(yōu)基站發(fā)送協(xié)方差矩陣和智能超表面對(duì)角相移矩陣的交替優(yōu)化算法,揭示了通信與感知性能之間的折衷關(guān)系?!痘赗IS輔助的通信感知一體化技術(shù)研究》介紹了采用OTFS作為智能超表面輔助通信感知一體化波形的優(yōu)勢(shì),并提出了可以設(shè)計(jì)波束色散影響下通信感知多任務(wù)參數(shù)低開銷估計(jì)算法,以及通過高低頻協(xié)作通信感知波束優(yōu)化來協(xié)同控制功率和調(diào)度無(wú)線資源的思路?!吨悄艹砻孑o助聯(lián)合雷達(dá)與通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)》在總體發(fā)射功率約束下,對(duì)系統(tǒng)的加權(quán)和速率與探測(cè)性能進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),使用一種交替算法提高了系統(tǒng)的通信性能和方向探測(cè)性能。
在與無(wú)人機(jī)、深度學(xué)習(xí)、語(yǔ)義通信等領(lǐng)域結(jié)合方面,《基于智能超表面的無(wú)人機(jī)移動(dòng)邊緣計(jì)算綜述》討論了該場(chǎng)景下的協(xié)作方式,梳理了在設(shè)計(jì)過程中需要考慮的關(guān)鍵問題以及可采取的解決方法,闡述了未來的研究方向,包括智能超表面和無(wú)人機(jī)移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)的系統(tǒng)安全性和可靠性增強(qiáng)。《基于深度學(xué)習(xí)的有源智能超表面通信系統(tǒng)》提出了一種基于端到端學(xué)習(xí)的有源智能超表面輔助的通信系統(tǒng)框架,將通信過程建模為自編碼器結(jié)構(gòu),對(duì)各通信模塊進(jìn)行了聯(lián)合優(yōu)化,仿真結(jié)果表明可以有效補(bǔ)償乘性衰落下的高路徑損耗?!吨悄芊瓷涿嬖鰪?qiáng)的多無(wú)人機(jī)輔助語(yǔ)義通信資源優(yōu)化》對(duì)無(wú)人機(jī)軌跡、智能反射面一無(wú)人機(jī)軌跡、智能反射面相移和語(yǔ)義符號(hào)數(shù)量進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),仿真結(jié)果表明引入智能反射面可以有效提升語(yǔ)義通信系統(tǒng)的性能。
在智能超表面硬件實(shí)現(xiàn)與原型系統(tǒng)驗(yàn)證方面,《雙線極化寬帶1-bit可編程智能超表面設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)了一種具有極化轉(zhuǎn)換能力的1-bit雙極化可調(diào)控超表面,在完成雙線極化電磁波極化轉(zhuǎn)換的同時(shí),可以實(shí)現(xiàn)3.5 GHz附近的1-bit相位調(diào)控,所建立的16x16陣列在+500范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)筆形波束掃描,相對(duì)帶寬達(dá)到36.7%。《一種雙極化1-bit相位調(diào)控智能超表面》設(shè)計(jì)了一種雙極化1-bit相位調(diào)控超表面,在不同極化方向下可實(shí)現(xiàn)1-bit相位獨(dú)立調(diào)控,且具有300以內(nèi)的斜入射角度穩(wěn)定性,組成的10x10超表面陣列在空間中具有靈活的波束調(diào)控能力。《基于智能超表面的二維相掃天線》設(shè)計(jì)了一種基于智能超表面的相控陣天線,包括超表面陣列、饋電系統(tǒng)和控制系統(tǒng),采用了自支撐饋源降低了天線饋源復(fù)雜度,在7.7、8.0、8.3 GHz的測(cè)試增益為24. 72、24. 92、25. 06dBi,掃描特性良好?!痘?bit超表面的單階諧波波束掃描》設(shè)計(jì)了一種角度不敏感的2bit超表面單元并組建32x32陣列,通過使用多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化,有效壓低正一階諧波的波束副瓣,實(shí)現(xiàn)了超表面在600范圍內(nèi)的諧波波束掃描?!缎滦涂芍貥?gòu)分布式天線與反射面:性能分析與原型驗(yàn)證》提出了一種名為可重構(gòu)分布式天線與反射面(RDARS)的新型無(wú)線通信系統(tǒng)架構(gòu),陣面單元可靈活地切換為“反射態(tài)”與“連接態(tài)”,為系統(tǒng)引入了“反射增益”與“分布式增益”并實(shí)現(xiàn)性能與功耗的平衡。在理論分析和仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了采用RDARS的原型樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該架構(gòu)的可行性與其帶來的顯著性能增益。
綜上所述,本??w智能超表面無(wú)線通信領(lǐng)域的前沿趨勢(shì)、信道測(cè)量與建模、信道估計(jì)與波束成形、覆蓋增強(qiáng)應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案、基于智能超表面的通感一體化,與無(wú)人機(jī)、深度學(xué)習(xí)、語(yǔ)義通信等領(lǐng)域結(jié)合,智能超表面硬件實(shí)現(xiàn)與原型系統(tǒng)驗(yàn)證等多個(gè)方面,希望能夠給廣大讀者了解6G智能超表面技術(shù)提供有益的啟示和參考。最后,感謝??u(píng)審專家及時(shí)、耐心、細(xì)致的評(píng)審工作;衷心感謝各位作者的辛勤工作和精心撰稿!