- 赵亚军;费泽松;
<正>随着无线网络容量需求的持续快速增长，无处不在的无线连接将在未来十多年真正成为现实，但高度复杂的网络、高成本的硬件和日益增加的能源消耗也成为未来无线网络面临的关键问题。一直以来，“随心所欲”地调控电磁波是人们不断追寻的梦想。麦克斯韦方程组的出现使得人类对电磁波的掌控能力有了飞速提升，但受限于材料相对固定的电磁参数，人们对电磁波的控制力仅局限于发射机和接收机。
2022年03期 v.28;No.164 1-2页 [查看摘要][在线阅读][下载 864K] [下载次数：339 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 金梁;孙小丽;钟州;许晓明;陈如翰;张剑;邬江兴;
无线通信利用电磁波承载信息实现远距离通信，摆脱线缆束缚，推动世界经济发展和社会进步。无线通信发展范式是与无线通信技术演进相关的自然规律、理论基础和实践规范。回顾了已有无线通信发展范式的适用范围、关键技术等，并指出无论被动适应还是主动利用无线环境的发展范式均受到“空谱墙”的制约，对抗无线扰动的能力还处于“靠天吃饭”的阶段，没有从根本上改变受限于无线环境的状况，制约了无线通信服务能力的提升。针对这一瓶颈问题，提出“改造定制无线环境”的无线通信发展新范式，并探索了新范式的理论和智能超表面（RIS）赋能的实践规范。
2022年03期 v.28;No.164 3-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1737K] [下载次数：348 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 司黎明;汤鹏程;吕昕;
提出了一种基于石墨烯的太赫兹智能超表面（RIS）。通过调节化学势能，该智能超表面能够实现对线极化太赫兹波的反射相位动态控制，进而实现太赫兹波束成形。为了获得超单元360°的反射相位调控范围，设计了工字形金属谐振器集成石墨烯的超单元结构，这种集成结构加强了超表面的局部电场，拓展了反射相位动态调控范围。基于异常反射和编码超材料原理，该智能超表面可具备近场波束偏转和远场波束分裂等波束成形功能，为灵活调控太赫兹波提供了新的思路，有望运用到6G无线通信、太赫兹遥感、空间态势感知等领域。
2022年03期 v.28;No.164 13-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1903K] [下载次数：496 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 柯俊臣;梁竟程;程强;
通过对智能超表面（RIS）基本概念、方法和应用的介绍，展现了其采用数字编码方式调控电磁波各种物理特性的独特能力。深入讨论了RIS在时空域调控中的关键技术以及这些技术所衍生的示范性应用，包括成像、感知、通信与雷达等多个领域。充分展示了RIS在相关行业内的应用前景。
2022年03期 v.28;No.164 20-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2364K] [下载次数：1145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 庞海舰;陈健锋;张广驰;崔苗;武庆庆;
智能反射面（IRS）是6G的关键技术之一。优化IRS的被动反射波束赋形，能够对无线信息传输（WIT）与无线能量传输（WPT）进行辅助，从而大幅提高频谱效率。全面介绍了IRS的研究现状。首先，对IRS辅助WIT的研究现状进行了归纳分析，表明IRS对提升系统通信性能起到关键作用；然后，对IRS辅助WPT的研究进行了梳理，揭示了IRS在大幅提升能量传输效率方面的潜能；随后，重点叙述了IRS辅助无线携能通信的研究现状，并展望了物理层安全、无人机通信和多IRS协同辅助等6个新研究主题和方向。
2022年03期 v.28;No.164 27-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K] [下载次数：940 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 李博江;李振东;陈文;
为了解决5G通信中的高能耗、高成本问题，提出了基于透射可重构超表面（RMS）的多天线通信系统，并阐述了该通信系统中的信息收发方式、信道模型和信道估计，最后探讨了RMS在未来通信中的应用。认为透射RMS多天线系统在未来通信系统中具有广阔的应用前景。
2022年03期 v.28;No.164 36-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1258K] [下载次数：516 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 张岩;赵超超;贾田扬;
提出并设计了一种基于紧耦合偶极子的宽带透射阵天线，该透射阵天线由宽带馈源天线和宽带透射型超表面两部分组成。馈源是经过改进设计的超宽带Vivaldi天线；宽带透射型超表面包括30×15个单元结构，每个单元结构由紧耦合偶极子天线和平行双导线组成。引入等效延迟距离的概念用于设计透射阵，并对其菲涅尔区电场进行研究。
2022年03期 v.28;No.164 40-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2210K] [下载次数：261 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 崔亦军;窦建武;刘怡平;
基于傅里叶光学中标量衍射理论，研究了可重构智能超表面（RIS）物理波束调控的码本设计方法，包括波束宽窄、波束指向和波束旋转；同时仿真分析了RIS单元相位比特量化精度对RIS波束方向图的影响。相关方法对实时快速生成RIS波束跟踪对应的RIS码本非常有效。
2022年03期 v.28;No.164 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1764K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 刘让;罗泓昊;李明;
通过对智能超表面（RIS）辅助无线通信系统和雷达感知系统的工作原理、性能优势和实际应用的介绍，揭示了RIS辅助通感一体化系统的可行性、优势及应用前景，重点探讨了将RIS在近场通信和感知、双站感知、宽带系统中的挑战和机遇，以及在通感一体化（ISAC）系统中部署有源、多个、无人机携载RIS等的可能性。认为人工智能将会给相关研究提供更有效和更鲁棒的算法设计方案。
2022年03期 v.28;No.164 53-57+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1529K] [下载次数：1087 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 夏方昊;王新奕;郑重;
对智能超表面（RIS）辅助通信感知一体化（ISAC）技术的概念、发展历程、应用场景和研究现状等方面进行了系统性介绍。认为当前ISAC技术在波束设计、资源调度及通信安全等方面被动地受到无线电磁环境约束。而RIS技术可以通过主动重构无线信道特征，引入额外空间自由度突破传统通信感知系统的能力，有效提升ISAC系统的多种性能指标，包括提升通信速率、消除用户间干扰、权衡感知与通信性能、增强通信安全等，给未来智慧交通、智慧工厂和无人机网络等垂直行业应用提供了高精度、广覆盖的通信感知功能。
2022年03期 v.28;No.164 58-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1480K] [下载次数：1436 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 刘文帅;李斌;
车载边缘计算（VEC）是融合车联网与移动边缘计算的一种全新范式。针对障碍物遮挡对车联网中路边单元（RSU）服务性能的影响，提出一种智能超表面（RIS）辅助的VEC部分任务卸载方案。首先，综合分析车辆移动性对系统的影响；其次，联合优化发射功率、卸载比例和时段划分，旨在建立一个车辆最小平均速率最大化问题；最后，采用一种基于近端策略优化（PPO）的深度强化学习（DRL）方法求解该优化问题。仿真结果表明，相比于随机时段划分策略，所提算法的最小平均速率和卸载比例分别提升了61.9%和46.8%。
2022年03期 v.28;No.164 63-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1445K] [下载次数：262 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ]