RIS辅助毫米波通感一体化关键技术与研究进展

未来的6G系统需要同时满足多维性能需求,实现从万物互联到万物智联,因此,深度融合了传统定位、探测、成像等无线感知功能和无线传输功能的通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)技术是未来6G网络的一个重要发展趋势。智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)凭借其可以通过编程来智能调控电磁波传输环境且低成本、低功耗等优势成为6G的关键性使能技术,并催生了使用RIS辅助毫米波ISAC的新研究方向,其有望从底层架构到完整系统层面上解决6G新场景中的诸多难题、挑战。阐述了RIS辅助毫米波ISAC的起源与发展过程,介绍了其研究背景与国内外研究现状,指出并讨论了RIS辅助毫米波ISAC研究中的一些关键技术,分析了该领域已有的一些研究成果,进而展望了RIS辅助毫米波ISAC未来发展和面临的挑战。     

智能超表面辅助通感一体化信号处理与硬件试验

通感一体化是是6G的主流趋势之一,毫米波、太赫兹等高频段具有丰富的频谱资源,是通感一体化颇具潜力的频段。然而,高频通感一体化面临覆盖受限的难题。RIS是极具潜力的解决方案,目前关于RIS辅助通感一体化的文献主要集中在波束赋形优化方面,而如何设计有效的信号处理方法从RIS重塑的回波信号中提取感知信息仍然是一个悬而未决的问题,对RIS辅助通感一体化软硬件架构更是处于空白。为此,设计了RIS辅助通感一体化系统的软硬件架构,在此基础上进行了RIS辅助盲区通信和目标感知硬件试验,并提出了DSP检测器,理论分析表明,在使用N个子载波的OFDM一体化波形时,其相比传统能量检测器有N倍的SNR增益。硬件试验结果表明,优化RIS码本设计可有效降低通信误比特率、提升目标检测概率,且远距离目标检测时所提DSP检测器的性能显著优于传统的能量检测器。     

智能超表面系统的通信感知一体化：现状、设计与展望

通信感知一体化（integrated sensing and communication,ISAC）是6G的主流趋势,将ISAC引入智能超表面（reconfigurable intelligent surface,RIS）系统,具有扩展系统覆盖范围、提升通信和感知性能、降低系统成本和功耗三大优势。在概述和分析RIS系统ISAC研究现状的基础上,提出了两种非正交ISAC方法,支持盲区用户在非正交时频资源上的通信和感知,最后探讨了RIS系统ISAC的技术挑战和未来发展。     

可重构智能超表面设计及其无线通信系统应用

可重构智能超表面(Reconfigurable Intelligent Metasurface,RIS)是一种新的人工电磁超材料,具有灵活调控电磁波的频率、幅度、相位、波形、极化和传播方向等特性.RIS构建起物理空间和信息空间的桥梁,具有灵活调控电磁波的能力和低成本、低能耗、低质量的优点,将为B 5 G/6 G无线通信...     

通感一体化技术探讨

从通感一体化工作模式入手,依据感知方式对其工作模式进行了细分;然后进一步分析通感一体化系统模型,分析了无线信号发送、接收处理,以及频域雷达处理过程,包括插值、目标距离和速度估计;然后依据通感一体化技术特点,分析了通感一体化应用场景;最后,基于5G测试验证了通感一体化技术在低空无人机场景的远距离探测和精准跟踪能力,为通感一体化技术落地实施提供了依据。     

可重构智能表面辅助的通信感知一体化系统

通信感知一体化（ISAC）是6G移动通信的候选技术之一,可实现感知和通信的集成和优势互补。可重构智能表面（RIS）能够智能地控制传播环境,提高网络的容量和覆盖率,已成为6G实现广泛连接的一项关键技术。认为将RIS部署于ISAC系统可以提供一个新的通信和感知性能优化维度。从ISAC的研究意义出发,探讨ISAC的关键技术,概述RIS的工作原理及其在感知系统和通信系统中的应用,并重点分析RIS辅助ISAC以更好地实现感知目标和服务通信用户的研究现状。     

智能超表面辅助联合雷达与通信系统设计

联合雷达与通信系统(Joint Radar and Communication System, JRCS)是解决6G网络频谱资源紧缺的有效技术之一。受智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)研究的启发,提出了一种RIS辅助JRCS的技术,能够有效提高用户的加权和速率(Weighted Sum Rate, WSR)以及探测性能。利用加权最小均方误差分式规划(Weighted Minimum Mean-Square Error Fractional Programming, WMMSE＿FP)算法进行求解,并通过迭代求解找到最优解,构建了用户的WSR以及探测性能最大化的优化模型。仿真结果表明,RIS辅助JRCS较RIS辅助分离雷达与通信系统,在最大化WSR及提高目标探测性能方面表现更佳;系统的最大化WSR提高到8.52 bit/s/Hz,比分离雷达与通信系统提高了2.11 bit/s/Hz,主瓣波峰值可以达到32.04 dBm。     

智能超表面近场通信的机遇与挑战

实现无线环境的智能可控是无线通信领域研究的热门课题之一。作为6G的关键技术之一,智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)被认为是一种革命性的电磁环境调控技术。RIS以绿色、低成本的方式显著提升网络性能,通过对发射机和接收机以及传播环境的联合优化,重新定义无线系统的传播范式,构建智能可控的无线传播环境。RIS通常依赖于无源被动调控机制,但这种机制带来乘性路径损耗问题,超大规模调控单元的部署十分必要。随着阵列尺寸的扩大以及频率的提高,传统的平面波假设不再适用,近场传输不可避免。为了更精确地刻画RIS近场传输,需要研究近场球面波的传输模型及其在辐射近场区域的影响。深入分析RIS辅助的近场无线通信系统的信道模型,针对性地设计了适应性预编码方案和传输策略,旨在充分利用RIS辅助近场通信的潜在优势,提升整个无线通信系统的性能和效率。     

无线感知通信一体化关键技术分析

无线感知通信一体化是基于软硬件资源共享或信息共享实现感知与通信功能协同的新型信息处理技术,是6G热点技术之一。在讨论传统无线感知技术方式基础上,重点分析资源一体化、功能一体化和资源功能一体化3种无线感知通信一体化技术模式,并简要阐述了3种技术场景。围绕设备形态和作用距离等关键要素,对不同频段中一体化方案可行性进行了简要分析,并给出了统一的收发机结构设计思路。最后,针对智能体交互场景需求介绍了一体化应用思路。     

通信感知一体化技术思考

通信感知一体化具有丰富的技术内涵和应用场景,已成为当前6G研究热点。分析了通信与雷达技术特征的异同,并从网络感知角度探讨了通感一体化面临的理论、技术与工程挑战。给出了语义视角下的一体化研究建议,以及未来网络部署运营在频谱、产品形态和感知专网等方面的建议。认为在5G增强版和6G系统中开展通感一体化标准化工作,必将推动通信产业与雷达产业的融合发展。     

无人机通信感知一体化：架构、技术与展望

无人机应急通信作为第六代移动通信系统（6G）的一种典型应用,具有灵活部署、按需覆盖的优势。与此同时,通信感知一体化是6G的重要特征和核心使能技术之一,它可以应用于无人机应急通信中,以提升频谱效率、感知精度,降低系统成本,但二者如何结合,仍是学术界和工业界的研究热点和难点。为此,提出了一种无人机通信感知一体化的体系架构,探讨了支撑该架构的基础理论和关键技术,并展望了无人机通信感知一体化的未来发展方向及挑战。     

智能超表面技术5G化演进探讨

随着移动通信网络发展演进,5G网络进入规模化商用的下半场5G-Advanced时代,6G业务需求和潜在技术也逐渐成为研究热点.在梳理5G/5G-Ad-vanced网络深度覆盖、扩容提速等网络需求和6G技术演进趋势的基础上,分析6G技术在5G/5G-Advanced网络阶段先试先用的必要性和可能性,提出6G技术5G化演进...     

6G通感融合网络中的物理层安全：机遇与挑战

第六代无线通信（6G）网络对通信速率与感知精度均提出更高要求,通信感知融合技术引起了广泛关注。一方面,感知波形的强指向性使得通信感知融合系统的信息传输面临严峻的安全挑战,另一方面,系统的感知能力也为利用物理层安全技术提升系统安全性提供了新的契机。为了研究面向6G的通感融合网络中的物理层安全问题,首先对通感融合网络中潜在的窃听模型进行总结,随后探索了利用感知能力获取窃听方信道信息的可行性,展示了物理层安全技术在6G通感融合网络中的应用实例,例如感知辅助干扰、协作干扰等,最后讨论了新兴技术在物理层安全辅助的通感融合网络中的潜在应用方向。     

面向6G的信息超材料和智能超表面通信与感知技术

目前,信息超材料和智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)已经在全球范围内受到了产业界与学术界的广泛关注,在5G和未来6G网络中具有重要机遇和应用前景。针对信息超材料和智能超表面在6G时代通信和感知的需求,分析与阐述了基于信息超材料和RIS的通信与感知理论、基本算法和系统设计,并对信息超材料和RIS的进一步发展进行了展望。     

面向6G的通信感知一体化架构与关键技术

通信感知一体化是基于软硬件资源共享或信息共享实现通信与感知功能协同的新型信息处理技术,是6G潜在使能关键技术之一。首先从通感融合的可行性出发,探讨了通信感知一体化工作模式以及应用场景;然后围绕一体化系统方案设计,重点分析了通信感知一体化的系统架构以及空口融合、网络融合、硬件架构与设计等核心使能技术,并给出了技术研究建议;最后,介绍了通信感知一体化的应用挑战和发展趋势。     

智能超表面赋能5G-A/6G网络的思考

未来移动通信网络在满足用户个性化需求的同时将社会福祉作为网络发展的重要方向,基于对移动通信网络业务发展趋势和挑战的分析探讨,面向下一代移动通信网络泛在接入、绿色节能等发展需求,指出智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)在5G-Advanced(5G-A)和6G网络典型应用场景,并从技术能力、产业成熟度等多个角度分析RIS在信道侧和收发端等不同场景下的应用价值。面向移动通信网络设备管控需求,提出了基于网络控制、自主调控和终端控制三种RIS管控方案,并分析了三种方案的差异。     

基于6G网络的通信感知一体化

6G实现智能化需要感知技术从环境中获取并利用信息。通过感知提供的环境知识获取信道重建信息,有助于提升通信效率,6G有望在系统中集成通信与感知。但是,通信感知一体化在实际应用中仍存在关键挑战,如空口设计、联合波形优化、硬件失真及共享等。对通信感知一体化无线网络使能的多节点感知场景下的环境重建进行研究,提出了基于散射群组假设的多站多态感知架构。并引入散射群跟踪方案,以重构通信信道的参数及状态。最后通过实测数据验证了分米级感知精度和度级信道重构。     

智能超表面辅助6G通感算深度融合关键技术

为支撑新兴业务实施和产业升级,未来无线通信网络将提供通信、感知、计算（通感算）的融合服务。智能超表面作为6G重要的备选技术,能有效提升系统的通信、感知、计算性能,具有构建通感算一体化系统的潜力,近年来得到广泛关注。为此,首先介绍了智能超表面辅助的通感算融合系统的研究现状,进一步介绍智能超表面辅助通感算融合的关键技术,最后分析了智能超表面辅助通感算融合网络的技术挑战。对智能超表面在通感算领域的应用做了系统地阐述,为未来通感算融合网络提供技术支撑。     

面向6G的通感空口融合无线电接入网方案

通信感知一体化技术已经成为6G的重要研究方向之一。针对6G通信与感知在空口层面进行融合的必要性分析,指出通感空口融合不仅可以提升6G系统服务能力,还可以有效提升无线频谱的利用率。提出一种面向6G的通感空口融合无线电接入网方案,包括无线电接入网整体框架、无线感知与通信信号复用方式、一体化信道/信号设计等,为进一步开展研究提供参考。对通感空口融合所面临的挑战进行分析,并指出通感空口融合将对6G空口协议栈设计造成重要影响,需重点研究。     

可重构智能表面技术:研究进展、原型机及挑战

可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)是6 G的潜在关键技术之一,得益于其低成本、轻体量等特性,RIS在6 G网络部署中具备很大的潜力.目前,业界关于RIS的研究主要集中在两个方向:基于RIS的无线收发机以及基于RIS的反射面.针对这两种RIS形态,分别对其研究进...