2025-11-03

电子学院前沿论坛第九十期成功举办

2025年10月31日下午,北京大学电子学院前沿论坛第九十期讲座成功举办。本次讲座邀请电子科技大学长三角研究院绿色通信感知研究所所长应志农教授作报告,题为“面向6G的分布式天线系统的波束成形、多路复用技术以及毫米波2.0技术”。本次报告由电子学院蔡雪松老师主持,30余位师生到场交流。

讲座伊始,应志农教授回顾了移动通信从1G到5G的演进,进而引出6G在高速率、广覆盖、低时延等方面的需求。他结合自身研究,梳理天线系统由1G模拟通信、2G多制式并行、3G基于CDMA的移动互联网启蒙、4G LTE的全IP宽带到5G大规模MIMO的演化脉络。针对5G在功耗与资源占用等方面的挑战,报告自然过渡到6G的分布式MIMO:在大规模分布式MIMO框架下,借助RIS、Radio Stripes与天线阵列实现精细波束与空间复用;空口侧推进分布式通感一体(DISAC),发展感知网络与认知MIMO雷达以支撑高精定位。频谱布局将由Sub-6/mmWave进一步迈向太赫兹频段;网络侧构建NTN天地空一体覆盖,并以人工智能实现网络自优化;同时强调通信—计算—感知融合与零能耗设备,以支撑海量低功耗场景,服务6G时代多智能体协同。

围绕“光学启发与无线落地”,应教授以激光的高相干、强指向性为切入,类比透镜整形与反射控制,阐释相控阵在射频侧复现波束指向的工程方法。面向6G,他重点介绍Radio Stripes分布式阵列:将大量小型单元沿墙体与顶棚“串带式”铺设,通过前传连接、时频同步与幅相校准,实现可编程波束指向与近场聚焦,显著提升覆盖、容量与抗干扰,并为通感一体与高精定位提供载体。

在近场通信专题中,应志农教授首先回到天线三区域划分:由阵列孔径与波长决定了反应近场、辐射近场及远场的划分。近场通信聚焦于辐射近场,波前呈球面,幅相随位置快速变化,天线与环境共同决定更高的秩与空间自由度,为多点聚焦与定位感知提供物理基础。随后,他对比了Beamforming与Point forming:前者面向远场,以相控阵在角度域指向窄波束,提升覆盖与干扰抑制;后者面向近场,通过子阵列协同、三维相位分布或RIS/超构透镜实现空间点聚焦,可在同一时频资源上实现多焦点复用、LOS多路复用与高精定位,并兼顾无线能量传输等新型业务。

在“近场与Radio Stripe”部分,报告总结三点:其一,条带长度L是决定近场复用能力的首要因素,增益随长度增加但存在边际递减;其二,阵元密度与用户距离存在耦合,过密并非必然最优;其三,近场复用取决于阵列与用户“视场”及有效口径的匹配,通过点聚焦可在同一时频资源上实现多用户并行,单大面板或多子面板多波束均可提升覆盖与容量。

在可重构智能表面(RIS)专题中,报告区分反射型、透射型及同时透射/反射(STAR)等形态,并按复杂度梳理被动固定、被动可重构、主动可重构等路线,涵盖移相阵列等不同实现方式。结合与奥尔堡大学的协同测试,指出RIS除期望反射外还可能产生镜面反射、表面电流散射与“寄生反射”,需在方位、极化、口径匹配与码本控制上进行系统级联合设计与标定。RIS适用于补充覆盖、节能增益与室内引导等复杂场景。

讲座最后,应教授重点解析了分布式MIMO。与集中式架构相比,D-MIMO将接入点在更广区域协同部署,显著改善覆盖均匀性和边缘体验,以空间分集提升容量与抗遮挡能力,在相干协作下进一步带来更均衡的SINR与更稳的业务连续性,适用于园区、室内与复杂场景的精细化覆盖。同时,他指出D-MIMO落地仍面临三类关键挑战:一是高精度同步(相位、时间、频率)在毫米波条件下容错极小;二是前传与计算开销随协作规模增长,需要光纤/射频等多样链路与分布式处理协同优化;三是规模化运维与标定,包括幅相一致性、环境漂移补偿及成本能耗控制。

在互动环节,师生围绕近场通信与NFC技术的联系、天线阵列抗混叠防栅瓣设计细节等话题踊跃提问,应志农教授逐一回应。结合最新研究,应教授就科研选题、方法论与产学合作提出建议,指出未来6G的前沿研究方向。整场讲座长达两小时,内容翔实、见解深刻,现场交流气氛热烈,学术氛围十分活跃,让同学们对6G分布式天线体系的认识更加系统、方向更为明确。报告内容丰富、深入浅出,激发了大家对6G通信技术研究的浓厚兴趣,讲座在热烈掌声中圆满结束。

报告最后,电子学院蔡雪松老师向应志农教授颁发“北京大学电子学院前沿论坛”纪念牌并合影留念。本次论坛在热烈的掌声中圆满落幕。


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