艾渤，北京交通大学教授，电子信息工程学院院长，国家公派美国斯坦福大学高级研究学者。国家自然科学基金委创新群体带头人，国家杰青、优青、牛顿高级学者基金、中组部万人计划领军人才、中国科协“求是杰出青年奖”、詹天佑铁道科技奖青年奖获得者；中国工程院“中国工程前沿杰出青年学者”；获得北京市优秀教师荣誉称号。至今发表IEEE期刊论文160余篇，谷歌学术引用1.8万余次，入选2020、2021、2022年全球前2%顶尖科学家，获IEEE VTS协会Neil Shepherd Memorial Best Propagation Award最佳期刊论文奖和IEEE CSIM最佳期刊论文奖；获IEEE Globecom、IEEE VTC等国际会议论文奖励15项；获得36项授权发明专利；被ITU, 3GPP等采纳提案32项；获省部级科技奖励9项。研究成果写入国家行业标准6项，成果应用于京沪等高速铁路，上百条、3万多公里的铁路线路。IEEE Fellow，IET Fellow，IEEE BTS西安分会主席，IEEE VTS北京分会副主席，IEEE VTS杰出讲师。中国电子学会会士，中国通信学会会士，中国电子学会智慧信息工程分会副主任兼秘书长，工信部5G产业方阵5G综合轨道交通工作组组长，国家6G总体组专家。
艾渤教授团队面向高速移动场景宽带无线通信需求，以信号处理和AI为核心，在信道测量与建模、物理层关键技术、语义通信等前沿领域开展了研究，并取得一系列创新成果。
面向无线信道、RIS、数字孪生与场景重构等前沿科学方向，以无线通信物理层研究为核心，在无线信道测量与建模、RIS辅助无线通信、AI无线信道建模等方面开展大量科学研究，取得了突出的创新成果。首次面向高速移动场景基于几何原理提出RIS无线信道模型，探明高速移动场景下RIS辅助无线信道统计特性，为通信系统性能分析和验证提供了技术支撑。提出具有空间一致性的多用户RIS几何信道模型，并基于深度强化学习获得了RIS相位的数值解，为RIS多用户通信场景信道仿真、系统性能分析和应用开发提供了基础。
图1 RIS辅助的高速移动通信网络信道几何模型
图2 RIS辅助的多用户信道几何模型
图3 深度强化学习自学习RIS相位网络模型
搭建RIS辅助通信的无线信道测量与性能评估平台，基于5G基站发送的下行信号开展无线信道测量工作。解决了面向高速铁路、车联网等大范围、快变化等测量场景中架设发射机、协调测试频率等一系列工程难题。该平台在获得信道冲激响应（Channel Impulse Response，CIR）的同时，可进一步得到误码率（Bit error rate，BER）和误差矢量幅度（Error Vector Magnitude, EVM）等网络性能参数，解决了RIS辅助通信系统的性能评估难题。
图4 RIS辅助通信的无线信道测量与性能评估平台
图5 RIS辅助通信的无线信道与性能测试结果
提出面向高铁RIS定位的实时获取角度信息的无线测试与验证方案，通过软硬件结合的方式实现了对多通道输入信号角度参数的分析提取，解决了对实时来波方向的估计问题，为高铁通信系统下RIS的应用和部署提供了有力的支撑。系统由收发端组成，发端由信号源、功率放大器和发射天线组成，接收端由多个接收天线和射频板卡组成，系统上限为八通道，射频板卡嵌入在控制主机里，通过将实时采集数据输入角度估计算法来动态获取到达角度信息。设计高速移动场景下RIS辅助通信系统的波束设计方案，通过多种波束赋形算法与RIS相位码本设计，实现了RIS的智能反射。解决了高速移动场景下RIS辅助通信系统的动态波束赋形难题。
图6. 高速移动场景下RIS动态码本设计与波束定位平台
图7. 高速移动场景下RIS波束定位与码本设计测试结果
提出了一种超宽带多通道基带处理器研制及实时RIS无线信道模拟方案，利用FPGA射频直采技术实现了高速率信号的数模转换，解决了当前信道模拟大带宽并行数据处理模拟的难题。
图8. 超宽带多通道RIS信道模拟仿真平台
为保障部署RIS实测时的测试效果，在铁路5G专网东郊环线进行了RIS部署前的网络质量和信道环境测试，同时调研了部署RIS的计划点位。对环线中可能部署RIS的点位进行了分析调研，对RIS放置的可行性、通信场景的适宜性等进行综合考虑。
图9. 高铁场景RIS信道测量平台
围绕基于AI联合编码的语义通信，率先提出利用神经网络注意力机制提升AI泛化能力以实现信道自适应，创新编码与加密的融合设计解决隐私保护难题，研制了基于AI联合编码的语义通信技术验证硬件平台，支持面向图像/视频传输和分析任务的语义通信技术性能验证。面向5G/6G大规模设备接入场景，提出基于AI的大规模非正交多址接入理论与方法，将AI数据驱动的思想引入基于竞争的压缩感知免授权非正交多址设计，有效减少接入开销和接入冲突。
图10 基于AI联合编码的语义通信技术验证硬件平台
图11 基于AI的大规模非正交多址接入理论与方法
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