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澳门大学智慧城市物联网国家重点实验室武庆庆助理教授团队近年来针对智能反射面赋能的无线通信理论和应用进行了深入的研究工作。团队与新加坡国立大学张瑞教授（智能超表面技术联盟专家委员会主任委员）提出了低能耗、低成本的基站-智能反射面主被动混合式网络架构，定量刻画了智能反射面赋能通信系统的极限性能增益及反射单元的低精度相位量化损失，设计了低复杂度的主被动联合传输和部署方案，提出了高效的信息和能量传输以及通信与感知融合方法，充分挖掘了超表面的智能反射特性来提高收发端之间的信道质量[1]-[9]。
团队证明了基于连续相移的智能反射面能够以渐近平方（N2）的形式提高接收机功率，奠定了使用智能反射面显著提升无线通信性能的理论基础（如图1所示）。为进一步降低系统成本和设计复杂度，采用低精度离散相移反射单元，证明其同样可实现上述渐进平方功率增益，同时还推导出任意精度智能反射面性能损失的闭式表达式。其中，1-比特和2-比特量化损失约为3.9dB和0.9dB，其揭示了在实际中使用2-比特单元足以接近极限性能增益，论证了通过增大反射面口径弥补低精度单元性能损失的有效性。该成果为大规模部署低成本智能反射面实现热点覆盖提供了理论依据，也为业界评估实际系统中智能反射面的性能提供了参考数据[1，3]。
图1 代表作1和代表作3中部分性能刻画方面的理论成果
团队负责人武庆庆助理教授是全球高被引科学家、全球2%顶尖科学家、IEEE TCOM/CL/WCL/JSAC编委，获得AI-2000最具影响力学者奖、IEEE通信学会最佳青年论文奖、中国通信学会优博论文等、IEEE WCSP最佳论文奖、IEEE ICCC最佳论文奖，发表IEEE权威期刊论文100余篇、6G白皮书1部、专著章节4项，谷歌学术引用1.3万余次，25篇论文入选ESI高被引论文，12篇论文入选IEEE通信学会最佳读物，在智能反射面赋能通信领域的多项研究成果被写入国内外6G白皮书和研究报告。他是芬兰6G旗舰计划（6G Flagship）白皮书特邀专家、IEEE通信学会亚太分会青年专业委员会副主席、共同主席，多次受邀作主题报告、特邀报告和讲座报告（Tutorial），其线上讲座“面向6G通信的智能反射面（IRS）技术”视频播放量1.3万余次。
团队正在招聘博士后、博士、研究助理，研究方向为6G智能超表面、通感一体化、空地网络等，欢迎大家推荐优秀人才。
参考文献
[1] Q. Wu and R. Zhang, “Intelligent reflecting surface enhanced wireless network via joint active and passive beamforming,” IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 18, no. 11, pp. 5394–5409, Nov. 2019.
[2] Q. Wu and R. Zhang, “Towards smart and reconfigurable environment: Intelligent reflecting surface aided wireless network,” IEEE Commun. Mag., vol. 58, no. 1, pp. 106–112, Jan. 2020.
[3] Q. Wu and R. Zhang, “Beamforming optimization for wireless network aided by intelligent reflecting surface with discrete phase shifts,” IEEE Trans. Commun., vol. 68, no. 3, pp. 1838–1851, Mar. 2020.
[4] Q. Wu, S. Zhang, B. Zheng, C. You, and R. Zhang, “Intelligent reflecting surface aided wireless communications: A tutorial,” IEEE Trans. Commun., vol. 69, no. 5, pp. 3313–3351, May 2021.
[5] Q. Wu, X. Guan, and R. Zhang, “Intelligent reflecting surface-aided wireless energy and information transmission: An overview,” Proceedings of the IEEE, vol. 110, no. 1, pp. 150–170, 2022.
[6] Q. Wu and R. Zhang, “Weighted sum power maximization for intelligent reflecting surface aided SWIPT,” IEEE Wireless Commun. Lett., vol. 9, no. 5, pp. 586–590, May 2020.
[7] Q. Wu and R. Zhang, “Joint active and passive beamforming optimization for intelligent reflecting surface assisted SWIPT under QoS constraints,” IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 38, no. 8, pp. 1735–1748, Aug. 2020.
[8] Q. Wu, X. Zhou, W. Chen, J. Li and X. Zhang ,“IRS-aided WPCNs: A new optimization framework for dynamic IRS beamforming,” IEEE Trans. Wireless Commun., 2021, early access, doi: 10.1109/TWC.2021.3132666.
[9] M. Hua, L. Yang, Q. Wu, C. Pan, C. Li, A. L. Swindlehurst, “UAV-Assisted Intelligent Reflecting Surface Symbiotic Radio System,’’ IEEE Trans. Wireless Commun, vol. 20, no. 9, pp. 5769-5785, Sept. 2021.
–本文完–
本文由澳门大学武庆庆助理教授供稿
