CEIC | 电磁信息论：理论与应用专题论坛成功召开

2023年3月31日-4月2日，由中国电子学会主办的第十六届中国电子信息年会在珠海成功召开。4月2日下午，“电磁信息论：理论与应用”专题论坛通过线上与线下相结合的方式顺利举办。本次论坛由东南大学、清华大学、华为公司联合承办，论坛由中国科学院院士、东南大学毫米波国家重点实验室主任崔铁军院士担任主席，欧洲科学院院士、东南大学信息科学与工程学院执行院长、IEEE Fellow王承祥教授，IEEE Fellow、清华大学戴凌龙教授，华为无线网络RAN研究部部长汪少波专家担任召集人，华为无线网络RAN研究部王腾蛟博士主持本次会议。

为了满足未来5G-Advanced无线通信对更大容量、更广覆盖、更好体验以及垂直行业新应用的需求，充分利用电磁波信息承载能力的新型通信系统架构正在迅速涌现，包括信息超表面、智能反射面、全息MIMO、超大规模阵列等。面向新型的通信系统架构，系统容量评估以及逼近容量的系统设计方法是两个最为关键的基本问题。基于上面两个基本问题，电磁信息论通过将香农信息理论与麦克斯韦电磁理论相结合，构建符合物理一致性的新理论架构，评估系统性能，指导系统设计，将为未来的无线通信带来全新的理论分析方法和系统设计范式。

目前，基于电磁信息论的理论分析、信号处理、信道建模、天线设计和标准化研究正处于早期阶段，相关研究工作引起了国内外学术界和产业界高度的关注，亟需为学术界和产业界建立清晰的愿景，促进电磁信息论领域的基础理论、关键技术和创新应用的突破。本次论坛希望为学术界和产业界的参会者提供充分的交流机会，就电磁信息论在5G-Advanced中的突破广泛地交换意见。论坛围绕基于电磁信息论的无线通信基础理论突破、基于电磁信息论的无线通信新架构与新应用以及有限天面口径约束下的频谱效率与容量提升展开充分交流。

华为无线网络RAN研究部部长汪少波专家作开幕致辞，他指出，电磁信息论是麦克斯韦电磁理论与香农信息论的碰撞，希望通过该领域的研究能够给无线通信带来更大的提升空间。

中国科学院院士、东南大学毫米波国家重点实验室主任崔铁军院士作了题为《信息超材料与电磁信息论》的报告， 阐述了对电磁信息论需求背景、内涵、特征与价值的理解，强调通信系统和信道底层物理过程的重要性、电波传播是无线信道的本质，以及没有任何数学技巧能够突破由电磁物理支配的极限。崔院士着重探讨了电磁信息论与信息超材料的关系，研究了信息超材料谐波调控机制、信息转换效率等问题。

IEEE Fellow、之江实验室马建国教授作了题为《针对未来无线通信的修正的香农信道容量》的报告，结合接收端的信号强度与天线灵敏度，探讨了MIMO系统峰值速率、空间电磁场能量分布随天线开通数量动态变化的规律等问题。

西安电子科技大学物理学院院长郭立新教授作了题为《复杂地海环境中目标散射数据高效获取及应用中的关键问题》的报告，介绍了复杂环境下电磁信息获取与感知的难度和必要性，建立从计算电磁学到信号处理再到人工智能的研究路径。他指出，目前已有的研究存在实际复杂环境几何建模精度较低、电磁散射模型的计算效率仍有待提升等问题，存在进一步的研究和提升空间。

清华大学教授、中国电子学会信息论分会副主任樊平毅教授作了题为《面向智能信息处理的信息论新进展》的报告，分享了对图像的信息表示、非模型化的信道容量分析与计算等问题、语义信息论、电磁信息论等问题的思考，讨论了信源软压缩的原理和所设计的软压缩算法。樊教授提到，电磁信息论需要利用机器学习的工具来辅助开展研究，其发展应当是信息论发展的前沿。

浙江大学信电学院教授、工程师学院副院长、浙江省信息处理与通信网络重点实验室主任张朝阳教授作了题为《电磁效应启发的感知、通信和计算》的报告，包括电磁效应启发的通信机制、感知方法、信道预测和空中计算等内容。张教授举了消逝波带来的额外自由度、全息阵列三极化近场通信、全息阵列耦合效应等例子来说明电磁信息论对于通信、感知系统设计的指导意义。

欧洲科学院院士、东南大学信息科学与工程学院执行院长、IEEE Fellow王承祥教授作了题为《电磁信息论助推6G基础理论突破》的报告，认为电磁信息论是结合电磁理论、信息理论、天线理论、无线传播信道建模理论的统一理论框架，讨论了目前现有的几个理论之间的联系和尚存的缺口。王教授从无线信道的电路建模出发，研究了天线耦合、信道特征等效应对于系统性能的影响。

华为无线网络RAN研究部部长、无线通信空口系统领域的研究专家汪少波作了题为《电磁信息论在5G-Advanced中的应用与挑战》的报告，论述了电磁信息论的内涵和发展历程，电磁信息论应该结合确定性的物理理论和随机性的数学理论，对通信系统的理论上界和系统设计提供指导。汪老师介绍了电磁信息论的应用和挑战，包括时频空极化多域自由度与容量分析理论、电磁波模式分解与传输理论等。最后，论述了基站侧有限天面口径下的性能提升的关键问题，呼吁学术界共同解题。

IEEE Fellow、清华大学戴凌龙教授作了题为《电磁信息论：基础与应用》的报告，介绍了电磁信息论的理论分析，包括对于连续随机场的互信息分析，以及离散阵列MIMO和连续口面的性能比较。分享了电磁信息论的两个应用，包括基于电磁近场的LDMA技术和基于电磁干涉的全息RIS技术，说明了结合电磁学的信息论研究对于实际系统的设计具有启发和指导意义。

浙江大学信电学院研究员、电磁信息与电子集成创新研究所副所长沙威老师作了题为《平面波，角谱空间与通讯自由度》的报告，沙老师介绍了平面波展开，角谱空间与自由度极限的概念，从自由度的角度，说明了半波长采样的准最优性，并从电磁理论出发，讨论了采用升维的天线设计方法取得性能增益的可行性。

最后，主持人王腾蛟博士对本次专题研讨会进行了总结，并对各位报告嘉宾、现场观众、电子学会的工作人员表示了感谢。此次论坛吸引了百余名来自高校、研究院所、企业的与会代表参会，线上参会观众超过3000人次。期望以此次论坛契机，加强学术界和工业界的紧密配合，共同推动电磁信息论相关的理论与应用的研究突破。