【第十七届电子年会】“电磁信息论：理论与应用”专题论坛成功召开

2024年4月26日-4月28日，由中国电子学会主办的第十七届中国电子信息年会（CEIC）在宁波举办。4月26日上午，“电磁信息论：理论与应用”专题论坛成功召开。本次论坛由东南大学、浙江大学、华为公司联合承办，由“5G演进学术交流论坛”协办。本次论坛由中国科学院院士、东南大学毫米波全国重点实验室主任崔铁军担任主席，东南大学信息科学与工程学院执行院长、移动通信全国重点实验室副主任王承祥，浙江大学百人计划研究员、长聘副教授沙威，华为无线RAN研究首席专家汪少波担任召集人，华为无线网络RAN研究部主任工程师王腾蛟主持本次会议。

为了满足5G-Advanced及演进对更大容量、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，包括超大规模MIMO、信息超表面、多端口天线、全息MIMO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。为了解决这两个基本问题，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。本次论坛旨在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及演进中的突破广泛地交换意见。

华为无线RAN研究首席专家汪少波发表了开幕致辞。汪少波专家在致辞中指出，电磁信息论是麦克斯韦电磁理论与香农信息论的创新结合，这种理论的碰撞与融合，预示着无线通信领域将迎来一场革命性的进步。汪少波专家进一步阐述，电磁信息论不仅为无线通信系统架构的创新提供了理论基础，而且对于系统容量的评估和设计方法的优化具有重要意义。

东南大学信息科学与工程学院执行院长、移动通信全国重点实验室副主任王承祥教授做了题为《基于电磁信息论的6G/B6G连续立体空间无线电信道基础研究》的报告。报告介绍了6G/B6G无线网络及信道的演进趋势，从连续立体空间无线电信道测量与建模、容量分析、广义天线设计、信道地图构建及传输系统优化四个方面介绍相关研究进展及电磁信息论的重要性。最后，讨论了电磁信息论面临的未来挑战。

西安电子科技大学雷达探测感知全国重点实验室主任刘英教授做了题为《四端口全双工天线自干扰消除技术研究》的报告。指出带内全双工技术被认为是解决频谱稀缺问题的关键方案之一，其允许天线在相同频段同时进行发射和接收，从而提高系统的吞吐量和频谱利用效率。为进一步提升频谱利用效率和信道容量，报告介绍了四端口全双工天线自干扰消除技术，结合极化分集，实现了发射与接收双极化的四端口高隔离全双工天线，在B5G以及6G时代具有广阔的应用场景。

北京大学博雅特聘教授、信息与通信研究所所长宋令阳教授作了题为《可重构全息超表面与6G大规模天线应用》的报告。报告提到超大规模天线是满足6G传输速率需求的关键使能技术。面对传统毫米波相控阵遭遇高功耗、高成本等重大挑战，严重阻碍了6G大规模天线技术发展。报告提出一种毫米波超大规模天线技术——可重构全息超表面技术。作为一种新型二维人工超材料，全息超表面可基于光学全息原理灵活调控电磁波，以低功耗与低成本实现大规模部署，是满足6G传输速率需求的全新技术路径。报告主要介绍可重构全息超表面的工作原理、设计方案和全息波束赋形传输等关键理论与技术，并展示可重构全息超表面样机在中信科移动6G网络试验平台中的测试结果。

华为无线RAN研究首席专家汪少波做了题为《基于电磁信息论的应用研究需求及进展》的报告。报告从电磁信息论的内涵与发展历史入手，介绍了电磁信息论领域的最新研究进展，并对欧洲早期研究者、欧美韩学者、中国学者的观点进行对比。本次报告重点介绍了华为无线在电磁信息论的工业界应用中的探索，聚焦在有限天面下的全息MIMO、多极化/多模态MIMO，超大规模天面下的近场通信、信道孪生四个领域，并指出电磁信息论在5G-Advanced 无线通信演进中面临的关键挑战。

西安交通大学电信学部信通学院教授、博士生导师陈晓明教授做了题为《基于电磁信息论的天线近场测量技术》的报告。报告指出随着阵列规模增大、工作频率升高，下一代通信及感知天线为对其测量技术提出了新的挑战：远场测量虽然算法简单，但其暗室的建造成本高，测量信噪比低，且有可能无法满足链路预算。近场测量可以有效地降低测量系统成本，提升采样信噪比，易于满足链路预算，但其测量算法复杂度高。准确、高效、低成本的阵列天线近场测量技术对下一代通信/感知天线的研发至关重要。报告针对目前天线近场测量面临的挑战，分别介绍基于电磁信息论的球面及平面近场测量方法及其改进方法，并针对电大尺寸实装天线提出一种基于混响室的低成本的唯幅值天线方向图测量方法，该方法还可用于有源天线的EIRP测试。

西安电子科技大学副教授，博士生导师，未来通信传播与深度材质特征创新研究联合实验室副主任刘忠玉副教授做了题为《基于射线跟踪算法的无线信道覆盖推演技术及其应用》的报告。报告提到确定性无线覆盖仿真推演研究在网规网优、通信感知一体化、通信质量评估、电磁态势推演等领域中均有重要作用。因能准确地计算复杂环境下空、时、能、频域内的传播参数与效应，作为确定性算法的射线跟踪成为了优先选择。然而，针对结构繁琐、动静因素繁杂的复杂通信环境高效地实现确定性电波传播仿真需要大量的计算资源。报告针对通信典型应用场景，提出以射线跟踪算法为主其它电磁计算为辅的确定建模仿真推演方法，并从传播、加速、方法的区域化等方面给出智能推演提升策略，并给出基于确定性信道模型的应用分析。

浙江大学百人计划研究员、长聘副教授沙威做了题为《电磁场涨落与统计信道模型》的报告。报告指出基于麦克斯韦方程的电磁理论具有确定、连续、物理的特性；而基于香农公式的信息理论具有随机、离散、数字的特性；两者之间的联系似乎并不明确。然而，信息理论的基础建立在热力统计学和电磁学之上，而热力统计学和电磁学的深度融合，建立了基于涨落耗散定理的电磁场涨落理论。电磁场的量子涨落或热涨落，和统计信道的Clarke等空间相关模型及香农信道容量公式联系紧密。报告试图从新的视角去进一步融合电磁理论和通信理论，拓展电磁信息论的研究边界。

上海科技大学信息科学与技术学院研究员、助理教授林丰涵做了题为《生成式机器学习驱动电磁超构表面设计新范式》的报告。报告指出，传统上超构表面单元的设计的复杂过程制约了电磁超构表面技术的广泛应用和创新性的涌现。为了解决这些挑战，本次报告提出了利用生成式机器学习技术来革新电磁超构表面的设计方法。报告中探讨了如何通过机器学习提高设计效率、确保设计成功率，并增强设计的通用性，以促进电磁新发现的加速涌现。报告详细介绍了机器学习在电磁超构表面逆向设计中的应用，包括逆向设计的工作流程与数据准备。通过实际的设计案例，如反射型超构表面和贴片天线，报告展示了利用机器学习进行设计的过程和其显著的优点。

随后，华为公司无线技术实验室技术专家倪锐博士主持了业界首部《电磁信息论》白皮书的发布仪式。该白皮书由来自国内学术界与工业界十余家单位的三十余名专家学者共同撰写，深入探讨了电磁信息论的研究背景、基本问题、基本理论、基本方法，并结合现有无线通信系统架构，给出了面向未来5G-Advanced及演进的关键技术，对无线通信技术的未来发展方向提供了指导。该白皮书的发布，旨在促进电磁信息论领域的学术交流，推动无线通信技术的发展，并对相关领域的科研人员和工程技术人员提供参考。

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、中国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。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。