清華新聞網(wǎng)12月26日電 近日，IEEE通信學(xué)會(huì)旗艦會(huì)議IEEE GLOBECOM 2025舉行。大會(huì)期間，IEEE通信學(xué)會(huì)舉行頒獎(jiǎng)儀式，清華大學(xué)電子系2020級(jí)碩士生崔銘堯及其導(dǎo)師戴凌龍教授于2022年4月發(fā)表于《IEEE通信匯刊》（IEEE Transactions on Communications）上的論文“面向超大規(guī)模MIMO的信道估計(jì)：遠(yuǎn)場(chǎng)還是近場(chǎng)？”（Channel estimation for extremely large-scale MIMO: Far-Field or near-field?）獲得2025年IEEE通信學(xué)會(huì)萊斯獎(jiǎng)（IEEE Communications Society Stephen O. Rice Prize）。這是這一獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)立50年來(lái)清華大學(xué)首次以第一完成單位獲獎(jiǎng)。
電子系師生獲得2025年IEEE通信學(xué)會(huì)萊斯獎(jiǎng)
現(xiàn)有1G-5G通信系統(tǒng)基于電磁波的遠(yuǎn)場(chǎng)平面波傳播模型，屬于遠(yuǎn)場(chǎng)通信范疇，僅能利用無(wú)線(xiàn)傳播信道的角度域自由度，性能提升存在瓶頸。面向未來(lái)6G，近場(chǎng)通信技術(shù)利用電磁波的球面波傳播模型，可同時(shí)在角度域與距離域挖掘利用無(wú)線(xiàn)傳播信道的自由度，為提升6G頻譜效率開(kāi)辟了新的維度，有望成為未來(lái)6G無(wú)線(xiàn)空口關(guān)鍵技術(shù)之一。近年來(lái)，近場(chǎng)通信技術(shù)在國(guó)內(nèi)外備受關(guān)注。2025年3月，中國(guó)IMT-2030（6G）推進(jìn)組正式成立了近場(chǎng)通信任務(wù)組（清華大學(xué)為組長(zhǎng)單位），積極推進(jìn)該技術(shù)的6G標(biāo)準(zhǔn)化與落地應(yīng)用。2025年8月，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP正式修訂完善了6G新中頻（7-24 GHz頻段）的近場(chǎng)信道模型，為近場(chǎng)通信的研究、6G標(biāo)準(zhǔn)化及落地應(yīng)用鋪平了道路。
該獲獎(jiǎng)?wù)撐氖?G近場(chǎng)通信領(lǐng)域早期的學(xué)術(shù)論文之一。論文率先揭示了近場(chǎng)通信區(qū)別于5G大規(guī)模MIMO技術(shù)的物理特性，即近場(chǎng)通信額外具備距離維度上的信號(hào)聚焦能力，基于此提出了近場(chǎng)信道的極坐標(biāo)域（polar-domain）表征方法，高效利用近場(chǎng)信道提供的額外自由度。相比而言，現(xiàn)有5G大規(guī)模MIMO系統(tǒng)常采用遠(yuǎn)場(chǎng)信道的角度域（angular-domain）表征方法，通過(guò)對(duì)空間角度的均勻劃分，挖掘信道的角度信息，保證遠(yuǎn)場(chǎng)信道在角度域的稀疏性。論文提出的近場(chǎng)信道極坐標(biāo)域表征方法，則在均勻劃分空間角度的基礎(chǔ)上，額外增加了對(duì)空間距離的非均勻劃分，從而同時(shí)提取近場(chǎng)信道在“角度-距離”兩個(gè)維度上的信息?；诜颇鶢柦瓶勺C明，團(tuán)隊(duì)提出的極坐標(biāo)域信道表征方法可同時(shí)適配近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)傳播環(huán)境，保證遠(yuǎn)近場(chǎng)信道的極坐標(biāo)域稀疏性。
遠(yuǎn)場(chǎng)信道的角度域表征方法與近場(chǎng)信道的極坐標(biāo)域表征方法
進(jìn)一步，該論文將極坐標(biāo)域信道表征方法應(yīng)用于格點(diǎn)化和非格點(diǎn)化的稀疏信號(hào)恢復(fù)算法，從而實(shí)現(xiàn)精確的遠(yuǎn)近場(chǎng)信道估計(jì)。數(shù)值結(jié)果表明，所提方案可顯著提升近場(chǎng)場(chǎng)景下的信道估計(jì)精度，在遠(yuǎn)場(chǎng)場(chǎng)景下的性能則與現(xiàn)有遠(yuǎn)場(chǎng)算法相當(dāng)，這是因?yàn)樘岢龅慕鼒?chǎng)方法在遠(yuǎn)場(chǎng)場(chǎng)景下將自動(dòng)退化為遠(yuǎn)場(chǎng)方法。
圖3.不同通信距離下的信道估計(jì)均方誤差
論文提出的極坐標(biāo)域近場(chǎng)信道表征方法已經(jīng)被全球30多所科研機(jī)構(gòu)的100多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)直接使用或改進(jìn)，被廣泛應(yīng)用于近場(chǎng)定位、近場(chǎng)通感一體化、近場(chǎng)物理層安全、近場(chǎng)無(wú)線(xiàn)傳能、近場(chǎng)智能超表面等場(chǎng)景。
IEEE通信學(xué)會(huì)萊斯獎(jiǎng)以美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室著名通信專(zhuān)家、統(tǒng)計(jì)學(xué)中萊斯分布（Rician Distribution）的提出者史蒂芬·萊斯（Stephan O. Rice）博士命名。該獎(jiǎng)每年評(píng)選一次，從過(guò)去三年《IEEE通信匯刊》上發(fā)表的所有論文中，基于學(xué)術(shù)質(zhì)量、原創(chuàng)性、實(shí)用性和時(shí)效性等標(biāo)準(zhǔn)，遴選出唯一一篇最具影響力的優(yōu)秀論文，是IEEE通信學(xué)會(huì)頒發(fā)給推動(dòng)通信理論發(fā)展人士的最高榮譽(yù)之一。
論文鏈接：
https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9693928
供稿：電子系
編輯：李華山
審核：郭玲
