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1、智能全息无线电技术研究报告2022 年年 11 月月 版权声明版权声明 Copyright Notification 未经书面许可 禁止打印、复制及通过任何媒体传播 2022 IMT-2030（6G）推进组版权所有 前言前言 报告分析了移动通信物理层演进的底层逻辑，阐述了智能全息无线电技术的基本概念、原理、架构以及应用场景。通过对国内外研究现状、理论和建模、以及关键技术的研究分析，报告认为尽管智能全息无线电已经有一定的理论和模型支撑，但是仍缺乏系统的链路性能仿真，且为满足灵活性、低延迟、功耗和复杂性方面的要求，需要将部分信号处理从数字层面转移到电磁层面（引入光学计算或超表面作为计算单元），将带

2、来算法和异构计算无缝融合方面的挑战。报告最后对智能全息无线电后续的工作提出了具体建议，重点在全息空中接口的链路级性能仿真和验证、全息空间谱复用和解复用算法（如K空间信道化等）优化、以及层次化异构信号处理架构的仿真与验证等。报告第一章为概述；第二章介绍了智能全息无线电的基础原理、系统架构和模型；第三章分类阐述了智能全息无线电潜在应用场景与可能的技术需求；第四章重点讨论了智能全息无线电的潜在关键技术；第五章简述了原型验证系统；第六章主要描述智能全息无线电的技术成熟度、产业现状和研究动态；第七章为总结、展望及后续工作建议。报告分析了移动通信物理层演进的底层逻辑，阐述了智能全息无线电技术的基本概念、原

3、理、架构以及应用场景。通过对国内外研究现状、理论和建模、以及关键技术的研究分析，报告认为尽管智能全息无线电已经有一定的理论和模型支撑，但是仍缺乏系统的链路性能仿真，且为满足灵活性、低延迟、功耗和复杂性方面的要求，需要将部分信号处理从数字层面转移到电磁层面（引入光学计算或超表面作为计算单元），将带来算法和异构计算无缝融合方面的挑战。报告最后对智能全息无线电后续的工作提出了具体建议，重点在全息空中接口的链路级性能仿真和验证、全息空间谱复用和解复用算法（如K空间信道化等）优化、以及层次化异构信号处理架构的仿真与验证等。报告第一章为概述；第二章介绍了智能全息无线电的基础原理、系统架构和模型；第三章分类

4、阐述了智能全息无线电潜在应用场景与可能的技术需求；第四章重点讨论了智能全息无线电的潜在关键技术；第五章简述了原型验证系统；第六章主要描述智能全息无线电的技术成熟度、产业现状和研究动态；第七章为总结、展望及后续工作建议。目录 前言 .2 图目录 .5 第一章 智能全息无线电概述.7 第二章 基础原理和模型.9 2.1 基础原理.9 2.2 智能全息无线电系统架构.12 2.2.1 基于连续孔径有源天线阵列的全息无线电系统架构.12 2.2.2 基于 RIS+离散孔径有源天线阵的全息无线电系统架构.13 2.2.3 基于分布式天线或蠕虫孔径的全息无线电系统架构.15 2.2.4 面向全息无线电的层

5、次化的异构光电计算和光电 AI 系统架构.16 2.3 理论与建模.17 2.3.1 全息无线电近场理论与信道建模.18 2.3.2 基于 FFT 的全息无线电理论与建模.22 2.3.3 基于编码孔径相关性（Coded Aperture Correlation）的全息无线电理论与建模.26 2.3.4 基于高性能射线跟踪的全息无线电信道建模.27 2.4 本章小结.30 第三章 潜在应用场景和用例.31 3.1 动态谱地图（5D Mapping）.31 3.2 超低功耗物联网以及智慧城市中的全息接入点(H-AP)部署场景.33 3.3 室内环境下的全息 RF 层析成像（RF-CT）.33 3

6、.4 通信、感知和成像融合应用场景.34 3.5 智能汽车和智能工厂的超高数据密度并行无线数据总线.35 第四章 潜在关键技术.36 4.1 光电二极管和 EOM 紧耦合的连续孔径有源天线阵集成.37 4.2 微波光子前端与光学信号处理的透明融合.38 4.2.1 微波/光波高保真映射变换技术.39 4.2.2 微波/光波高保真传输技术.40 4.2.3 微波光子前端与三维光信息处理验证系统.41 4.3 面向智能全息无线电的算法构建.42 4.3.1 RF 全息空间的快速重构算法以及 K 空间层析.42 4.3.2 面向智能全息无线电的空间滤波和空间波场合成算法.47 4.3.3 大规模分布