到目前为止，通信抗干扰技术主要经历了常规扩谱抗干扰和智能抗干扰 2 个发展阶段。其中，常规扩谱抗干扰技术以香农信息论为基础，通过扩展通信信号频谱来分散干扰方的干扰功率；智能抗干扰技术遵循“敌变我变”策略，在精确认知干扰信号的基础上，有针对性地动态调整通信信号参数，以适应变化的干扰环境。常规扩谱抗干扰和智能抗干扰都是通信抗干扰方在有限的通信信号空间内与通信干扰方的对抗博弈，主要差别在于两者的智能化程度有所不同。然而，随着干扰变化规律和电磁环境的日益复杂，现有抗干扰技术遇到了性能提升的瓶颈。

    针对现有基于干扰认知的无线通信抗干扰方法难以有效应对未知干扰和智能干扰的问题，国防科技大学第六十三研究所姚富强院士团队在《通信学报》2023年第10期发表了《基于多智能超表面的信道空间内生抗干扰方法》，收录于专题“电磁空间信号传输设计与智能化处理”。本文将智能超表面（RIS, reconfigurable intelligent surface）的应用扩展到无线通信抗干扰，提出了一种基于多智能超表面的信道空间内生抗干扰方法。其基本思路是通过分别优化位于电磁空间中的智能超表面反射系数、发射波束和接收波束，使智能超表面成为增强通信信号和抑制干扰信号的可控信道；通过调整各智能超表面的开关状态，使发射机-RISl(1≤l≤L)-接收机之间构成一种动态异构冗余的无线信道空间，并利用通信信道与干扰信道之间的异构性，为实现不以干扰精确认知为前提的内生抗干扰提供了技术支撑。
 

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    朱勇刚, 孙艺夫, 姚富强, 李程, 郭文龙, 安康. 基于多智能超表面的信道空间内生抗干扰方法[J]. 通信学报, 2023, 44(10): 13-22 doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2023207

成果精炼

    1）构建了一种基于多智能超表面的动态异构冗余信道抗干扰模型，为利用信道资源抵抗未知干扰提供了基础。所提模型以频谱效率最大化为目标，通过设计多个智能超表面反射系数、收发波束以及智能超表面的开关工作状态等优化变量，来表征不确定干扰条件下的可靠通信问题，构建同时增强通信信号和抑制干扰信号的动态异构冗余的无线信道，为无线通信抗干扰提供了新的维度。

    2）提出了一种基于多智能超表面优化与选择的信道空间内生抗干扰方法。所提方法针对优化过程中需要用到的干扰信息往往难以准确获取的问题，对不确定干扰信息进行鲁棒化处理，为实现不以干扰精确认知为前提的内生抗干扰提供支撑。同时，针对多优化变量强耦合问题，使用交替优化框架将多个优化变量解耦，然后分别采用最大比率传输准则、最小均方误差准则和循环坐标下降法求解最优发射波束、最优反射波束和多智能超表面的最优闭式解。最后，利用贪婪算法优化多智能超表面的开关状态。

    3）本文在不同条件下验证了所提信道空间内生抗干扰方法的有效性、鲁棒性和计算复杂度。①所提方法随着干扰功率的增加始终保持较高的频谱效率；②所提方法的频谱效率随着RIS单元个数的增加而提升；③所提方法的频谱效率随着发射机与接收机的天线数的增加而增加；④所提方法对于信道不确定性具有较好的鲁棒性；⑤与已有抗干扰方法相比，所提方法能够在不精确认知干扰的条件下有效抵抗干扰，且具有较低计算复杂度，为实现信道空间内生抗干扰提供了技术支撑。

研究团队
 

    国防科技大学第六十三研究所姚富强院士及其团队长期从事无线通信抗干扰理论与技术研究，突破了系列关键技术，主要成果得到广泛应用，获国际电信联盟等联合国机构WSIS冠军奖1项、国家科技进步奖二等奖3项、省部级科技进步一等奖7项。近年来，围绕通信抗干扰新技术等方向在国内外知名期刊发表多篇相关论文。