崔铁军院士等：3D堆叠智能超表面（SIM）新进展

除了二维（2D）可编程超表面，智能超表面领域一个令人兴奋的突破是三维（3D）堆叠智能超表面（SIM）已经被开发出来，通过直接处理波域中的模拟电磁信号，大大提高了信号处理效率。6G公众号（ID：sixgmobile）了解到新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院Jiancheng An、阿联酋哈利法科技大学Mérouane Debbah、崔铁军院士、新加坡国立大学电气与计算机工程系Zhi Ning Chen、新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院Chau Yuen撰文深入研究了SIM的基本原理，讨论了相关的原型及其应用，还提供了数值结果来说明SIM在模拟信号处理中的潜力，最后讨论了未来研究方向。

最近，3D堆叠智能超表面（SIM）已被开发用于实现波域中的模拟信号处理。如图1所示，SIM是通过紧密堆积多层可编程超表面而制造的，其架构在概念上与人工神经网络（ANN）有相似之处。SIM中的电子可编程超原子的功能类似于ANN中的人工神经元，其复值传输系数可用作可训练的网络参数。通过正确配置每个超表面上的超原子的传输系数，当电磁波以光速传播通过分层结构时，SIM能够自动完成各种高级计算和信号处理任务。由于SIM直接处理自由空间中携带信息的电磁波，因此它们不再需要任何数字存储、传输、信息预处理以及外部计算能力。最近的原型已经证明SIM具有令人印象深刻的应用能力，例如MIMO波束赋型、雷达传感和图像分类。