随着全球6G技术进入国际标准实质性推进与技术方案加速收敛的关键阶段，非地面网络作为赋能6G泛在连接愿景的核心技术，已成为我国卫星互联网与“算力上天”等新兴业务场景的关键支撑。然而，星地之间严重信号衰减、复杂用户干扰以及终端硬件资源受限等问题，使得基于固定天线的超大规模MIMO技术难以支撑非地面网络大容量、高并发、低时延的无线数据处理传输需求。近年来，流体天线技术凭借其灵活可重构特性引发学术/产业界的高度关注。该技术能够在物理层动态调整空间位置、辐射模式、极化方式乃至有效孔径，为非地面网络引入新的空间自由度，开辟性能提升的新方向。因此，如何利用流体天线无线传播环境重构能力，提升6G非地面网络在资源受限条件下的网络容量与传输速率瓶颈，已成为当前通信领域亟需解决的关键问题。

针对上述挑战，中国科学院上海高等研究院（以下简称“上海高研院”）智能信息中心下一代移动通信网络团队提出了以流体天线为代表的可重构器件辅助非地面网络架构及优化方案，将现有通信网络进一步拓展为空天地一体、通感算融合的综合服务体系，并对相关技术研究进行了系统性的全面梳理。相关成果以“Advancing Fluid Antenna-Assisted Non-Terrestrial Networks in 6G and Beyond: Fundamentals, State of the Art, and Future Directions”为题，发表于通信领域旗舰期刊IEEE Communications Surveys & Tutorials。

图1 流体天线辅助非地面网络的应用场景

图2 论文组织结构

本研究在业内首次系统性梳理了以液态天线、可编程像素阵列天线以及机械可移动天线为代表的三类流体天线在非地面网络下的工作原理、硬件实现、信道建模与信道估计技术，为该技术的理论研究与工程应用夯实了根基。在此基础上，高研院研究团队进一步发挥专业优势特长，深入探索了流体天线在非地面网络的性能增益边界，提出了流体天线与无蜂窝大规模MIMO、全双工通信、下一代多址接入以及智能表面等先进技术的新型融合架构，拓展了其在移动边缘计算、空中计算、联邦学习和通感一体化等多功能集成网络中的创新应用。同时，本工作与6G国际标准工作紧密结合，研究并展示了流体天线辅助非地面网络在提升干扰抑制、频谱效率、降低能耗、覆盖增强和海量连接方面的巨大优势。最后，本研究结合6G国际标准化推进方向与6G学术/产业界发展趋势，前瞻性地分析了以流体天线为代表的可重构器件辅助助非地面网络的未来发展机遇，为推动6G非地面网络下可重构器件技术的研究发展提供了重要参考框架。

图3 流体天线辅助空中网络与卫星网络的优化技术总结

研究工作由上海高研院牵头，联合上海交通大学武庆庆教授团队、中山大学江明教授团队、日本电气通信大学策力木格院士团队和伦敦大学学院Kai-Kit Wong教授团队协作完成。论文第一作者为上海高研院智能信息中心徐天衡研究员，学生第一作者为上海高研院博士研究生范润科，通讯作者为上海高研院兼职研究员/中电科集团深圳网安首席科学家陈先福。本工作获得了国家科技重大专项、国家自然科学基金、上海市6G重点项目、英国工程与自然科学研究理事会、中国科学院国际伙伴计划以及日本科学技术振兴机构等多项资助支持。（Tianheng Xu, Runke Fan, Jie Zhu, Pei Peng, Xianfu Chen*, Qingqing Wu, Ming Jiang, Celimuge Wu, and Kai-Kit Wong）

文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/11622450