无线电通信技术

6G与物联网技术导读

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徐勇军 , 张建华 , 李兴旺

无线电通信技术 | 专题：6G与物联网技术 2025,51(5): 888-890

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无线电通信技术 | 专题：6G与物联网技术 2025, 51(5): 888-890

6G与物联网技术导读

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徐勇军, 张建华, 李兴旺

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特邀策划人重庆邮电大学通信与信息工程学院教授，博士生导师，现任重庆邮电大学高等科学研究院常务副院长。重庆市创新争先先进个人、重庆市学术技术带头人后备人选、新重庆青年创新人才、重庆市巴渝学者青年学者。主要从事B5G/6G通信、物联网、通感一体化、卫星通信、车联网、无线资源管理与网络优化等方面的基础与应用研究。主持国家重点研发子课题、国家自然科学基金、重庆市自然科学基金等国家级、省部级项目20余项，在IEEE Commun.，Surv.，Tuts .等期刊发表论文110余篇，荣获优秀论文奖6篇（其中一等奖3篇），ESI高被引4篇，出版专著2部，获国家授权发明专利40余项，美国发明专利授权1项，科技成果转化20余项。荣获省级/学会科学技术一等奖1项、二等奖5项、三等奖2项，教学成果奖4项（其中一等奖2项），省级一流课程2门，教学竞赛奖4项（其中一等奖1项），参与IMT-2030《智能超表面技术》等技术白皮书4项。获评《电子与信息学报》《电讯技术》《无线电工程》等期刊优秀编委、重庆市电子学会十佳优秀科技工作者、中国通信学会分支机构先进工作者、重庆市九三学社优秀社员、重庆市电子设计竞赛优秀指导教师、重庆市优秀硕士学位论文指导教师、重庆邮电大学优秀教师/最美科技工作者等。现任IEEE Communications Letters，IEEE Open Journal of the Communications Society，Signal Processing，《通信学报》《电子与信息学报》等10余个国内外期刊编委。北京邮电大学教授，现任北邮-中移联合研究院执行院长、网络与交换技术全国重点实验室副主任。国家杰出青年科学基金获得者（及接续资助），中国电子学会会士、中国通信学会会士，曾担任ITU-R IMT-2020（5G）信道模型起草组主席，享受国务院特殊津贴专家。主要从事移动通信的信道建模和传输技术研究，在IEEE JSAC等发表论文400余篇，8篇获优秀论文奖，获国家授权发明专利60余项，国际PCT 7项，获专利优秀奖2项，被采纳标准化文稿近200篇，4G到5G完成信道模型国际标准5项。荣获国家科学技术进步奖一等奖、国家技术发明二等奖2次、2022年第十七届中国青年女科学家奖、茅以升青年科技奖等荣誉。河南理工大学物理与电子信息学院副教授，博士生导师，主要从事无线通信物理层研究。教育部人才计划评审专家，中国科协财政项目评审专家，河南省教育厅学术技术带头人，中国通信学会人工智能专委会委员。主持国家重点研发子课题、省部级重点等项目10余项。在本领域发表学术论文100余篇，出版专著6部，授权发明专利25项，获省部级一等奖1项、二等奖4项、三等奖2项，荣获中国研究生电子设计竞赛全国总决赛优秀指导教师奖，被评为IEEE Transactions on Communications（2022），IEEE Communications Letters（2023）和《电子与信息学报》（2022）优秀评审专家，研究成果获IEEE海因里希·赫兹最佳通信快报奖提名。现担任《通信学报》《电子与信息学报》、IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems，IEEE Transactions on Communications，IEEE Transactions on Vehicular Technology，IEEE Systems Journal，IEEE Sensors Journal等期刊编委。

北京邮电大学教授，现任北邮-中移联合研究院执行院长、网络与交换技术全国重点实验室副主任。国家杰出青年科学基金获得者（及接续资助），中国电子学会会士、中国通信学会会士，曾担任ITU-R IMT-2020（5G）信道模型起草组主席，享受国务院特殊津贴专家。主要从事移动通信的信道建模和传输技术研究，在IEEE JSAC等发表论文400余篇，8篇获优秀论文奖，获国家授权发明专利60余项，国际PCT 7项，获专利优秀奖2项，被采纳标准化文稿近200篇，4G到5G完成信道模型国际标准5项。荣获国家科学技术进步奖一等奖、国家技术发明二等奖2次、2022年第十七届中国青年女科学家奖、茅以升青年科技奖等荣誉。

河南理工大学物理与电子信息学院副教授，博士生导师，主要从事无线通信物理层研究。教育部人才计划评审专家，中国科协财政项目评审专家，河南省教育厅学术技术带头人，中国通信学会人工智能专委会委员。主持国家重点研发子课题、省部级重点等项目10余项。在本领域发表学术论文100余篇，出版专著6部，授权发明专利25项，获省部级一等奖1项、二等奖4项、三等奖2项，荣获中国研究生电子设计竞赛全国总决赛优秀指导教师奖，被评为IEEE Transactions on Communications（2022），IEEE Communications Letters（2023）和《电子与信息学报》（2022）优秀评审专家，研究成果获IEEE海因里希·赫兹最佳通信快报奖提名。现担任《通信学报》《电子与信息学报》、IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems，IEEE Transactions on Communications，IEEE Transactions on Vehicular Technology，IEEE Systems Journal，IEEE Sensors Journal等期刊编委。

Guide to 6G and IoT Technologies

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出版时间: 2025-09-18

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徐勇军, 张建华, 李兴旺. 6G与物联网技术导读. 无线电通信技术, 2025 , 51 (5) : 888 -890 .

. Guide to 6G and IoT Technologies[J]. Radio Communications Technology, 2025 , 51 (5) : 888 -890 .

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随着5G网络的广泛部署与应用，全球通信产业正迈入以智能化、泛在化、绿色化为核心特征的6G发展新阶段。6G不仅聚焦于极致的通信性能提升，还承载着构建智慧社会、推动产业数字化转型的使命。在这一背景下，物联网（Internet of Things，IoT）作为“万物互联”的核心支撑技术，正朝着更大规模、更高智能、更强感知的方向演进，二者的深度融合成为引领未来通信技术发展的关键动力。

为解决传统IoT能耗高、频谱紧缺等问题，6G时代的新型IoT技术不断涌现，从而激发了对IoT新型通信范式的探索与实践，带来了新的研究机遇。为了呈现该领域的最新研究成果，并推动学术界与工业界的技术进步和交流，特组织了本专题，旨在汇聚专家学者的成果，共同探讨新一代IoT关键问题与创新路径，助力构建绿色、智能、高效的未来IoT。

（1）　无线能量传输与波束赋形设计

随着6G通信时代的到来，IoT终端的数量呈指数级增长，传统依赖电池供电的方式在维护成本、系统能耗和可持续性方面面临严峻挑战。为实现“零电池”设备广泛部署，融合无线能量传输与无线信息能量同传（Simultaneous Wireless Information and Power Transfer，SWIPT）的通信方式成为突破当前瓶颈的重要方向。为应对传统供电方式在IoT场景下存在的高功耗与部署复杂等问题，《STAR-RIS辅助无线供能通信的吞吐量优化研究》提出了一种基于可同时透射与反射的有源可重构智能表面（Active Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface，ASTAR-RIS）的无线传输架构。该架构通过引入能量分裂与分时传输机制，联合优化STAR-RIS相位矩阵与通信资源配置，显著提升了吞吐量与能效。采用半定松弛与分式规划方法，将非凸问题有效求解，为能量与信息协同传输系统的设计提供了有益参考。

在高频近场IoT场景中，动态超表面天线（Dynamic Metasurface Antenna，DMA）因其响应灵活、物理尺寸小、功耗低等优势，成为实现紧凑型近场通信设备的理想选择。《基于动态超表面天线的近场无线数能同传波束设计》聚焦于DMA辅助的下行近场无线数能同传（Simultaneous Wireless Information and Power Transfer，SWIPT）系统，提出一种联合优化DMA频响矩阵与数字预编码向量的方案。在确保信息用户最小速率约束的前提下，有效增强了能量接收能力，并仿真分析了用户间距离、最小信干噪比（Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR）等因素对系统性能的影响。

与此同时，通信安全问题在资源受限的IoT中同样不容忽视。相较传统密码学方法，物理层密钥生成技术以其轻量、低复杂度等特点，成为实现低功耗安全通信的重要补充。《硬件损伤情况下IRS辅助密钥生成系统鲁棒波束赋形设计》针对发射与接收设备存在硬件损伤的情形，构建了鲁棒优化模型，采用交替优化、逐次凸近似与惩罚函数等方法，对发射波束与IRS相位矩阵进行联合优化，提升了密钥生成速率的稳定性和系统安全性。

（2）　系统协同优化与智能通信协议

面对频繁变化的网络状态、多源异构的计算需求和海量终端的接入挑战，传统通信协议与静态资源分配机制难以满足未来IoT在低时延、高可靠与智能调度方面的迫切需求。因此，构建具备“环境感知、自主决策、协同优化”能力的智能通信体系成为研究热点。

针对车联网空中小区频繁切换带来的连接中断与任务失效问题，《多层空基车联网中基于切换感知的任务卸载与资源分配》构建了融合高空平台与无人机的多层空基边缘计算架构。该方案创新性地引入“切换时间窗预测机制”，在保证车载设备能耗与算力约束的前提下，联合优化带宽分配、计算卸载与资源调度策略。为降低混合整数非线性问题求解复杂度，设计了三阶段交替优化算法，显著提升了系统响应能力与任务稳定性，在大任务量下总时延可降低25%以上。

在飞行自组网（Flying Ad hoc Network，FANET）等灾难或无基础设施场景中，网络拓扑快速变化、链路频繁中断等问题更为严重。《面向通信空白场景的DRL辅助FANET双跳信息增强路由协议》提出了一种结合马尔可夫决策建模与深度强化学习的智能路由方法。通过融合双跳邻居节点链路信息与信道容量状态，该方法能动态感知网络变化并自主决策路由路径。仿真结果显示，该方法在不同规模与负载条件下都显著降低了平均端到端时延，表现出良好的泛化性和鲁棒性。

为进一步提升IoT系统的生命周期管理与数据收集效率，《基于强化学习的无人机辅助高效能数据收集方法》利用UAV的灵活性构建空地协同数据采集链路，并提出集成深度强化学习与预测神经网络的智能调度机制。该机制可根据历史流量特征智能预测节点需求，提前规划飞行路径与资源调度，从而降低IoT设备能耗，延长网络整体寿命。实验表明，该算法在预测数据占比仅12.5%时，系统生命周期可延长1.2倍。

此外，《面向用户随机部署的RSMA有源RIS辅助通信系统性能研究》关注大规模IoT系统随机用户分布下接入性能不佳的问题，在Nakagami-m信道模型下，提出了面向有源RIS辅助RSMA架构的接入优化策略。通过构建级联信道统计模型，采用矩匹配方法获得闭式中断概率表达式，并进一步推导分集阶数与渐近性能，为功率分配策略提供理论依据。结果表明，在合理配置下，该系统可显著降低中断概率并提升链路鲁棒性，适用于密集部署IoT环境中的接入保障。

（3）　低功耗IoT架构与高精度定位

当前IoT技术正从“可连接”向“泛在感知与智能响应”发展，这一趋势要求IoT设备不仅具备大规模部署能力，更需具备低功耗运行、长生命周期与高精度定位等综合性能。然而，受限于当前能源供给方式、频谱使用效率及定位技术的环境适应能力，IoT系统在严苛条件下仍面临能效瓶颈与感知失效等问题。因此，构建高能效通信架构与复杂环境下稳定的高精度定位机制，成为下一代IoT研究中的关键技术方向。

针对全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）在室内、隧道等弱信号环境中失锁率高、定位失效的问题，《弱信号环境下基于改进扩展卡尔曼滤波的高精度定位算法》提出一种融合超宽带（Ultra-Wideband，UWB）测距与改进扩展卡尔曼滤波的鲁棒定位方法。该算法引入多新息融合与遗忘因子机制，充分利用历史观测信息，增强系统对噪声扰动与信号不连续的适应性。实验结果表明，该方案将定位均方根误差降低至0.179 m，显著提升了系统在复杂环境下的连续性与精度，具有良好的实际部署价值。

在复杂智能电网环境中，传统定位系统常因大功率设备干扰而难以实现弱信号高精度定位。《智能超表面辅助的NOMA系统定位性能优化》面向多基站多用户干扰条件下RIS-NOMA通感系统的定位问题，构建以用户定位误差为优化目标的联合资源分配模型。采用拉格朗日对偶法与次梯度法，应对多小型基站干扰、功率控制及服务质量（Quality of Service，QoS）保障等非凸优化挑战。结果表明，在资源配置一致的条件下，该RIS-NOMA结构可显著降低平均定位误差，提升系统对弱定位信号的识别能力，为智能电网环境下的高精度定位提供了可行思路与算法支撑。

针对IoT在大规模接入与能量受限条件下面临的挑战，《低功耗物联网研究综述：原理、架构与应用场景》对当前低功耗IoT技术的发展脉络进行全面梳理。首先回顾了典型低功耗通信原理及其在LoRa、NB-IoT等协议中的实现机制，进一步分析了面向不同应用环境的架构设计差异。在此基础上，总结了低功耗IoT在智能农业、远程监控等领域的典型应用，并展望其在6G时代向绿色节能、自适应协议与智能协同演进的关键技术路线。文章为研究者系统理解低功耗IoT原理、架构等提供参考。

综上，本专题全面展示了6G与IoT融合技术的最新研究进展，内容涵盖了无线能量传输与波束设计、系统协同优化与智能通信协议、低功耗IoT架构与高精度定位等多个关键方向。各篇文章从理论建模到算法设计，再到典型应用验证，系统探讨了STAR-RIS、DMA、UAV、FANET、RSMA等新兴技术在下一代IoT场景中的协同作用，展现了该领域在提升能效、增强智能、拓展功能等方面的创新潜力。希望本专题能够为读者深入理解IoT核心问题与前沿技术提供有益启发与理论支撑，进一步推动IoT在未来通信系统中的创新发展与规模化落地。

最后，感谢各位专题评审专家的专业指导与辛勤付出，同时衷心感谢所有作者的高质量投稿与杰出贡献！

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2025年第51卷第5期

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首发时间：2026-04-17
出版时间：2025-09-18

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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