2025年3月21日，江苏省应用数学科学研究中心的虞文武教授和崔铁军院士、程强教授领导的研究团队在计算机网络与信息通信领域的国际顶级学术期刊《IEEE Transactions on Wireless Communications》上发表了题为“Double STAR-RIS Enhanced Secure Wireless Communications”的研究成果。
随着通信技术的飞速发展，安全通信逐渐成为未来无线通信中不可或缺的一部分，其重要性渗透到民用和军用等多元领域。无线信道的独特传播特性，一方面为通信提供了灵活性和便捷性，另一方面其广播本质却使电磁波信号暴露在开放环境中，导致恶意窃听者与合法用户均可接收到无线信号，这使得在复杂的传播环境中，如多径效应、信号衰落及干扰等不可控因素作用下，私有信息的保护极具挑战性。
为解决上述瓶颈问题，研究团队创新性地提出了一种双STAR-RIS（Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface）辅助的安全通信网络架构，该架构通过同时透射和反射电磁波信号，实现了对全空间信号覆盖的灵活调控，核心技术在于高效优化基站侧有源波束与STAR-RIS侧无源反射/传输波束，从而在反射单元数量不变的前提下，显著提升通信系统的安全传输性能。研究结果表明在反射单元个数不变的情况下，相比单RIS/双RIS/单STAR-RIS辅助的通信网络，双STAR-RIS场景能够实现更高的安全性能，相比无RIS场景，实现了44%的安全性能提升。此外，该研究提出的低复杂度有源和无源波束优化算法能够有效降低资源分配时间，从而提高网络反应速度。
图1：双STAR-RIS辅助的安全通信网络
图2：不同场景下的通信网络安全传输性能
论文信息：Yujin Cai, Xiaokai Nie, Wenwu Yu, Qiang Cheng, and Tiejun Cui, IEEE Transactions on Wireless Communications, 2025. 该论文第一作者为虞文武教授团队蔡豫晋博士后，该研究工作得到了科技部重点研发计划科技创新2030“新一代人工智能”重大项目、国家自然科学基金重点项目的支持。
