清华大学何源团队 | 射频计算：物联网研究新方向

摘要：JCST 2025年第4期的封面文章提出了面向物联网的新计算范式——射频计算。作者团队希望通过本篇文章阐述其对物联网发展现状和趋势的理解，站在计算机学科的视角，揭示蕴藏在计算、通信、智能、电子、材料等多学科前沿进展中的共性洞察，探讨解决领域共性瓶颈难题的新思路

JCST 2025年第4期的封面文章提出了面向物联网的新计算范式——射频计算。作者团队希望通过本篇文章阐述其对物联网发展现状和趋势的理解，站在计算机学科的视角，揭示蕴藏在计算、通信、智能、电子、材料等多学科前沿进展中的共性洞察，探讨解决领域共性瓶颈难题的新思路，为物联网及相关科学领域的研究和创新提供参考借鉴。该论文由清华大学何源教授团队撰写。

核心观点

射频信号具有作为信息载体的特殊优势以及可计算的特征。

射频计算是指将射频信号作为信息载体和计算对象，通过在射频空间内对其做变换从而完成相应的信息处理和转换的过程。其中，射频空间是指射频信号存在与传播的空间。

数模混合的计算方法是射频计算系统的典型特征。

射频计算作为实现感知-通信-计算一体化的新方法，与传统计算相比，在能效、实时性与成本等方面具备显著优势，但仍面临一系列科学和技术挑战。

随着物联网技术的快速发展，其在感知能力、连接能力和综合应用等方面都取得了显著进步，但仍然难以满足泛在感知和全天候运维的需求，归结起来主要面临三方面挑战：（1）感知手段单一，物理空间覆盖能力有限；（2）部署及运维成本高昂，制约大规模应用；（3）能量下限难以突破，造成终端设备的性能妥协。究其原因，当前以数字计算为主导的物联网技术将感知、传输、计算彼此分离，不可避免地造成了信息的流失和过高的成本。而近年来相关领域的研究进展揭示了射频信号作为信息载体的特殊优势以及可计算的特征，这启发我们探索面向物联网的新计算范式，研究以射频为计算对象的基础理论和关键技术。

本文系统性地阐述了射频计算（RF Computing）的理论基础与技术框架，研究内容聚焦于以下三个方面：1) 定义射频计算的基本概念与操作分类；2) 归纳分析射频计算的相关研究进展；3) 探讨射频计算发展面临的关键科学问题与未来研究方向。通过深入探讨现有开放性问题和潜在研究方向，为解决物联网发展面临的瓶颈问题提供新的思路。

射频计算未来研究空间广阔，其中最具研究价值和重要性的科学问题包括：射频器件计算能力的统一建模、量化和评估方法，射频资源的生成、发现与管理，射频信号的模拟域计算方法，射频系统编程方法，射频系统的调试与测试，等等。