無線網絡容量需求的持續快速增長，讓無處不在的無線連接已經成爲現實，同時，随着網絡容量需求的不斷提升，高度複雜(zá)的網絡、高成本的硬件和日益增加的能源消耗成爲未來無線網絡面臨的關鍵問題。

長期以來，受限于材料相對固定的電(diàn)磁參數，人們對電(diàn)磁波的控制力僅局限于發射機和接收機，然而，智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface，RIS）技術是一(yī)種具有可編程電(diàn)磁特性的人工(gōng)電(diàn)磁表面結構，它包含大(dà)量獨立的低成本無源亞波長諧振單元。每個RIS單元具備獨立的電(diàn)磁波調控能力，可以通過改變RIS單元的參數、空間分(fēn)布等來控制每個單元對無線信号的響應，例如相位、幅度、極化等。通過大(dà)量RIS單元的無線響應信号的互相疊加，在宏觀上形成特定的波束傳播特征，從而形成靈活可控的賦形波束。

簡單理解來看，智能超表面能夠靈活操控信道環境中(zhōng)的電(diàn)磁特性，進而實現以可編程的方式對空間電(diàn)磁波進行主動的智能調控，同時，作爲超材料的二維實現，RIS天然具有低成本、低能耗和易部署的特性，可用于解決未來無線網絡面臨的諸多問題。

因此，作爲多天線技術的一(yī)種擴展，智能超表面技術近年來受到了業界越來越高的關注，并引發了針對相關技術理論及應用方案的深入研究與廣泛探索。

據悉，從2020年開(kāi)始，中(zhōng)國學術界與産業界聯合，開(kāi)展了一(yī)系列RIS産業推進活動，極大(dà)地促進了RIS的技術研究與工(gōng)程化進程。其中(zhōng)，2020年6月，IMT-2030(6G)推進組無線技術組成立了“RIS任務組”。同年9月，中(zhōng)國通信标準化協會(CCSA)TC5 WG6成立“RIS研究項目”。2021年9月17日，IMT-2030 (6G)推進組在6G研讨會RIS分(fēn)論壇上正式發布業界首個《智能超表面技術研究報告》。2022年4月7日，智能超表面技術聯盟（RISTA）暨第一(yī)屆會員(yuán)大(dà)會在北(běi)京召開(kāi)，這标志(zhì)着智能超表面技術聯盟正式成立。在這之中(zhōng)，作爲設備商(shāng)的代表，中(zhōng)信科移動較早啓動了RIS技術的研究工(gōng)作，參與了ITU、CCSA、IMT-2030(6G)推進組等研究和産業标準化組織的相關推進工(gōng)作，2022年還參與了IMT-2030(6G)推進組智能超表面技術測試工(gōng)作，積極推動相關技術走深向實。

無疑，5G作爲新一(yī)代信息通信技術的發展方向，承載着數字經濟發展的關鍵支撐，當前，我(wǒ)國正積極開(kāi)展5G融合應用探索，而應用的背後，穩定的網絡容量需求持續凸顯。

當前，大(dà)規模天線技術作爲提升頻(pín)譜效率的重要手段，已經在5G網絡中(zhōng)得到廣泛應用，然而，随着天線數目的不斷增大(dà)，單基站成本、功耗、體(tǐ)積重量等約束條件對于超大(dà)規模天線應用帶來明顯制約，使得更大(dà)規模天線應用受到很多的限制。

記者了解到，相比于傳統的有源天線陣列，RIS具備低成本、低能耗，并且可編程、易部署、以更大(dà)天線規模取得高賦形增益等特點，可以被用來增強覆蓋、提高吞吐量、提升能效等，同時，将RIS用在發射機，可以更低的成本與能耗實現超大(dà)規模天線陣列，可實現更靈活波束賦形，更大(dà)的波束掃描角度，簡化發射機結構。

值得一(yī)提的是，目前，中(zhōng)國在RIS的材料工(gōng)藝、理論研究、實現算法及工(gōng)程試驗等方面做出了重大(dà)貢獻，而作爲未來通信關鍵技術領域中(zhōng)一(yī)個極具潛力的方向，RIS有機會在5G-Advanced網絡中(zhōng)提前落地，并可能在未來6G網絡中(zhōng)使能智能無線環境，進而帶來全新的網絡範式。

當前，6G網絡關鍵技術的研究及技術驗證吸引了學術界和産業界的極大(dà)關注。事實上，當我(wǒ)們在讨論5G技術和6G技術時，如何界定6G技術和5G技術的範疇是一(yī)個很重要的問題。

記者了解到，高頻(pín)毫米波是5G-Advanced和6G潛在工(gōng)作頻(pín)段。高頻(pín)信号存在路徑損耗較大(dà)，小(xiǎo)區半徑較小(xiǎo)，受障礙物(wù)遮擋、雨雪天氣、環境吸收影響大(dà)等缺點，使得應用場景上存在較大(dà)的限制。通過智能超表面技術，可以使得毫米波應用場景取得較大(dà)的改善。

一(yī)方面可在基站和終端用戶之間部署智能超表面設備，通過中(zhōng)繼型智能超表面能夠在視距通信不可達或信号質量較差的盲區或小(xiǎo)區邊緣，按需動态建立非視距鏈路，從而提升網絡深度覆蓋質量，減少覆蓋盲區；但是，中(zhōng)繼型智能超表面技術仍然存在級聯信道信息獲取困難，需要大(dà)面積的RIS陣列來保證接收信号能量、無源RIS無法實現高效波束跟蹤等技術亟待突破。

另一(yī)方面，将RIS作爲發射機，和傳統天線陣列相比，利用RIS構建了規模更大(dà)的天線陣列形态，從而實現毫米波系統實現更大(dà)覆蓋和更高容量。在索士強看來，随着智能超表面技術的新型天線陣列技術成熟，也可能用于5G-Advanced系統設備中(zhōng)，實現6G技術的5G化應用。

此外(wài)，RIS還在其它應用場景上有巨大(dà)的應用潛力。例如，對于無人機、衛星場景，RIS可以極大(dà)減輕的天線陣列自重，減小(xiǎo)陣列體(tǐ)積，更易于拓展陣列規模以獲得更高的陣列增益；綠色節能上，将RIS用于能量收集與傳輸，一(yī)方面可以解決RIS自身的能量供給問題，另一(yī)方面可以通過RIS反射射頻(pín)能量來爲目标用戶提供能量供給，這爲綠色通信提供了新的解決思路與可行方法。

記者了解到，目前，除了基于智能超表面的大(dà)規模天線多流傳輸發射機方案測試驗證之外(wài)，爲了配合IMT-2030(6G)推進組智能超表面技術測試驗證工(gōng)作，中(zhōng)信科移動還開(kāi)展了針對智能超表面輻射特性與非視距(NLOS)場景及補盲方案等項目的測試，檢驗了智能超表面的關鍵性能指标，并驗證了智能超表面作爲中(zhōng)繼的覆蓋補充效果。

需要指出的是，在RIS推進中(zhōng)，仍存在涉及理論模型、應用技術、工(gōng)程化研究等方面挑戰。首先，理論模型的刻畫上，雖業界已有一(yī)些積累，但後續還需在電(diàn)磁調控物(wù)理機理、電(diàn)磁信息學、信道模型等方面進一(yī)步深入探索，以盡快構建完善的理論體(tǐ)系，同時，RIS是材料科學、電(diàn)磁學、信息與電(diàn)子學、通信工(gōng)程等多學科交叉融合的技術，需要多學科協同推進。

無疑，本次智能超表面技術的推進，驗證了智能超表面陣列作爲基站發射機天線陣列構建靈活多流波束賦形的技術可行性，拓寬了智能超表面的應用場景，有助于加快智能超表面技術的落地和産業化進程，未來，随着超材料天線的應用推廣，智能超表面設備形态将更加豐富多樣，而低成本、低功耗、易部署的智能超表面設備将成爲基站提供有效的補充和延伸。

（通信産業報 黨博文）

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