通信专题：RIS研究进展与网络部署挑战

今天分享的是通信专题系列深度研究报告：《通信专题：RIS研究进展与网络部署挑战》

（报告出品方：未来移动通信论坛）

报告共计：64页

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引言

第五代移动通信(the 5th Generation Mobile Communication，5G)网络已经商用落地四年，网络基础日益完备，创新能力不断增强，赋能效应持续凸显，赋值效应更加显著。截止2023 年，全球已累积建设 5G 基站约 481个，5G移动电话用户大 14.2亿户。5G 行业应用也已经融入 60个国民经济大类，成为推动实体经济数字化转型升级的“加速器”。大规模多输入多输出(Multi-nput Multi-Output,MIMO)、毫米波通信(millieter wave，mm Wave)等新型关键技术创新为移动通信系统代际更迭注入源源不断的活力，将网络容量提升千倍，为千亿台设备提供泛在连接。然而，5G关键技术所带来的高复杂度、高成本、高能耗等问题尚未解决。例如，将大规模 MIMO 的应用从6GHz 以下频段扩展到 mmWave 频段通常需要更复杂的信号处理以及更昂贵、更耗能的射频硬件。因此，未来第六代移动通信(the 6thGeneration Mobile Communication，6G)将继续探索更高的频谱效率、更高的能量利用效率和更高的成本效益，以实现更大的容量、更低的延迟、更高可靠性、更高安全性和更全面覆盖的美好愿景。

智能超表面(Reconfigurable Inteligent Surface，Rls)是一种通过可调电磁元件控制电磁波传播特性的新技术，由紧密排布的低成本无源电磁超材料构成，通过引入可调器件阵列和控制模块，使得每个元件的工作状态独立可调，引起入射信号的振幅和/或相位变化，从而实现细粒度的三维波束赋形。RIS可以作为中继节点赋能通信网络，有望打破传统无线环境的随机性和不确定性为移动通信网络带来的不可控因素，重塑无线传播环境，提供了新的自由度，并为实现智能和可编程无线环境开辟了道路。RIS 具有低功耗、低成本、低热噪声、

全双工和易部署等优势，具备面向未来网络的部署潜力。RIS 作为一种新兴的跨学科技术，需要无线通信、射频工程、电磁学和超材料等学科的的协同配合,全球学术和产业界已开展了相关的研究和试验工作。经过几年如火如荼的研究，智能超表面技术的研究已取得一定突破，面向商用落地，业界在共同努力，积极攻克工程化挑战，逐步向低成本、低功耗和易部署的技术目标迈进，为RIS在未来的广泛部署夯实基础。

覆盖补盲场景

智能超表面最典型的应用场景是在无线信道侧,作为一种低成本低功耗的信道环境调控节点，如图 2.1所示，可针对移动网络覆盖补自、多流增速等深度覆盖需求，部署在基站与覆盖盲区之间，通过智能超表面按需构造非视距反射路径或改变电磁波透射特性，可有效解决由于障碍物遮挡产生的室内/外盲区问题，提升室外宏站穿透玻璃覆盖室内的网络质量，改善小区边缘用户富散射环境，提高小区边缘用户传输性能，以低成本低功耗方式实现深度覆盖和提速扩容。

RIS 部署在基站(Base Station，Bs)和覆盖盲点之间，以动态构建非视线反射路径或改变电磁波传输特性。蜂窝网络中存在信号被障碍物阻挡的覆盖盲区,包括建筑物的阴影区、密集城市地区的街角、室内外(或车内车外)之间的边缘。在上述场景中，RIS可以部署在基站和覆盖盲区之间，通过有效反射/传输传输信号到达覆盖盲区来提高覆盖性能。

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