清华大学刊发特邀论文：澄清RIS九大基本问题，揭示一个关键挑战

发布时间：2023-08-11 15:36:18 来源:通信产业网

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(记者党博文)日前，《清华大学学报（英文版）》最新刊发了一篇特邀论文“Reconfigurable intelligent surfaces for 6G: Nine fundamental issues and one critical problem”，首先系统性地概述了RIS的技术基础、澄清了RIS的9个基本问题，并揭示一个关键挑战。

与此同时，上述论文首先解释了RIS的技术基础，包括其工作原理、硬件设计方法、及对通信系统的潜在优势。基于技术基础，指出并回答了RIS的9个基本问题，以明确定义RIS技术特征，将其与经典技术区分开来，并澄清了文献中的一些常见误解。

所澄清的9个基本问题包括：RIS与经典大规模MIMO有什么区别？RIS与传统中继有什么区别？RIS是否只是反射信号？RIS真的是无源的吗？RIS是否不引入热噪声？RIS是否能实现“平方定律”的渐近阵列增益？RIS是否真的“智能”？RIS如何高效产生反射式波束？RIS是否真的节能？

为了克服上述关键挑战，该论文进一步介绍了一种被称为有源RIS的潜在解决方案。如下图所示，与现有的无源RIS只能被动地反射信号而不能对其进行放大不同，有源RIS通过在每个（或者部分）RIS单元上集成额外的反射式功放，从而对反射信号进行调控的同时，还能对其进行高增益的放大，从而克服乘性衰落效应，在典型场景下实现容量增强。

该文进一步展示了近期清华大学戴凌龙教授团队开发了的64单元有源RIS辅助无线通信原型机，其工作频率为，带宽为40MHz，如下图所示。基于该原型机，戴教授团队完成了现场实测验证，证明了有源RIS对增强反射链路的显著增益。

据悉，随着无线网络容量需求的持续快速增长，未来十多年，无处不在的无线连接将会成为现实，“通信-感知-计算”一体化的网络也将可能实现，但高度复杂的网络、高成本的硬件和日益增加的能源消耗成为未来无线网络面临的关键问题，智能超表面（RIS）技术具有低成本、低能耗、可编程、易部署等特点。通过构建智能可控无线环境，RIS有机会突破传统无线通信的约束，给未来移动通信网络带来一种全新的范式，因此具有广阔的技术与产业前景。

附：RIS技术与经典无线通信技术的对比

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