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什么是智能超表面(RIS)?

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ICT百科
发布2024-04-09 14:43:17
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发布2024-04-09 14:43:17
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智能超表面,也叫做“可重配智能表面”,或者"智能反射表面”,英文为RIS (Reconfigurable Intelligence Surface),或者IRS (Intelligent Reflection Surface)。

RIS是一种新兴技术,能够定义新的无线传输和传播模式,并控制通信信道(重塑无线信道)。RIS是一种包含电子可控和低功耗模拟处理元件的超表面。可实时调整无源反射元件的吸收、反射、折射和相位,从而将入射电磁信号引导到所需方向。反射信号的相位和振幅使有效信道增益最大化。

RIS可以部署在不同的位置,并以最小的成本和努力附着在建筑物、车辆和室内墙壁等表面上。另一个优点是它与目前的无线电技术兼容,并在宽频带和频率范围内支持先进的无线波形和全双工和半双工通信。

1. 覆盖盲区消除 - 当基站和终端之间有不可逾越的障碍物时,它们之间就是非视距信道,终端所能接收到的信号是非常微弱的。这是,可通过RIS操控反射波束,对准位于盲区的终端并动态跟踪,这就相当于创建了虚拟的视距路径,扩展了小区的覆盖范围。

2. 物理层辅助安全通信 - 当网络探测到窃听者或者非法用户时,可以利用调控RIS的反射信号的相位,让其和直射信号在接收时进行抵消,从而减少信息泄露。RIS技术在6G新型应用场景中的探索

3. 多流传输增秩 - 当信号传输的环境较为简单时,往往缺乏独立的多径,难以实现足够的多流传输。通过RIS的反射,可以人为增加信号传播路径,更好地实现多流传输,提升热点用户的吞吐量。

4. 边缘覆盖增强 - 当终端(下图中的终端1)位于小区边缘时,使用RIS动态操控服务小区和邻区的反射信号,使服务小区的信号同相叠加增强,来自邻区的信号则反相叠加抵消,从而有效消除邻区干扰。

5. 大规模D2D通信 - RIS可以通过对多路信号的智能反射,可以起到干扰抑制的作用,并同时进行低功率传输,有助于实现大规模的D2D通信。

6. 物联网中无线功率和信息的传输 - 无线携能通信技术可以同时传输信号和能量,即在与无线设备进行信息交互的同时,为无线设备提供能量。RIS可以起到类似中继的作用,通过无源波束来补偿长距离传输带来的巨大能耗,帮助充电区域提高无线传输功率。

7. 室内覆盖 - 要解决室内覆盖,可以通过室外基站信号穿透建筑外墙或者窗户,也可以部署专业的室分系统(蘑菇头天线或者有源室分布)。而对于室外穿透室内这种方式,可以在建筑窗户的玻璃表面部署透明的RIS板,操控信号入射室内,并能实现一定的增益。此外,在室内覆盖场景,可通过RIS来操控室分系统的反射信号,从而增加额外链路,提升系统容量及可靠性。

8. 新型收发信机 - RIS可支持实时编码的,可将基带信号以编码的形式导入到RIS控制器,再将目标频段的射频载波发射到RIS上,通过反射就可以将基带信号调制到载波之上。这种架构的发射机可省去复杂而低效的射频链,节省高耗能的混频器、功放等器件,从而显著降低发射机的成本和功耗。

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原始发表:2023-11-29,如有侵权请联系?cloudcommunity@tencent.com 删除

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