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1、?2 2022 年 11 月版权声明022 年 11 月版权声明 Copyright Notification未经书面许可 禁止打印、复制及通过任何媒体传播 2022 IMT-2030（6G）推进组版权所有I前前言言高速泛在、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施是支撑经济社会发展的信息大动脉和数字新底座。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通信面临的关键问题。研究创新、高效、频谱及资源友好的未来无线网络解决方案势在必行。在候选新技术中，智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface，RIS）以其独特的低成本、低能

2、耗、可编程、易部署等特点脱颖而出。RIS 引入无线网络使得无线传播环境从被动适应变为主动可控，从而构建了智能无线环境。RIS 通过构建智能可控无线环境，将给 6G 带来一种全新的通信网络范式，满足未来移动通信需求。从 2020 年开始，国内学术与产业界联合，开展了一系列的 RIS 产业推进活动，极大促进了 RIS 的技术研究与工程化进展。2021 年 9 月 17 日，IMT-2030（6G）推进组在 6G 研讨会 RIS 分论坛上正式发布业界首个智能超表面技术研究报告（即第一版）。智能超表面技术研究报告（第二版）将在去年第一版研究报告的基础上，重点更新和完善技术研究及产业化推进的最新进展。本

3、报告重点探讨了 RIS 技术的基础原理与模型、潜在典型应用场景、潜在关键技术、技术成熟度分析及趋势与挑战等内容。其中，RIS 的基础原理与模型部分主要介绍了广义斯涅尔定律和数字编码超材料概念，指出了 RIS 的典型技术特征，并给出了 RIS 应用于无线通信网络中的基本数学模型。作为未来 6G 无线网络潜在的关键技术，RIS 有机会带来全新的网络范式，将不仅用于增强传统通信网络，也将用于支持全新的应用。本报告将 RIS 潜在应用场景被分为两类，一类为传统通信场景的应用，给出了 9 种种典型的对传统通信网络增强的应用场景；另一类为垂直行业以及其它新型应用，给出了 15 种种潜在的全新应用场景。关于

4、 RIS 潜在关键技术，本报告从 RIS 硬件结构与调控、基带算法和系统与网络架构三方面比较详细地介绍了 RIS 相关技术方向最新的技术研究。另外，本报告也对 RIS 的技术成熟度、挑战及趋势进行了探讨，以期对 RIS 发展有一个清晰的认识，并对未来研究提供一定的方向性指引。RIS 作为一种新涌现的动态电磁参数调控技术，在多个领域（如无线通信、数能同传、通感融合等）已经初步展示了其强大的性能。但是，RIS 仍然面临诸多技术难点、产业成熟度问题、部署问题和标准化进程的挑战，需要在多种无线系统及应用场景下对 RIS 关键技术和方案展开深入研究和全面评估，为未来无线网络的发展提供新的技术路线。本报告

5、是由 IMT-2030（6G）推进组 RIS 任务组的众多专家共同努力编写完成。感谢各成员单位专家的辛苦付出，并感谢崔铁军院士、东南大学金石教授等资深专家的指导。II目目录录第一章 概述第一章 概述.1第二章 基础原理与模型1第二章 基础原理与模型.3 32.1 基础原理.32.2 典型特征.42.3 通信模型.4第三章 潜在应用场景与需求第三章 潜在应用场景与需求.6 63.1 传统通信场景应用.63.2 新型应用.11第四章 潜在关键技术第四章 潜在关键技术.20204.1 智能超表面结构与调控.204.2 智能超表面基带算法.244.3 系统与网络架构.38第五章 技术成熟度、挑战和趋势

6、第五章 技术成熟度、挑战和趋势.46465.1 技术成熟度.465.2 技术挑战.475.3 技术趋势.488第六章 总结与展望第六章 总结与展望.50参考文献50参考文献.51主要贡献单位51主要贡献单位.6161III图图目录目录图 2.1 广义斯涅尔定律.4图 2.2 数字编码超材料.4图 2.3 智能超表面辅助的通信系统模型.5图 3.1 智能超表面在克服覆盖空洞的应用.6图 3.2 智能超表面用于边缘用户覆盖增强.7图 3.3 智能超表面用于室内通信场景.7图 3.4 智能超表面提升室内覆盖.8图 3.5 智能超表面提升小区边缘速率与抑制干扰.8图 3.6 基于智能超表面可控信道的多