未来移动通信论坛：2024年RIS研究进展与网络部署挑战白皮书（64页）.pdf

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1、1/63目录目录目录.11.引言.32.应用场景.42.1.深度覆盖场景.42.1.1.覆盖补盲场景.42.1.2.低成本广覆盖场景.42.2.个性化通信服务场景.52.2.1.近场安全通信场景.52.2.2.声场调控场景.63.关键技术进展.73.1.近场通信.73.1.1.RIS 构建近场无线传播环境.73.1.2.RIS 典型近场模式.83.1.3.RIS 近场波束赋形码本设计.93.2.协作感知/定位.133.2.1.RIS 协助的感知策略.133.2.2.RIS 旁瓣对感知的影响.143.2.3.RIS 协作感知与定位.153.2.4.RIS 辅助联合通信与定位方案.163.3.物理

2、层安全.223.3.1.RIS 辅助物理层安全传输技术.233.3.2.RIS 辅助的物理层密钥生成技术.253.4.低开销组网设计.283.4.1.开销类别及性能分析.293.4.2.降低开销的传输方案.293.5.RIS 部署问题研究.333.5.1.零功耗静态 RIS 使能的动态覆盖.333.5.2.多天线网络中的分布式和集中式 RIS 部署.334.验证测试进展.344.1.系统级仿真验证.344.1.1.系统级仿真方法.344.1.2.评估指标和因素.352/634.2.外场测试验证.374.2.1.使能室内毫米波覆盖的超表面反射器.374.2.2.使能建筑物底部毫米波覆盖增强的透射

3、型超表面.384.2.3.深圳 5G 现网 RIS 测试系统.404.2.4.杭州亚运会 5G-ARIS 应用试点.435.工程实践与标准化进展.455.1.工程实践概述.455.2.标准化进展概述.465.2.1.IMT-2030（6G）推进组.465.2.2.CCSA.465.2.3.ETSI.465.2.4.3GPP.475.3.标准化潜在增强点.476.网络部署挑战.496.1.中高频段部署挑战.496.2.泛在部署的挑战.496.3.控制模式的挑战.506.4.通信-感知-供能一体化网络的挑战.517.总结.52参考文献.53缩略语.60主要贡献作者.633/631.引言引言第五代移

4、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-Input Multi-Output，MIMO）、毫米波通信（millimeter wave，mmWave）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

5、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 6 GHz 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 Intelligent Surface，RIS）是一种通过可调电磁元件控制电磁波传

6、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