中兴通讯：智能超表面技术白皮书（35页）.pdf

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1、1智能超表面工程化技术智能超表面工程化技术白皮书白皮书（2024 年）年）发布单位发布单位：中国联合网络通信中国联合网络通信集团集团有限公司有限公司、中国移动通信中国移动通信集团集团有限公司有限公司、中国电信中国电信集团集团有限公司有限公司、中兴通讯股份有限中兴通讯股份有限公司公司、中信科移动通信技术股份有限公司中信科移动通信技术股份有限公司、中国铁塔股份有中国铁塔股份有限公司限公司、中国兵器中国兵器工业工业集团有限公司集团有限公司、东南大学东南大学、上海交通上海交通大学大学前前言言本白皮书旨在识别智能超表面典型应用场景并分析对应场景中面临的工程化问题和挑战，探讨实际限制和约束对理想情况下设计

2、方案的性能影响，并结合实际场景分析对应的解决方案，探索智能超表面在工程化应用落地方面的演进路线，为未来智能超表面商用奠定基础。智能超表面工程化技术白皮书（2024）1目目录录1 RIS 典型应用场景及工程化挑战.21.1 RIS 典型应用场景.21.1.1 地面覆盖的辅助增强与基础使能.21.1.2 使能低空覆盖.41.1.3 物理层安全通信.51.2 工程化问题分析.62 RIS 工程化硬件挑战.72.1 RIS 硬件类型、架构分析.72.2 RIS 硬件挑战.82.2.1 量化误差.82.2.2 信道互易性.92.2.3 双极化.112.2.4 互耦.132.2.5 时延.142.2.6

3、局部单元失效.152.3 中高频 RIS 特性.162.3.1 高频频谱特性分析.162.3.2 高频色散效应.162.3.3 新中频与高频近场效应.173 RIS 部署与组网工程化设计.203.1 部署频段研究.203.2 部署模式选择.203.3 RIS 类型与部署位置设计.213.4 网络拓扑规划与优化.233.4.1 双 RIS 单元分配优化.233.4.2 双 RIS 距离优化.233.5 组网策略.243.5.1 RIS 辅助的高低频协同组网架构.243.5.2 基站与 RIS 协同组网.254 RIS 与 NCR 对比分析.27缩略语列表.30参考文献.31智能超表面工程化技术白

4、皮书（2024）21RIS 典型典型应用场景及工程化应用场景及工程化挑战挑战1.1 RIS 典型典型应用场景应用场景RIS 以其独特的低成本、低功耗和低复杂度特性，有机会作为“辅助网元”增强 sub-6G频段的网络覆盖，更是有机会作为潜在关键技术使能新中频及毫米波网络的连续覆盖及 6G网络，成为未来无线网络中的“基础网元”。1.1.1地面覆盖地面覆盖的辅助的辅助增强增强与基础使能与基础使能（1）地面覆盖辅助增强借助 RIS 的波束转发功能，可动态按需调整从基站到 RIS 以及从 RIS 到用户端的反射或透射“视距”信道，从而有效解决建筑、植被遮挡造成覆盖盲区的问题，显著提升无线网络的覆盖性能1

5、。在典型的覆盖补盲场景中，可在基站附近或盲区附近部署 RIS，并根据相应场景设计和选择合适的赋形波束，以实现有效的覆盖补盲，如图 1所示，基于 RIS 辅助的覆盖增强不仅可用于室外宏覆盖场景，还可用于室内场景2。通过将 RIS 部署于室内天花板、楼道拐角等潜在的通信盲区内，可提升室内基站的覆盖性能，确保室内的连续、无缝覆盖。在室内和室外联合补盲的场景下，可在建筑玻璃幕墙或墙壁隔断部署透射式 RIS，以增强室外站信号的透射能力，从而提升室外信号对室内区域的覆盖效果。(a)室外覆盖增强(b)室外覆盖增强(c)O2I 覆盖增强图 1 覆盖增强场景覆盖增强与传输速率有较强的相关性，因此，通过 RIS

6、进行的覆盖增强也会相应提高传输速率，如图 2所示。对于单用户多输入多输出（Single User Multiple Input Multiple Output，SU-MIMO）系统，可以通过 RIS 构建附加的无线链路，扩展信道子空间，从而增加传输流数并提升用户速率。对于基站与 RIS 协同覆盖的多用户场景，部分用户在基站覆盖范围内，智能超表面工程化技术白皮书（2024）3另部分用户位于 RIS 覆盖范围内，由于基站与 RIS 部署位置及不同波束信号无线传输信道存在差异，分别在基站和 RIS 覆盖范围内的用户更容易实现多用户多输入多输出（Multi UserMultiple Input Mul