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的技术基础，是一种被叫做“信息超材料”的人工材料。超材料是指一类自然界中不存在的，具有特殊性质的人造材料。它们拥有一些特别的性质，比如让光、电磁波改变它们的通常性质，而这样的效果是传统材料无法实现的。目前，学术界和产业界正在积极探索RIS实际部署的性能，以期采用它来解决5G毫米波的覆盖难题，并在未来也在太赫兹频段中应用。IEEE ComSoC在2020年8月份成立了独立的RIS-ETI工作组，IEEE JSAC等权威期刊已将RIS列为6G潜在技术，加以研究。今年，3GPP对5G下一阶段演进：5G-Advanced的标准化正式提上日程，RIS也正是R18协议重点的研究课题之一。大量测试结果表明，RIS的部署可以将用户吞吐量提升1~2倍，室外小区边缘覆盖提升3~4倍，室内覆盖提升约10dB。可见，RIS可带来的增益是非常明显的。作为通信系统的一部分，RIS的成熟度与不同频段器件的成熟度密切相关。目前在较低频段（Sub-6G，毫米波低频段）的器件成熟度较高，然而在毫米波高频段和太赫兹的成熟度较低，RIS的成本和能耗优势还难以充分体现。此外，当前RIS的硬件架构设计、基带处理算法、以及网络架构设计还都处于探索阶段，现阶段主要以性能验证为主，其商用部署还需要很长的路要走。

　　随着全球范围内对RIS的广泛研究投入，标准化工作也已经开始，主要是在区域层面。在中国这个最大的移动通信市场，RIS相关的标准化工作已经在两个不同的组织中启动，即未来移动通信论坛和中国通信标准化协会（CCSA）。在未来移动通信论坛中，研究把RIS集成到下一代无线网络中的方法的工作组（WG）于2020年12月成立。该工作组研究支持RIS走向商业化的用例和关键技术，并计划编写一份白皮书总结进一步推动RIS辅助无线次会议上，CCSA第五技术委员会第6工作组批准了一项关于建立RIS研究项目（SI）的提案。SI的目标是在2022年6月以技术报告作为主要交付成果。该SI的范围包括信道建模、信道估计和反馈、AI和RIS、RIS的波束赋型，以及RIS辅助网络的网络协议。2021年6月，关于RIS的新行业规范组（ISG）获得了欧洲电信标准协会（ETSI）的批准。在ISG RIS的第二次全体会议期间，3个新的工作项目获批，分别侧重于信道和系统建模、用例和部署场景以及对当前标准的影响。ISG将重点研究和生成信息报告（直到2023年），之后考虑相关规范。

　　区域标准化RIS的努力在全球标准制定组织中产生了一些影响。在2020年10月的国际电信联盟无线D 会议期间，各国提交了下一代无线技术的候选提案，这些提案将被考虑纳入IMT未来技术趋势报告。根据报告草案，RIS被描述为下一代网络物理层的关键组件。在3GPP中，中国设备厂商在2021年3月的会议期间向3GPP提交了第一份提案，此后越来越多的公司也表现出支持RIS成为5G-Advanced及未来网络的关键组成部分的兴趣，尤其是网络运营商。

　　在目前的现状下，预计未来的进展如图1所示。在区域标准制定组织中，RIS的标准化已经在进行中，如本节前面部分所述。对于未来的标准活动，RIS不太可能在ITU中建立为专门的焦点小组或WI，因为ITU主要关注监管、频谱和业务方面。然而，与RIS相关的信道建模可以在ITU进行研究。就3GPP而言，目前的重点是在Release 18之前启动5G的第二阶段，6G还没有正式的计划。根据过去的经验，每一代无线通信标准通常会持续十年，根据目前5G的标准化进展，估计第一个6G版本将在Release 20到Release 22之间。随着COVID-19大流行及其对全球经济和社会的深远影响，3GPP的未来时间表可能会推迟。要将RIS标准化为一项全新的技术，需要做一些准备工作，其中最重要的工作之一是信道建模。由于超材料的新颖结构，需要新的信道模型来模拟基站或UE的天线与RIS上的反射元件或区域之间的信道。

　　在3GPP中，有两种可能的方式来标准化RIS。一种是在Release 19中首先发起一个关于用例、部署场景和信道模型的SI，然后在相应的SI完成后发起一个WI。这将允许RIS被部署为5G网络的一个组件，从而有助于使这项技术和制造工艺成熟。在这种情况下，RIS将成为5G标准的一部分，并由此将自动继承到6G标准。另一种可能的方法是将RIS与6G的其他新功能一起标准化为6G标准的一部分。这意味着RIS的部署将推迟到2030年代，并且存在不确定性。由于RIS技术可以被视为通用且与频段无关，因此尽早对其进行标准化将使RIS有机会与其他技术相结合，从而为更绿色、更安全和更可靠的无线网络做出贡献。另一方面，还有一些具有挑战性的问题有待解决，需要一定的时间和精力。考虑到目前的研究现状和这项技术的成熟度，3GPP开始研究RIS的年份很可能是2023年。

　　当前的蜂窝和局域网旨在最大限度地提高频谱效率和能源效率，从而产生先进和复杂的物理层设计以及更高层的机制和信令。要研究和规范RIS，最好从简单的场景和实用的模型开始。例如，仅考虑固定RIS面板将避免移动性问题并有助于稳定网络拓扑。更重要的是，虽然载波聚合广泛应用于不同代的蜂窝网络，但单载波操作可以优先考虑和研究。标准化的一些关键方面还与将部署RIS的特定频段有关，例如信道建模和估计，将较低频段作为起点会更有效。返回搜狐，查看更多