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摘 要：可重構(gòu)智能表面（RIS）通過智能調(diào)控電磁波，解決了傳統(tǒng)無線信道的傳輸局限，為構(gòu)建智能可編程的無線環(huán)境提供了可能。詳細闡述了RIS在高精度定位、車聯(lián)網(wǎng)通信、安全通信等多個新型應(yīng)用領(lǐng)域的潛力。RIS以其低成本、低能耗、可編程和易部署的特性，為無線通信領(lǐng)域的未來發(fā)展提供了廣闊的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：RIS；高精度定位；車聯(lián)網(wǎng)；無人機通信
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2025.06.009
RIS背景
在近年來新興的技術(shù)革新中，可重構(gòu)智能表面（Reconfigurable Intelligent Surfaces，RIS）憑借其顯著的優(yōu)勢嶄露頭角，這些優(yōu)勢包括成本低、能耗低、可編程和支持快速部署。RIS能夠動態(tài)調(diào)整其電磁屬性，進而開啟了一系列超越傳統(tǒng)超材料極限的功能。RIS通常由大量精細設(shè)計的電磁單元矩陣構(gòu)成，它通過精細控制這些單元上的可調(diào)節(jié)組件，智能化地調(diào)控電磁波，實現(xiàn)對電磁場強度、相位、極化方向乃至頻率的精確控制。
RIS的引入為無線傳輸環(huán)境帶來了革新的可能，它旨在構(gòu)建一個智能且可編程的新型無線通信環(huán)境。RIS具有如下2個獨特優(yōu)勢：首先，它能有策略地優(yōu)化信道的隨機散射，從而提升無線系統(tǒng)的復(fù)用效率；其次，通過精確控制信號的三維路徑和相位聚合，RIS強化了信號強度，提升了整體的通信傳輸性能。因此，RIS的應(yīng)用對于擴展無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋、緩解頻率重疊問題、減少局部盲區(qū)，并促進無線通信環(huán)境的自適應(yīng)重構(gòu)至關(guān)重要。隨著RIS技術(shù)的發(fā)展，未來的網(wǎng)絡(luò)平臺正朝著以軟件驅(qū)動的可重構(gòu)智能體系演進，這種靈活性使其能夠適應(yīng)通信環(huán)境變化并提供定制化服務(wù)。
RIS具備多方面的潛力，包括電磁能量管理、安全防護、減小電磁干擾、支持無源物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展、支持無線能量傳輸以及增強定位感知等。RIS甚至能將基帶信息直接映射到射頻載波，促進新型陣列發(fā)射器架構(gòu)的設(shè)計，大大簡化硬件系統(tǒng)的設(shè)計。
