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摘 要:可重构智能表面(RIS)通过智能调控电磁波,解决了传统无线信道的传输局限,为构建智能可编程的无线环境提供了可能。详细阐述了RIS在高精度定位、车联网通信、安全通信等多个新型应用领域的潜力。RIS以其低成本、低能耗、可编程和易部署的特性,为无线通信领域的未来发展提供了广阔的应用前景。
关键词:RIS;高精度定位;车联网;无人机通信
doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2025.06.009
RIS背景
在近年来新兴的技术革新中,可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surfaces,RIS)凭借其显著的优势崭露头角,这些优势包括成本低、能耗低、可编程和支持快速部署。RIS能够动态调整其电磁属性,进而开启了一系列超越传统超材料极限的功能。RIS通常由大量精细设计的电磁单元矩阵构成,它通过精细控制这些单元上的可调节组件,智能化地调控电磁波,实现对电磁场强度、相位、极化方向乃至频率的精确控制。
RIS的引入为无线传输环境带来了革新的可能,它旨在构建一个智能且可编程的新型无线通信环境。RIS具有如下2个独特优势:首先,它能有策略地优化信道的随机散射,从而提升无线系统的复用效率;其次,通过精确控制信号的三维路径和相位聚合,RIS强化了信号强度,提升了整体的通信传输性能。因此,RIS的应用对于扩展无线网络覆盖、缓解频率重叠问题、减少局部盲区,并促进无线通信环境的自适应重构至关重要。随着RIS技术的发展,未来的网络平台正朝着以软件驱动的可重构智能体系演进,这种灵活性使其能够适应通信环境变化并提供定制化服务。
RIS具备多方面的潜力,包括电磁能量管理、安全防护、减小电磁干扰、支持无源物联网发展、支持无线能量传输以及增强定位感知等。RIS甚至能将基带信息直接映射到射频载波,促进新型阵列发射器架构的设计,大大简化硬件系统的设计。