清华年夜学戴凌龙教员与杨帆教员课题组结合提出设想、研制了有源智能超概况（Reconfigurable Intelligent Surface，RIS），并基在NI的USRP进行了实考试证，可实现对入射旌旗灯号高达25dB的放年夜，提高领受旌旗灯号功率10dB以上，有用降服无源RIS“乘性式微”效应。

在方才闭幕的第十一届中国国际通讯年夜会（ICCC 2022）上，NI与清华年夜学结合展现了该项手艺。请追随小编一路具体领会一下。

 

智能超概况：6G无线传输潜伏要害手艺之一

智能超概况手艺（Reconfigurable Intelligent Surface， RIS）可以或许提高6G通讯能力，经由过程在基站和用户之间摆设RIS，能够在原有通讯链路的根本上，额外成立起一条“基站-RIS-用户”之间的可控反射链路，从而无望起到加强无线旌旗灯号笼盖、晋升系统频谱效力、下降基站发射功率等感化。

今朝，学术界和工业界普遍研究的RIS凡是是无源RIS。无源RIS可以或许对入射旌旗灯号进行被动反射和移相，从而使很多路反射旌旗灯号在领受机处同相叠加，以提高用户领受旌旗灯号功率。

虽然理论上RIS手艺可以或许带来与概况单位数的平方成反比的阵列增益，但该手艺同时也引入了“乘性式微”效应，即RIS反射链路的路径消耗为发射机到RIS和RIS到用户这两段子链路路径消耗的乘积。“乘性式微”效应将严峻“吃失落”RIS带来的阵列增益，使得RIS在基站与用户之间已有较好通讯链路（能够是直射径，也能够长短直射径）的典型场景下的机能增益十分受限。

为降服RIS“乘性式微”效应这一困难，清华年夜学团队提出了有源RIS和其对应的旌旗灯号模子和系统设想方式［1］。

无源RIS和有源RIS的对照，能够总结为：

无源RIS：被动反射旌旗灯号，受“乘性式微”限制，典型场景下难以取得较着增益

有源RIS：放年夜反射旌旗灯号，降服“乘性式微”，可取得较着增益

图2.无源RIS（左）和有源RIS（右）

与现有的无源RIS只能被动地反射旌旗灯号而不克不及对其进行放年夜分歧，有源RIS经由过程在每一个（或部门）RIS单位上额外集成反射式功放，在对反射旌旗灯号进行调控的同时，还能对其进行高增益的放年夜（见图2），从而可以或许抵偿乘性式微带来的路损，有用降服“乘性式微效应”［1］。今朝，已有相干文献别离注解，该手艺还能够将RIS的“乘性式微”有用转化为“加性式微”［2］。

有源RIS的旌旗灯号模子和验证

对有源RIS，因为其额外引入了反射式功放，故其旌旗灯号模子与无源RIS也较着分歧。具体而言，分歧在无源RIS被动地反射旌旗灯号时热噪声能够疏忽不计，有源RIS在放年夜被反射旌旗灯号的同时，也将额外引入并放年夜不成疏忽的热噪声。

为此，清华年夜学团队提出了有源RIS的旌旗灯号模子。进一步，为验证该旌旗灯号模子的准确性，研制了一个工作在现有5G支流频段3.5GHz的64单位有源RIS，并搭建了模子测试平台（见图3），经由过程实测数据对旌旗灯号模子进行回归阐发和验证。

图3.有源RIS旌旗灯号模子的测试平台

测试成果注解，有源RIS操纵其单位集成的反射式功放，能以必然功耗为价格，实现对入射旌旗灯号进行高达25dB的进一步放年夜。同时，有源RIS也在必然水平上额外引入和放年夜了热噪声，这验证了所提出有源RIS旌旗灯号模子的准确性。

基在NI USRP搭建的有源RIS原型验证平台

为进一步深切验证有源RIS在现实通讯系统中的机能，基在NI的USRP产物，清华年夜学团队搭建了有源RIS辅助的无线通讯原型验证平台（见图4）。

图4.有源RIS辅助的无线通讯系统原型验证

所搭建原型验证平台的实测成果注解，有源RIS发生了高增益的反射波束，比拟在金属板，可以或许提高领受旌旗灯号功率约10dB以上，实现了显著的领受功率晋升，无望在将来6G系统中获得利用。　　

      审核编纂：彭静 �����APP