智能超表面技术展望与思考

马红兵/MA Hongbing，张平/ZHANG Ping，杨帆/YANG Fan，王欣晖/WANG Xinhui，张建华/ZHANG Jianhua，刘秋妍/LIU Qiuyan

（1. 中国联合网络通信集团有限公司，中国北京 100032；2. 北京邮电大学，中国北京 100876；3. 清华大学，中国北京 100084；4. 中兴通讯股份有限公司，中国深圳 518057）

1 研究背景

随着无线网络容量需求的持续快速增长，未来十多年，无处不在的无线连接将会成为现实，“通信-感知-计算”一体化的网络也将可能实现，但高度复杂的网络、高成本的硬件和日益增加的能源消耗成为未来无线网络面临的关键问题。

一直以来，随心所欲地调控电磁波是人们不断追寻的梦想。麦克斯韦方程组的出现使得人们对电磁波的掌控能力有了飞速提升，但受限于材料相对固定的电磁参数，人们对电磁波的控制力仅局限于发射机和接收机。近年来，智能超表面（RIS）能够灵活操控信道环境中的电磁特性，一出现就吸引了业界的广泛关注。RIS通常由大量精心设计的电磁单元排列组成。通过给电磁单元上的可调元件施加控制信号，RIS可以动态地控制这些电磁单元的电磁性质，进而实现以可编程的方式对空间电磁波进行主动的智能调控，形成相位、幅度、极化和频率可控制的电磁场。作为超材料的二维实现，RIS天然具有低成本、低复杂度和易部署的特性，可用于解决未来无线网络面临的问题。RIS的引入使得无线传播环境从被动适应变为主动可控，从而构建了智能无线环境（SRE）。

从2020 年开始，中国学术界与产业界联合，开展了一系列RIS产业推进活动，极大地促进了RIS的技术研究与工程化进程。……