智能超表面在通信感知一体化系统中的应用

刘让/LIU Rang，罗泓昊/LUO Honghao，李明/LI Ming

（大连理工大学，中国大连 116024）

5G 的大规模商用有力推动了当今社会向万物智联迈进，同时也促进了学术界和产业界对未来6G的研究。为了支持6G 在智慧城市、智慧交通、智能家居等典型应用场景中的不同需求，网络的通信、感知、计算等功能需要进一步强化和融合。因此，除了进一步优化大规模天线阵列、毫米波通信和致密网络等传统技术之外，亟须引入一些革命性的新技术来支撑未来6G网络。智能超表面（RIS）和通信感知一体化（ISAC）作为两种极具前景的创新型技术，近年来受到了广泛关注。

RIS的部署为系统提供了重塑信道的能力，并为系统设计引入了新的自由度（DoFs）。通过合理设计RIS反射系数，可以实现智能操控无线传输环境，解决盲区覆盖、边缘用户服务和信道环境恶化等通信难题，为提升通信服务质量提供了一种高能量效率、高频谱效率、低硬件复杂度的解决方案。在无线通信飞速发展的同时，海量无线设备的接入和超高通信速率导致频谱资源需求激增，进而造成了严重的频谱拥塞。针对这一难题，业界提出了一种基于共享雷达系统和通信系统频谱资源的方案，进一步支持两者共享天线、射频和基带软件无线电处理平台等资源，极大地提升了系统的频谱、能量和硬件效率。

本文进一步研究和探讨RIS在ISAC系统中的应用潜力。首先，概述了RIS的基本工作原理和优势，总结了RIS在无线通信系统中的相关研究和应用。其次，介绍了雷达系统中的感知需求和性能指标，以及RIS辅助的雷达感知系统。……