报告概述
本报告围绕6G关键候选技术——智能超表面(RIS),从典型部署场景、关键技术最新研究进展、信道建模、标准化影响分析以及测试与外场验证五个维度展开系统研究。报告聚焦6G标准化与规模商用,旨在为3GPP等标准化组织提供RIS技术深度洞察与可行性建议。通过解析RIS在多层网络架构、能效提升、中高频连续覆盖及新型相控阵天线等方面的应用价值,梳理单元级能效优化、多RIS信道估计、多用户干扰抑制等核心挑战的最新突破,并基于级联信道、物理模型、近场特性等探讨信道建模方案,最终结合大量实测数据验证RIS的工程可行性。本报告适用于通信技术研究人员、标准化工程师及网络规划人员,帮助读者全面理解RIS技术现状与发展路径。
报告的核心结论
RIS是6G实现泛在连接和可持续性的关键使能技术
报告指出,RIS凭借低成本、低功耗、易部署的特性,在构建多层网络架构、提升网络能效、使能中高频连续覆盖等方面具有独特优势。实测表明,引入RIS的双层网络相较于传统单TRxP网络可实现30%以上的能量效率提升,尤其适合低负载场景。
RIS标准化工作应分阶段推进,遵循安全、可控、简化等原则
报告提出五大标准化设计原则:安全原则确保仅合法RIS可接入网络;可控原则明确网络侧或终端侧控制模式;简化原则鼓励复用现有标准(如NCR)和精简硬件;分步原则从基础场景逐步扩展;一致性原则要求RIS与网络在带宽和时间上严格对齐。
信道建模是RIS性能评估和标准化的基石,需重点关注级联与近场特性
报告基于3GPP TR 38.901框架,分析了RIS级联信道模型、物理模型(如等效辐射方向图、RCS模型)、模型简化、路损模型及近场信道等关键方向。所提出的RIS-FI路损模型在近场和不同编码条件下比传统模型更准确,实际场景验证了其有效性。
外场测试验证了RIS在多种场景下的覆盖增强和容量提升效果
报告展示了体育场馆、办公楼、隧道、桥梁、城区等场景的实测数据:在杭州亚运会自行车场馆,部署RIS后RSRP最多提升22dB,下行吞吐量提升1050%;土耳其城区毫米波场景中,平均RSRP提升12-16dB,吞吐量提升500%-1800%。分布式多RIS和用户调度测试也验证了协同覆盖与高速切换能力。
报告回答的关键问题
6G为什么要用智能超表面(RIS)?
RIS通过可编程超材料构建智能电磁环境,能以极低功耗显著改善覆盖、能效和容量。报告指出,RIS能帮助6G在中高频段复用现有5G站址,达到与5G中频段相当的覆盖,同时满足ITU提出的泛在连接和可持续性目标,是6G低成本提升网络性能的关键技术。
RIS信道建模有哪些核心挑战?
RIS信道建模需解决级联信道(BS-RIS-UE两段链路)、物理模型(单元辐射方向图)、模型简化(降低卷积复杂度)、信道耦合(与直连信道叠加)、路损模型(考虑RIS阵列增益和近场效应)以及近场非平稳特性等六大问题。报告基于3GPP 38.901扩展框架,提出了RIS-FI路损模型和基于过渡函数的可视域模型,有效刻画了近场与不同编码下的信道特征。
RIS如何实现多用户调度和干扰抑制?
报告介绍了两种方案:一是通过分布式RIS部署和相移优化,使用户组间信道正交化(块对角化),降低干扰;二是采用圆柱形RIS阵列划分用户可视区域,独有单元相移闭式求解,共有单元迭代优化,在降低复杂度的同时保证性能。外场测试表明,两个用户分别接入RIS和基站可同时实现近峰值吞吐量。
RIS标准化在3GPP中的进展如何?
2025年6月3GPP正式启动6G标准化研究(6G SID),RIS被列为潜在方向。报告梳理了ETSI(已发布3个规范)和CCSA(两个研究项目)的RIS研究时间线,并建议在3GPP中优先推动网络控制型RIS(HT-RIS)的标准化,包括系统架构、控制信息、参考信号和波束管理四大方向。
报告中的代表性数据
室内体育场馆覆盖增强RSRP提升
杭州亚运会自行车场馆测试,在波束ID2078点位,部署RIS后SS-RSRP从-95.12 dBm提升至-72.41 dBm,提升22.71 dB;下行吞吐量从222.55 Mbps提升至2118.03 Mbps,提升851.71%。
室外城区毫米波覆盖增强吞吐量提升
土耳其室外单RIS测试(120-240米),在距离RIS 120-240米拉远区域,部署RIS后平均RSRP提升16.9 dB,物理层下行吞吐量从55.96 Mbps提升至1095.9 Mbps,提升约1858%。
O2I覆盖增强平均RSRP增益
5G商用基站2.6GHz O2I测试,在室内覆盖场景(O2I)中,部署RIS并采用多波束相移算法后,相比单波束方案平均RSRP增益6.76 dB,SINR增益4.9 dB,下行吞吐率提升31.7%。
以上数据根据报告摘要整理,具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。
完整报告包含什么
- 详细分析四种典型部署场景:构建多层网络架构、提升网络能效、使能中高频连续覆盖、基于RIS的新型相控阵天线,包括系统架构图、仿真结果和参数配置建议。
- 关键技术最新研究进展:涵盖基于实测功耗的能效编码(EEPE)、多RIS系统张量分解信道估计、网络控制型RIS使能多用户组间信道正交化、RIS辅助去蜂窝大规模MIMO联合优化、圆柱形超表面低复杂度传输等前沿方案。
- RIS信道建模完整框架:基于3GPP 38.901扩展,包括级联信道模型公式、物理模型(等效辐射方向图、RCS模型、余弦模型、38.901天线模型、角度依赖幅度-相位响应模型)、模型简化方法、信道耦合功率控制因子、RIS-FI路损模型及近场信道模型。
- 标准化影响分析全貌:梳理ETSI和CCSA的研究时间线与输出物,明确FT-RIS、HT-RIS、NT-RIS三类RIS类型及其标准化影响,提出五条设计原则(安全、可控、简化、分步、一致),详述系统架构、控制信息、参考信号、波束管理四个标准化方向。
- 丰富的内场与外场测试结果:包括体育场馆(杭州亚运会自行车馆)、办公楼(泰国AIS办公区、东南大学教学楼、西安电子科技大学实验区)、O2I覆盖、隧道、桥梁、土耳其城区毫米波、10GHz超大规模RIS拉远、塔下阴影、分布式多RIS(空旷场景与连廊场景)、多用户调度、邻频干扰、新型相控阵列多流天线等12类测试场景的实测数据与对比分析。
- RIS功耗建模与能量效率评估:基于PIN二极管的实际功耗模型,给出深度睡眠、下行激活、上行激活三种状态功耗数据,以及EEPE方法在35GHz室内外试验中的能效提升验证。
- 分布式多RIS协同机制:包括基于频分导频的波束切换方案、动态波束与静态波束结合的两跳RIS覆盖、微秒级切换实测结果,以及多RIS遮挡处理的行/列删除、RIS删除、RIS选择三种方案。
- 邻频干扰分析与实测:展示RIS波束对邻频用户RSRP和吞吐量的影响,揭示两基站同步与否对邻频干扰的关键影响,提出未来部署需关注的干扰缓解措施。
- 参考信号设计方案:提出基于时域正交覆盖码(OCC)的CSI-RS增强方案,可区分RIS级联信道与普通散射路径,支持多步波束训练降低开销。
- 波束失败恢复机制:针对RIS系统级联链路失效的难题,提出增强终端报告与RIS辅助信号发送的解决方案,实现快速波束切换。
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