6G智能超表面(RIS)技术初探

《6G智能超表面（RIS）技术初探》由中国移动研究院首席专家袁弋非博士领衔撰写，中国科学院院士崔铁军作序力荐，同时本书是国家科学技术出版基金的支持项目，从运营商视角详解智能超表面的关键技术和性能指标，适合移动通信系统广大研发人员、信息超材料领域的研究人员，以及高校相关专业的老师和研究生阅读与参考。

智能超表面（RIS）是一项跨学科基础性创新技术，它具有可编程的人工电磁表面结构，具有低成本、低功耗和易部署的优势，应用场景包括无线网络覆盖扩展、无线系统容量提升、感知定位、高铁车厢内覆盖等，具有广阔的技术发展前景和工程应用前景。
近年来，信息超材料技术取得了一些重要突破，基于智能超表面的通信得到学术界和工业界的广泛关注，有望成为未来6G空口的原创性基础技术。本书从信息超材料的特性、多天线通信技术基础、智能超表面中继技术、智能超表面中继的性能仿真评估、初步外场测试验证和分阶段的技术推进等方面对智能超表面技术进行了较为深入、全面的介绍。
本书适合移动通信系统广大研发人员、信息超材料领域的研究人员，以及高校相关专业的老师和研究生阅读与参考。

袁弋非，博士，中国移动研究院首席专家、工信部IMT-2030（6G）推进组无线技术工作组新型多址技术任务组组长、工信部无线与卫星通信委员会委员、曾担任工信部IMT-2020（5G）新型调制编码技术组组长；中组部 "国家特聘专家”、深圳市海外高层次人才（A类）"孔雀计划”、深圳市高层次专业人才（重量）；在国际权威学术期刊和会议，如IEEE Communications Magazine，Bell Labs Technical Journal，Journal on Selected Areas in Communications，IEEE Transactions on Vehicular Technology，International Conference on Communications，China Communications等发表学术论文50余篇，获IEEE通信协会亚太杰出论文奖；国际专利已授权60项，国内专利申请150多项，出版中文/英文专著9部；IEEE Senior Member，IEEE Communications Letters编委，China Communications编委，汉斯出版社《无线通信》学术期刊主编， 3GPP NOMA（非正交多址）Study Item 报告人，IEEE ETI RIS的工业界联络官；清华大学校友会93届分会理事。承担过国家重大技术专项三2013年《面向LTE-Advanced无定形小区关键技术研究》，担任2016年、2018年和2022年分别担任3项国家重大技术专项三和重点研发项目的子课题负责人。

第1章 背景介绍/1
1.1 前几代移动通信的演进/1
1.2 6G的相关应用场景和关键性能指标/5
1.2.1 相关应用场景/5
1.2.2 关键性能指标/9
1.3 信息超材料的发展简介/16
1.4 LTE中继的基本特性/20
1.5 本书的目的和篇章结构/25
本章参考文献/26
第2章 信息超材料的特性/27
2.1 基本结构与设计原理/27
2.1.1 常用器件/材料类型/27
2.1.2 基本结构/35
2.1.3 设计原理/39
2.2 超材料器件仿真和实际性能验证/52
2.2.1 电磁特性仿真/52
2.2.2 器件实际性能验证/65
2.3 RIS器件的控制/69
2.3.1 器件的非理想特性/69
2.3.2 器件控制方式和算法/70
本章参考文献/75
第3章 多天线通信技术基础/77
3.1 单用户空间复用/77
3.1.1 开环空间复用/78
3.1.2 闭环空间复用/86
3.2 多用户空间复用/90
3.2.1 很优方式/90
3.2.2 退化形式/95
3.3 空间信道模型与有源天线模型/97
3.3.1 空间信道模型/97
3.3.2 有源天线模型/106
本章参考文献/112
第4章 智能超表面中继技术/114
4.1 智能超表面中继的系统模型与理论性能分析/114
4.1.1 系统模型/115
4.1.2 理论性能分析/119
4.1.3 简化模型与性能分析/125
4.2 波束赋形技术/130
4.2.1 基于波束反馈/130
4.2.2 基于随机采样/140
4.3 小尺度信道估计与反馈/145
本章参考文献/148
第5章 智能超表面中继的性能仿真评估/149
5.1 链路级仿真/149
5.1.1 信道模型/149
5.1.2 仿真参数和方法/151
5.1.3 初步仿真结果/153
5.2 系统仿真评估方法/157
5.2.1 信道模型与天线单元振子模型/157
5.2.2 系统配置与仿真参数假设/160
5.3 系统仿真初步结果/165
5.4 本章小结/173
本章参考文献/174
第6章 初步外场测试验证/175
6.1 南京测试场景与参数设置/175
6.1.1 塔下阴影/177
6.1.2 室外覆盖室内/179
6.1.3 RIS部署位置/181
6.1.4 室外遍历/182
6.2 南京测试结果/184
6.2.1 塔下阴影测试结果/184
6.2.2 室外覆盖室内测试结果/186
6.2.3 RSRP位置测试结果/187
6.2.4 室外遍历测试结果/191
6.3 深圳测试场景与参数设置/195
6.3.1 信号增强场景/197
6.3.2 外场干扰场景/200
6.4 深圳测试结果/202
6.4.1 信号增强场景测试结果/202
6.4.2 外场干扰场景测试结果/213
本章参考文献/219
第7章 分阶段的技术推进/220
7.1 “三步走”的推进/220
7.2 3GPP Rel-18网络控制的直放站/222
7.2.1 基本特性/222
7.2.2 网络控制的直放站与智能超表面中继的异同/230
7.3 未来的研究与标准化/235
本章参考文献/242
附录A 缩略语表/243