智能超表面系统级性能研究

【摘  要】智能超表面基于其对空间电磁波在幅、相和极化等参数上的调控，以可编程方式主动调控和定制化无线传播信道，已在多个领域初步展现了一定的潜力。然而，现阶段研究尚缺乏更全面的基于实际网络干扰假设的大规模系统级性能研究。对RIS系统级性能研究仿真方法论进行了探讨，分析了RIS系统性能研究中需要关注的关键维度和主要因素，并基于此对RIS系统级性能空间进行了研究。

【关键词】智能超表面；系统级仿真；受益用户比例；拓扑

0   引言

伴随着无线通信技术和需求的持续演进，如通信范围的逐渐扩大、通信场景的进一步复杂多样、以及无处不在的连接与激增的容量需求，使未来无线通信网络持续面临着成本、复杂度和能源消耗更严峻的需求和挑战。可重配置智能超表面（RIS, Reconfigurable Intelligent Surface）是针对上述挑战应运而生的一种潜在候选方案。基于RIS技术主动调控和定制化无线传播信道，以及其独特的可编程、低能耗、易部署的特点，自其面世以来，一直得到无线研究人员的青睐。

RIS是一种由超材料技术演进而来的动态电磁特性调控技术。通过对RIS低成本电磁单元上的可调元件施加控制信号，可以实现对RIS电磁特性的动态控制，进而完成对空间电磁波的智能改变，按需形成幅、相和极化等参数可控的电磁场[1-5]。近年来，RIS在多个领域（如无线通信、数能同传、通感融合等）的研究已经在不同维度上初步展现了一定的潜力[6-17]。例如，在无线接入网络（RAN, Radio Access Network）中引入RIS技术，可以使能对传统无线传播环境和信道的主动控制。借助RIS改善信道多径影响来在一定的场景下实现覆盖增强或多流传输等目的