RIS方向的研究（二）：RIS硬件与机理

发表于 2024-01-01 分类于 RIS 阅读次数：本文字数： 792 阅读时长 ≈ 3 分钟

前言

我们在了解了衰减模型的基础上，了解到了信号在接触RIS之前与之后所产生的损耗，接下来，我们将继续探讨RIS的机理，并尝试挖掘RIS可做的内容。

同样的，正文将以相对正经的文字编辑，在前言与附录中将给出类似博客一样口吻。

RIS项目背景

RIS作为一种超材料，为无线信号的反射带来了极大的便利。具体而言，RIS表面上分布着许多反射单元，每个反射单元灵活的控制系数变化来最大化传输的信号^[1]。

通过在无线网络中密集部署IRSs，灵活地协调反射发射机和接收器之间的信号传播，从而为无线信道衰落损耗和干扰问题提供了一种新的手段^[2]。

IRS硬件架构如图所示^[3]。

IRS硬件架构

图1 RIS硬件架构

利用如图所示的IRS设备，信号射到反射表面时，反射单元将调制后的信号反射到指定的位置。同时，每个反射单元都由独立的控制信号进行控制。其中，控制信号由基站发送，并遵循一定的反馈机制进行优化，如图所示^[4]。

基站根据反馈提供RIS优化

图2 基站根据反馈进行优化

基于

参考文献

[1] Huang C., Zappone A., Alexandropoulos G., Debbah M., Yuen C., Reconfigurable intelligent surfaces for energy efficiency in wireless communication[C]. IEEE Transactions on Wireless Communications, IEEE 92nd Vehicular Technology Conference (VTC2020-Fall), Victoria, BC, Canada, 2020:1-5.

[2] Qi F., Liu Q., Li W., Yu P., Qiu X.Enhanced 5G Mobile Broadcasting Service With Shape-Adaptive RIS[J].IEEE Transactions on Broadcasting 2022,68(3):704-711.

[3] 邵智敏. 基于智能反射表面的无线信道传输技术研究[D]. 杭州电子科技大学,2022.

[4] Bjrnson E., Zdogan Z., Larsson E.Reconfigurable Intelligent Surfaces: Three Myths and Two Critical Questions[J].IEEE Communications Magazine.2020, 58(12): 90-96.

附录

在这里将详细展开正文中没能说清楚的东西。

RIS为什么叫做超材料

自然界中能够找到的材料（或者加工的材料），都是原子通过已知的规则组合在一起，都遵循自然界的物理规律。比如，粗糙表面是漫反射，而且漫反射的方向无法控制。超材料则是完全依靠人工的设计将原子组织在一起，所以具有那些自然材料所不具备的性质。比如RIS能够控制反射方向。

RIS？IRS？

RIS全称Reconfigurable Intelligent Surfaces，直译是可重构智能表面，大多也都将他称为智能反射表面。

IRS全称Intelligent Reflecting Surface，直译是智能反射表面。似乎这个才是真正的智能反射表面。

不过往往中文材料中都将两者混为一谈，所以也没必要刻意去区分两者的差别。如果真要较真的话，那就是说，RIS是材料，而IRS是实际应用。