Page 22 - 网络电信2022年4月刊
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的传播环境。这种方法具有低成本和环境友好的优点。                             要。探究太赫兹特殊频段特性、设计太赫兹基带处理算法、研
                太赫兹衰减严重的缺点限制了其覆盖范围，这使太赫兹面                        究太赫兹与其他新技术的结合、发展新一代超高速率通信系统
            临小区边缘用户服务差和多小区同频干扰的问题。对此，我们                          都是未来研究的重点。
            可以将 RIS 部署在小区边缘，通过被动波束赋形来提高目标信
            号功率并抑制干扰，进而实现覆盖范围扩大和动态用户追踪。
                对希望降低电磁干扰的场景（如医院、机场等），RIS不仅
            可以通过智能控制无线环境来控制多径，还可以通过有效干扰
            控制来降低电磁辐射水平。作为发射机应用时，RIS可以降低对
            射频链路和模数转换器/数模转换器（ADC/DAC）的高需求。这
                                                                 参考文献：
            将有助于应对目前太赫兹面临的硬件技术难题。
                                                                 [1]  YANG  P,  XIAO  Y,  XIAO  M,  et  al.  6G  wireless
                此外，RIS  还可用于太赫兹频段的定位、感知，以及其他
                                                                      communications:  vision  and  potential  techniques
            新场景。RIS  的极大阵子数目可以显著提高空间分辨率，从而                            [J].  IEEE  network,  2019,  33(4):  70-75.  DOI:
            获得超高定位精度       [24-25] 。例如，RIS不仅可以用于无人机太赫兹                10.1109/MNET.2019.1800418
            通信，提升无人机网络性能，还可以用于增强太赫兹物联网场                          [2]  周泽魁 , 张同军 , 张光新 . 太赫兹波科学与技术[J].
            景，构建智能无线传感器网络。                                            自动化仪表 , 2006, (3): 1-6
                2. RIS 关键技术分析                                    [3]  HUQ  K  M  S,  BUSARI  S  A,  RODRIGUEZ  J,  et  al.
                RIS引入了从基站到RIS、从  RIS到用户的分段信道，具有                       Terahertz-enabled  wireless  system  for  beyond-
            不同于大规模  MIMO的信道特征。根据实际网络的几何结构、超                           5G  ultra-fast  networks:  a  brief  survey  [J].  IEEE
            表面面积和工作波长等，RIS包括近场工作模式和远场工作模式                             network, 2019. DOI: 10.1109/ MNET.2019.1800430
            。这两种工作模式的信道具有不同的特征。这给RIS信道的表征                        [4]  彭琳 , 段亚娟 , 别业楠 . B5G 毫米波和太赫兹技术的
            与简化带来了新的挑战。双偏振反向散射信道模型和空间散射                               背景、应用和挑战 [J]. 中兴通讯技术 , 2019, 25(3):
            信道模型是RIS常用的模型。从发射机到RIS，再到接收机，这                            82-86. DOI: 10.12142/ZTETJ.201903011
            一过程的路径损耗非常高。对这一损耗进行合理建模是十分必                          [5]  TAN J, DAI L. THz precoding for 6G: applications,
            要的。                                                       challenges,  solutions,  and  opportunities  [EB/
                获取RIS与收发机之间的信道状态信息对基站主动波束赋                            OL].  (2020-05-21)[2021-01-29].  http://  arxiv.org/
            形、RIS  被动波束赋形、安全传输，以及被动信息传输等至关                            abs/2005.10752
                                                                 [6]  ITU. ITU-R R. P. 676-5: attenuation by atmospheric
            重要。被动RIS不具备信号处理能力，且单元数量多导致下行链
                                                                      gases  [EB/OL].  (2001-02-13)[202101-29].  https://
            路反馈开销巨大。这可能会导致I/Q不均衡、相位噪声、放大器
                                                                      www.itu.int/rec/R-REC-P.676-5-200102-S/en
            非线性等问题。因此，设计反馈开销友好的鲁棒信道估计方案
                                                                 [7] ITU. ITU-R P. 838-3: specific attenuation model for
            是非常有必要的。由于太赫兹信道散射径比较丰富，并且受分
                                                                      rain for use in prediction methods [EB/OL]. (2005-
            子吸收影响严重，因此在设计信道估计算法时需要对此加以考
                                                                      03-08)[2021-01-29].  https://  www.itu.int/rec/
            虑。太赫兹信道稀疏特性为信道估计带来了便利。信道缺秩、
                                                                      R-REC-P.838/en
            双结构化稀疏等性质可以用来进行低导频开销的信道估计。同
                                                                 [8] JU S H, SHAH S H A, JAVED M A, et al. Scattering
            时，RIS分块、信道估计和波束匹配协同方案可以适配更实际的
                                                                      mechanisms  and  modeling  for  terahertz  wireless
            应用场景。
                                                                      communications  [C]//2019  IEEE  International
                RIS独特的可编程特性为波束赋形提供了极大的便利。信道
                                                                      Conference  on  Communications  (ICC).  Shanghai,
            的分段特性需要对基站的主动波束赋形和  RIS的被动波束赋形
                                                                      C h i n a :   I E E E ,   2 0 1 9 :   1 - 7 .   D O I :   1 0 . 1 1 0 9 /
            进行联合设计。对此，基本的处理思路为：从信号处理的角度
                                                                      ICC.2019.8761205
            出发，将波束赋形设计问题转化为特定目标的优化问题，如使                          [9]  RAPPAPORT T S, XING Y C, KANHERE O, et al.
            接收功率和数据速率达到最大化，使发射功率达到最小化等。                               Wireless communications and applications above
            此外，基于数据和数据模型双驱动的人工智能为RIS无线通信波                                100  GHz:  opportunities  and  challenges  for  6G  and
            束赋形的设计带来了新的处理方法。降维与分块是衡量波束赋                               beyond  [J].  IEEE  access,  2019,  7:  78729-78757.
            形精度和计算复杂度的有效方法。集中式和分布式 RIS 部署与                            DOI: 10.1109/AC-CESS.2019.2921522.
            组网设计是下一步的研究方向。                                       [10]  HWU  S  U,  DESILVA  K  B,  JIH  C  T.  Terahertz  (THz)
                                                                      wireless systems for space applications [C]//2013
                五、结束语                                                 IEEE  Sensors  Applications  Symposium  Proceedings.
                探索新频段是6G研究的重点方向。随着新场景的引入和                             Galveston,  TX,  USA:  IEEE,  2013:  171-175.  DOI:
            垂直行业的发展，探索太赫兹频段的高效利用方式显得愈加重                               10.1109/SAS.2013.6493580.


                                                      网络电信 二零二二年三，四月                                           29
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