项目与服务

一、项目背景

作为6G的研究热点技术之一，智能反射面（Intelligent Reflecting Surface, IRS）可以通过控制平面上大量低成本的无源反射元件的相位智能地重构无线传播环境，显著地提升无线通信网络的性能。因此，IRS提供了突破网络结构限制进一步提升网络覆盖和容量的新思路。此前学术界提出的大部分超表面技术需要基于信道状态信息的估计，不适宜在现有的5G网络中实现。    

总体而言，IRS技术在当前网络应用中存在以下挑战：     

1. 对于当前的sub-6GHz频段而言，真实信道中多径成分非常丰富，难以准确地估计主要能量的来波方向。   

2. 对于多径丰富的场景，IRS发挥作用需要与基站交互信道CSI信息，进而要设计独立的信息传输链路以及IRS侧具备通信信号接收和处理的相应功能，当前网络架构与协议并不支持。     

3. 引入信道交互以及IRS接收机能力后，对应IRS成本大幅抬升，若与基站成本相当，则难以大规模推广部署。

二、创新内容

为了应对上述挑战，基于数据驱动的思想，罗教授带领的联合研发团队创新性地提出了基于盲波束赋形的反射面相位控制技术。具体而言，该项技术不需要获取信道状态即可通过自学习建立场景化模型，得到IRS阵列在当前场景下的最优相位组合。理论证明，在处理二元相位选择Φ={0，π}时，以上算法可以渐进达到全局最优；而在处理多元相位选择Φ={0,π/K,2π/K,...,((K-1)π)/K}，K>2时，以上算法可以渐进达到全局最优的75%以上。

针对上述技术，罗教授带领的联合研发团队已经完成了基于真实5G网络环境（现网5G 2.6GHz频段）的初步测试验证，证实了基于盲波束赋形的IRS技术能够为5G网络带来两方面的性能提升：在室内典型的弱覆盖场景下，能有效改善区域弱覆盖，覆盖增益14dB，SINR增益12dB，速率提升200%；在室外的空旷场景下，多径较少，RANK较低，通过引入IRS，RANK提升一阶，速率增益为50%。 在RIS商用网场景化应用测试中得到了中国移动的高度评价：盲波束赋形算法相较于现有方案有着巨大性能优势，例如在室内延伸场景测试中，上行定点速率提升约2.62Mbps，下行定点速率提升约40.71Mbps，相关成果有着很大商用价值。

三、应用场景

信号补盲，覆盖增强