登山者1979 6G标准与技术探索
过去几年，智能超表面（RIS - Reconfigurable Intelligent Surface）相关文献呈爆炸式增长，被学术圈热捧为6G通信的“革命性技术” - 低成本、超低功耗，无需新增基站就能重塑传播环境、填补信号盲区。
但也有些研究人员对此表示质疑，比如论文<>中直接了当的说: “当前 RIS 研究大多是基于理想化假设和脆弱的原型机，难以转化为实用、可部署、符合标准的技术在实际网络中落地。”
而来自 Ericsson 研究团队的论文也指出其在3GPP标准化进程中的遇到的挫折：“在 3GPP Release 18 和 19 的规划阶段，RIS 曾被提议作为研究项，但最终均未继续推进，被留待未来可能的规范制定。”
一边是被学术界的“黑科技”，一边是标准组织的谨慎对待，RIS 怎么就卡在了标准化的“路上”?
一、RIS是什么?
想象一下：你在地下车库或者隧道，手机信号就会变得很弱。传统做法是建基站或中继器，但成本高、占地大。而RIS的设想是：挂一块“智能镜子”在墙上，它能主动调节信号的反射方向和强度，把原本照不到你的信号“掰”过来，精准送达。 理论上，RIS被设想为一种由大量可调相位单元组成的平面结构，每个单元可独立控制相位，实现“被动波束成形”（passive beamforming），能像“智能镜子”一样反射并聚焦信号，提升覆盖和能效，并且无需供电、无需复杂硬件，号称“零功耗、低成本”。
学术论文中常宣称其“低成本、超低功耗”，但现实是否如此？但理论与现实的差距，往往在实际部署中被无限放大。
二、标准化推进缓慢
学术界积极推广 RIS，并且被提议为6G候选技术，但是3GPP标准化组织在Release 18和19中均未将其列为研究项目。欧洲电信标准协会（ETSI）发布了 RIS 的用例和关键绩效指标（KPI）文档，但这只是 “评估和测量”，而非立即标准化。
这背后，并非3GPP“保守”，而是RIS存在太多未解决的工程难题。相比之下，3GPP在Release 17推出了射频中继器（RF repeater），在Release 18推出了网络控制中继器（NCR, Network-Controlled Repeater），这些技术虽然复杂度略高，但已经标准化、可部署、性能稳定。
标准组织的决策不会因学术热度而盲目推进，更倾向于选择成熟、低风险的技术。换句话说: 与其赌一个还不成熟的“黑科技”，不如用已验证的“老技术”解决问题。
三、RIS的工程难题
（1）路径损耗问题
RIS的核心问题在于“双路径损耗” - 无线信号从基站到用户，如果是直连，损耗是“1跳”。但RIS是“基站→RIS→用户”，信号要走“2跳”，每跳都有损耗。更糟的是，RIS本身不放大信号，反而会引入额外损耗。如下面[1]仿真模型验证: 在相同总距离下，RIS反射路径的损耗远高于直射链路。
这导致RIS的链路预算（link budget）极差，尤其是在高频段（如28GHz），信号衰减更快。所以RIS需巨大尺寸才能补偿损耗。若使用1000个单元的RIS（30GHz频段），端到端增益比直射链路低26dB；即便增至10000个单元，增益仍低6dB，且波束宽度急剧收窄，仅剩2米，很难支持用户移动。
（2）信道估计问题 RIS要“智能反射”，就必须知道信道状态信息（CSI），即信号从基站到RIS、再从RIS到用户的传播路径。但问题来了：RIS本身没有接收能力（它是被动的），无法像基站或中继器那样“感知”信道。CSI必须由基站或用户来估计，再通过控制链路告诉RIS。导致两个问题： - 开销巨大：每个反射单元都要进行信道估计，256个单元的RIS，估计开销可能是传统系统的上百倍。
- 实时性差：信道是动态变化的（用户移动、环境变化），等估计完再配置RIS，信号早就变了。
（3）安全问题 RIS的“智能”二字，其实是个误导。它本身没有智能，只是执行预设或远程下发的反射指令。这意味着： - 一旦控制链路中断，RIS就变成一块“死板”。
- RIS可能被黑客劫持，用于“破坏性波束成形”，故意干扰合法信号。
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（4）硬件层面问题 硬件层面，单元阻抗失配、相位量化误差、温度漂移等损伤进一步削弱性能。比如PIN二极管、液晶等技术，均存在切换速度慢（毫秒级）或功耗问题，难以匹配5G/6G微秒级时序要求。而许多研究忽略这些损伤，导致仿真结果“乐观但不可靠”。
四、RIS和NCR的对比
在 RIS 被 3GPP 搁置的同时，另一种功能相似的技术 —— 网络控制中继器（NCR），已在 3GPP Release 18 中完成标准化。
NCR 是具备波束成形能力的放大转发中继器，能接收和处理来自网络的控制信息，在移动网络运营商（MNO）的控制下，逻辑上属于其控制的 gNodeB 的一部分。
从下面几个层面来看，NCR对于3GPP标准化组织来看，就更有"性价比": - 信号放大能力：NCR 的放大增益可达 90-100dB，而被动 RIS 不放大信号，主动 RIS 仅能放大几 dB。所以NCR无需超大尺寸就能实现信号增强。
- 实际盲区覆盖场景: NCR提供比RIS更均匀、更可靠的性能覆盖。如下图的热力图显示，RIS的性能严重依赖于用户设备的位置（距离RIS越近越好），而NCR则在大部分区域都保持了较高的频谱效率。
- 干扰控制：NCR具备空间和频谱选择性（可滤波），而RIS会无差别反射任何方向、任何频段的信号，极易产生干扰。
- 开销与部署：相同覆盖范围下，NCR 的控制开销远低于 RIS，并且 NCR 的回程链路和接入链路可分离数米，部署更灵活，无需像 RIS 那样严格要求基站 - RIS、RIS - 用户的视距链路。
五、RIS研究存在系统性Bubble？
工程问题如此之多，为什么RIS大量论文涌现出来，并且在过去几年被炒得如此之热？《Why the research done on Intelligent/Reconfigurable Reflecting Surfaces is a waste of time, money, and effort》认为这是“系统性泡沫”。- 研究者发论文要“新颖”，RIS概念新，理论分析门槛低，易产论文，但实验验证成本高，导致大量研究停留在仿真层面。
- 各个主要国家都希望6G出现“亮点技术”，所以RIS可以被包装成“6G关键使能技术”以争取 funding。
- 部分企业/联盟（如RIS Alliance）也在推动标准，希望抢占话语权。
最后导致“都市传说效应” - 乐观的主张被反复引用，最后形成自我强化的泡沫。
六、RIS应该走向务实
RIS在特定场景（如室内近场）有潜力，需要避免“万能药”叙事，转向特定领域，比如说: 但在大规模蜂窝网络中，RIS竞争力存在疑虑。 若RIS要真正实用，需要:
结语RIS的技术光环面对的是物理规律和工程现实的“铁拳”，绝非算法优化可轻易应对。而3GPP标准组织的决策基于 “经济性、安全性和可管理性”，不会因为学术热度而盲目推进，更倾向于选择成熟、低风险的技术。RIS会有未来，但前提是 - 从虚向实，实地测试并解决实际工程问题。
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发表于 2025-10-27 11:03:08