【主持人】

段向阳 ：中兴通讯副总裁

【圆桌专家】

崔铁军 ：中国科学院院士

丁海煜 ：中国移动研究院副院长

孙震强 ：中国电信研究院资深专家、博士

王欣晖 ：中兴通讯副总裁、RISTA 联盟副理事长

杨帆 ：清华大学教授

李龙 ：西安电子科技大学教授

骆欢 ：RISTA 联盟理事

程强 ：东南大学信息科学与工程学院教授

刘秋妍 ：中国联合网络通信有限公司研究院 高级工程师，论坛秘书长

主持人（段向阳）：很荣幸第二次受RISTA联盟委托来主持圆桌环节。RISTA技术近年来在业界、产学研界受到了很多关注，大家都能明显感觉到这届论坛的热度远远超过了第一届。从各位专家嘉宾的报告情况来看，RIS技术研究范畴、应用领域、产学研参与程度都在不断扩大，圆桌论坛希望能够获得在座各位更多的真知灼见。

第一个问题，请中国移动研究院副院长丁海煜先生回答。从我们这几年的研究和演示、验证、产业应用来看，您觉得RIS最有潜力的应用场景是什么？

丁海煜：RIS是目前大家都很关注的一项6G潜在核心技术，今天各位专家从覆盖增强、容量提升、感知定位等方面提到了RIS未来面向的一些场景。站在运营商的角度，我认为RIS一个最重要的场景还是在于深度覆盖的增强。RIS的特点是低成本、易部署、不需要传输，这个跟深度覆盖非常契合，而且面向覆盖的需求量也很大。RIS如果能够解决深度覆盖的问题，就能更好地面向未来移动通信的整个网络；第二，目前基于一些相对理想化的场景，RIS对容量是有提升的。如何在未来更复杂的场景下提升容量，还需要业界进一步研究，这也是我们高度关注的；第三，从频段上，目前整个网 络是以宏蜂窝组网的方式，宏蜂窝更多的是低频，所以高频影响相对较小。如果在高频上部署RIS，与低频网络之间的干扰会小一些，同时高频的特性覆盖能力较弱，通过RIS来进行覆盖将是首先需要解决的问题，高频这块可以先推动。从运营商的角度来说，低频对我们来说更需要，如何在大规模部署RIS的时候解决干扰问题，还需要去进一步的探讨。

主持人（段向阳）：深度覆盖高频目前来看还是比较明确的，但低频确实存在较多问题。咱们听听其他运营商的观点，有请中国联通研究院高级工程师刘秋妍博士。

刘秋妍：我们近年来与业界合作伙伴研究RIS做了一些测试，从测试结果上可以看到一个基本趋势，也是刚才丁院长说的深度覆盖是目前RIS在应用方面最有价值、最有影响力的场景。还有一些测试结果也表明，在小区边缘一些典型场景当中，也可以用作多流增速的情况来体现RIS的能力。我们在近来一些低频段的设备演进当中发现RIS带来了很多新的启发，RIS不仅是信道调控的网络节点，还可以作为基站AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）的一个扩展，甚至可以跟广角AAU相关技术进行融合。我认为RIS可以和很多技术融合、碰撞产生火花。

主持人（段向阳）：RIS与其他技术的融合非常关键，移动通信的发展需要很多技术的融合。RIS对移动通信而言，本身也是新技术融合到原有技术中去的过程。那么相对于其他技术来说，RIS技术的优劣势分别是什么？

杨帆：相比于传统的直放站，RIS是进一步的发展而不是完全替代，我认为应该把它们各自的优势都发挥出来，分别应用在不同的场景。相比传统的放站，RIS最核心的不同在于前者更多的是利用电路上的一些技术把信号做深度覆盖，使得原来接收不到的地方现在有信号；而RIS是充分利用电磁场在空间维度的调控能力，实现与前者类似的功能。相较传统直放站，RIS对能源的消耗更小，能充分发挥空间能量的收集和对空间电磁波的调控。此外，RIS不再是一个全向的波数，它可能是一个指向性的、针对性的波数，这在特定的应用场景中会有独到优势。

RIS的劣势也很明显。传统的直放站可能会比较小，而RIS因为要用空间，整个面积可能会比较大，这在部署上会带来一定限制。总的来说，应该让不同技术各自发挥它相应的优势，使得能够更好地服务于各种应用场景。

主持人（段向阳）：RIS确实要具备很多能力。由此我想进入到下一个问题：RIS的原形主要以PIN管技术为主，这几年陆续有了PIN管、变容二极管，以及液晶或其他新材料。请问您如何看RIS器件多种物理实现机制的优缺点以及产业应用场景呢？

骆欢：我从事液晶相关的半导体显示行业，在通信行业不是专家，我仅从液晶角度来谈一下对RIS浅显的理解。众所周知，液晶材料目前主要被用于显示领域，未来是否能用于通信领域？这完全是原创性材料的跨界创新应用，我们对此也做了一些有益探索。我们把液晶来做移相器，上面是一个天线，中间是一个移相层，把液晶填充在里面，底下是一个功能层，可以放馈电网络，也可以再放天线或反射地板，这样能够实现相控阵、投射阵和反射阵。

液晶是一种很特殊的材料，加电之后会发生扭转，形态扭转之后介电常数就会发生变化。这个原理是通过改变液晶上下端的电压来改变它的物理扭转形态，其实仅仅是改变了液晶分子的形态，电子的能级等各方面都没有任何变化，并不涉及电子能级的跃迁，从原理上讲，这种方式能耗是很低的。此外，因为液晶是通过电压来调控电磁波相位的方式，如果能不断改进电压调控，也能够实现对相位的精准调控。最后从成本上看，中国是全球最大显示产业的生产国，各大面板厂加起来的产能超过全球一半以上。有了这么大的产能，未来RIS天线随着6G的部署，特别适合这种大规模的产业基础去做，而一旦规模应用的话，成本就会急速下降。

从研究RIS的初心来看，从5G到6G网络系统将会越来越复杂，使得我们要从信源和接收端跳出来，从信道角度去寻找一些新方法。我个人认为，用液晶做RIS应用很符合这一初心。

主持人（段向阳）：您从功耗、成本等角度谈到了液晶产业的优势，给予我们很多启发。各个技术最终还是要服务RIS，请西安电子科技大学李龙教授从技术本身的发展来进一步谈谈。

李龙：刚才提到的液晶调控方式确实是非常有潜力，尤其在大的玻璃基底城市幕墙建筑上有很好的应用前景。从RIS技术来说，目前大部分正在用的RIS原型机在微波波段、甚至毫米波波段主要用的是常规电子厂微波里面的调控元件就是PIN的二极管或变容二极管，PIN管自身响应速度非常快，可以达到纳秒级。

如果想要进一步把相位的分辨率或调控的精度提高，我们可能需要更高比特的设计。就目前而言，用微波PIN管来做高比特RIS设计还存在挑战，功耗、成本都会大大增加；与此同时，变容二极管也是一个解决方案，变容管可以在一定反向电压的控制下控制等效的电容响应，还可以实现高比特设计，但缺点是响应速度会慢一些，而且控制的精确度和难度比PIN管要复杂。用PIN可以实现从低频的兆赫兹频段到毫米波频段，但变容管在更高的频率就有缺陷了。未来如果想进一步降低RIS功耗，可以考虑在工超材料单元的设计上用一个管子实现2比特的分辨率，或是在大规模布阵时采取有源PIN管的加载方式实现强覆盖区域和通信容量的增加。

在更高的频率、在未来6G的太赫兹，我们可能还会采用一些新的相变材料比如二氧化钒或砷化镓等一些半导体材料，用温度或其他光学控制来产生调控单元的电磁特征。随着标准和机制的进一步完善，未来RIS批量化生产以后，通过集成改进半导体工艺和设计方法，将大大降低成本和功耗。

主持人（段向阳）：李龙教授在RIS技术本身的实现和未来技术前沿方面给我们描绘了很值得期待的前景。在移动通信网络里，RIS有很多种部署模式，有透明的，有非透明的，也有RIS进来以后整个信道的变化。RIS无论是深度覆盖还是容量提升，在部署方面其实是存在很多挑战的。请丁海煜院长就这方面谈谈您的看法。

丁海煜：的确，我们一直都高度关注网络尤其是无线网络的架构，尤其是6G到来以后。传统的无线网络架构是比较简单的，传统的直放站、中继跟网络之间实际上是一个松耦合关系，但引入RIS以后，和RIU就形成了一个 紧耦合的关系，我们就必须考虑如何去控制、如何做无线资源管理、如何设计相应功能等具体问题；与此同时，部署组网也需要考虑。传统的网络部署是以宏基站为主的蜂窝式组网架构，这种组网架构从1G发展到5G。但引入RIS以后，在边缘的节点如果大规模使用RIS，就改变了传统的蜂窝式组网架构，成为非蜂窝式的状态。这种情况之下如何组网？这当中涉及RIS节点之间如何协同解决干扰、RIS和基站之间如何协同解决干扰，以及RIS本身全频段带来的自身临频、同频的干扰问题，这些都是我们高度关注并期待与学界、产业界一起探讨的问题。

主持人（段向阳）：关于网络架构和部署的问题想请中国电信研究院资深专家孙震强博士提一些指导意见。

孙震强：RIS其实很重要的是实现了扩展功能，我们原来的通信都是做连接，现在把感知引进来，有可能使运营商未来获得新的收入来源。在目前5G的增强阶段或6G初始阶段，我认为RIS的作用还是在于性能的增强，在低频段需要增大它的容量，在高频段我们需要增强它的覆盖，要从性能和功能这两个维度来做RIS的整体设计，在这个前提下再考虑架构的问题。对于一些智能、数据的处理和对算力的需求现在研究得还不够，用什么样的算力对架构也会有不同设计，这个还需要深入研究。

还有一个问题是供电。是自己供电，还是采用英特网里PoE（Power over Ethernet，通过网线传输电力的一种技术）的方式，直接通过其他设备供电？这个对架构也有一定影响。

主持人（段向阳）：关于RIS对网络架构和部署方面的问题，孙博士和丁院长都认为这是6G的一个关键技术。RIS是作为6G的候选技术之一，同时还有其他技术比如说同感算、全球无线电等，请东南大学信息科学与工程学院程强教授就RIS与6G的其他关键候选技术作对比介绍。

程强：我们课题组在崔铁军院士的带领下，比较早就开始研究RIS。崔老师把RIS的功能定为两个层次：一是在物理层面的波速调控；二是在应用层面的覆盖问题，将波速指向盲区。但从目前来看，我认为RIS的潜力并没有被充分挖掘出来。除了物理层面的调控以外，信息层面的调控也值得关注，RIS可以处理一些简单的信号。我们最近做得很多研究就是用RIS去生成一些复杂信号，然后生成复杂波形来进行探测感知。而且它对硬件的要求不高，我们通过控制的一些算法和后期处理在软件层面上去定义和拓展RIS的功能。RIS有感知的能力以后，我们还可以把雷达功能与通信功能结合起来，可以脑洞大开，说不定会有特别的收获。

李龙：我再补充一点。我们是做电磁场微波的，在这个领域，我深刻感受到超材料在RIS领域受到通信的大力协同与融合。我们做天线射频微波的工程师和专家越来越多地融入通信领域；做人工智能、做计算的专家也越来越多地融入通信领域；还有做半导体材料、做控制理论的专家也是。早期做电池超材料还是从材料或天线器件的角度来研究它对电磁波的频段、极化、幅度、相位甚至波形，像轨道角动量这种波形的调控，但这仅仅是在电池电磁波微波的操控角度。RIS让信息超材料可以同时控制数字信息和电磁波，这是最为本质的底层核心技术，也引领了国际上新一轮超材料或超表面的发展。未来6G发展是通信感知一体化，未来的信息超材料、超表面不仅仅是一种技术，更是一种综合电子信息平台，这些单元不仅可以满足基站和用户之间覆盖的问题，还可以独立成为一个综合平台，在未来6G或卫星互联网可能会形成自己的通讯覆盖方式，形成新一代面向6G的更加全面的RIS技术和平台。

主持人（段向阳）：如果从产业角度来说，RIS技术的成熟度到底如何？RIS作为公认的面向6G的应用技术之一，在5G阶段有没有可能实现一些早期应用？

杨帆：我们这几年和运营商沟通得比较多，听取了运营商很多痛点，其中最大的一个痛点就是覆盖增强。现在大家在城市里都习惯了4G、5G这种高速率，但在很多地方，不要说高速率了，连接都没有办法实现。第一，陆地上有很多无人区，电网传输过程会大面积经过无人区，而传统的巡检需要沿着电力线去铺开，实际上风险很大，经常需要通过蚂蟥沟、黑熊区把信号传过去。RIS技术可能是一种非蜂窝型的替代，可以做很多事情；第二，在天空中，近地无人机执行应急救援任务时，如何与核心网再联系起来？RIS在这里可以发挥它高增益、灵活机动、大带宽的优势，通过我们建立的“空中光纤”把信号传输过去，从而解决空中有些信号覆盖不到的问题；第三，在其他类似的地方，这些工作都需要我们一个个去寻找痛点，结合我们的现有技术，逐渐铺开RIS的应用。

主持人（段向阳）：非常感谢各位专家教授。RIS技术非常有前景，将来会出现更多跨界的产品、技术和材料来促进整个产业和行业的发展。RIS技术虽然面临很多挑战，但同时也面临很多机遇。一是在低成本、低功耗、易部署的基础上进一步做强做优；二是推进新的电磁信息理论发展，会促进RIS在未来的应用突破; 三是场景导引，覆盖先行。期待产学研用各界形成合力，共同推动RIS能快速地走入到网络运营中。