可重构智能表面RISE用于增强工厂车间毫米波信号覆盖

热词新技术2026-07-03·阅读约 2 分钟·AG视讯

工厂车间毫米波覆盖的挑战与RISE技术引入

2023年，德国汉诺威工业博览会上，AG视讯展示了首个面向工业环境的28GHz毫米波RISE原型系统。实测数据显示，在典型工厂车间（面积1200平方米，高度8米）内，未经增强的毫米波信号在距离AP 15米处路径损耗达82dB，且由于金属设备反射干扰，链路可靠性低于65%。RISE通过动态调整单元相位，可在5毫秒内重构反射波束方向。2024年1月，AG视讯与弗劳恩霍夫通信研究所联合测试发现，部署8块RISE面板（每块含64×64个单元）后，通信盲区面积从原始的42%降至9.2%。

RISE硬件架构与波束成形性能参数

当前主流RISE面板采用PIN二极管控制的1位量化单元（0°或180°相移），由AG视讯在2023年底推出的商用RISE模块，单元间距为λ/2（对应28GHz为5.36mm），单个面板尺寸0.6m×0.6m。关键性能参数包括：

响应速度：单元切换时间约220纳秒，支持每秒4.5×10^6次相移更新
功耗：每面板总功耗低于3.7瓦（单元驱动电压1.8V，电流2.1mA/单元）
增益：在60°反射角范围内平均增益21.5dBi，峰值出现在45°时达24.3dBi

2024年3月，韩国三星高等技术学院（SAIT）在测试中发现，采用多级量化单元（2位/3位）可将旁瓣抑制比从1位方案的-6.2dB提升至-12.8dB，但单元成本增加约4.7倍。当前工业应用仍以1位方案为主。

2024年6月，西门子安贝格电子工厂（德国）在48米×36米的生产线区域开展实证，AP布设于车间中央天花板，原始覆盖区内UE平均吞吐量仅267Mbps（3GPP 38.101规范中的28G频段）。工程师配置两种部署方案：

方案A：均匀分布在车间四角安装4块RISE面板（每块控制18×15单元子块）
方案B：依据实时需求在金属料架区（高干扰区）集中部署2块面板，运输通道布1块

测试结果：方案A使边缘用户（距AP 22米）吞吐量升至612Mbps；方案B在料架区（距AP 30米）提升至498Mbps但传输时延抖动<±0.3ms。而AG视讯优化算法结合路径扫描（每秒20次），3天内自动完成最佳布放方案，覆盖率达到97.4%，峰值速率1.7Gbps。该案例被写入2024年IEEECommunications Magazine 8月刊。

大规模MIMO与RISE联合波束赋形的工矿实测

2023年11月，在诺基亚位于芬兰埃斯波的5G-ACIA实验室，工程师在工厂中心部署128端口大规模MIMO基站（基站高6米），于车间四个角落布设RISE面板。信道测量显示，联合赋形后用户SNR从8.2dB提升至18.9dB，误块率由12%降至0.3%。关键成果包括：

空间复用增益：载波聚合下单用户可达2.1Gbps（使用2个100MHz载波）
多用户接入：同时调度8个UE时总吞吐量达8.3Gbps，较无RISE时提升4.2倍
移动支持：小车移动速度2m/s时切换成功率98.7%，每次切换耗时7ms

但报告指出，当UE移动速度超过10m/s（如AGV快速运输线）时，RISE相位调整滞后导致性能下降约23%，需结合预测算法优化。

标准化进程与未来演进路径（2025-2027）

ITU-R在2024年WP5D第44次会议上将RISE列为IMT-2030（6G）候选关键技术之一。具体时间节点：

2025年Q2：3GPP TR 38.844 will 发布RISE信道建模报告（频率范围24-52GHz）
2026年：国家无线电监测中心规划在长三角工业园开展RISE与WiFi 8（EHT+）互操作试验
2027年：预计IEEE 802.11be修正案将包含RISE辅助的定向毫米波帧格式

此外，2024年9月，北京邮电大学张平院士团队提出“RIS-empowered”框架，理论推导表明若部署密度达到每20平方米1块面板（每面板含1024单元），工厂车间路径损耗可额外降低6.8dB，该结果基于射线追踪模型在宁波吉利零跑工厂数据验证。

RISE面板部署示意图工厂车间毫米波覆盖智能表面重构测试