图1 智能超表面受基站控制与自主控制原理示意图
图2 自主控制智能超表面实验平台与测试性能
在国家自然科学基金项目（批准号：62325106、62031019）等资助下，清华大学戴凌龙教授和东南大学崔铁军院士团队在面向6G的自主控制智能超表面研究方面取得进展。研究成果以“光学全息启发的自主控制智能超表面（A self-controlled reconfigurable intelligent surface inspired by optical holography）”为题，于2025年10月29日在线发表于《Nature Electronics》。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41928-025-01482-3。
可重构智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface，RIS）技术通过改变电磁波传播路径，创造有利于信息传输的无线信道条件，提高无线通信性能。传统工作模式下的RIS不具备自主控制能力，需要与通信基站建立专用控制链路，接收来自基站的控制指令调整电磁辐射单元的相位，实现入射电磁波的反射波束聚焦（图1左半）。但专用控制链路不仅增加了控制流程的复杂度，还提高了RIS的部署成本。因此，RIS电磁辐射单元的相位控制成为制约其大规模应用的关键挑战之一。
针对上述挑战，合作研究团队受光学全息成像原理的启发，提出一种可实现自主波束控制的RIS设计方案（SC-RIS）（图1右半）。该方案中，SC-RIS的电磁辐射单元集成了微波功率计，检测入射电磁波功率并获得基站和用户信号的全息干涉图样；微控制单元（MCU）对全息干涉图样进行二维快速离散傅里叶变换，形成全息功率谱并解析出用户的角度定位信息。根据用户的角度定位信息，MCU进一步计算出SC-RIS的调相方案反馈到电磁辐射单元，实现自主波束赋形。为验证设计方案的可行性，研究团队搭建了SC-RIS辅助通信实验平台（图2a）。实验得到了：在3.5 GHz载波频率下，配有32×32个电磁辐射单元的SC-RIS获取到基站和用户信号的全息干涉图样（图2b）、全息功率谱（图2c）、用户角度定位信息（图2d）、调相方案（图2e）以及不同方位下，用户端实测接收功率增益（图2f）。
研究成果为无线网络中的用户感知定位与电磁环境自主调控提供了新思路，在移动通信网络覆盖提升、干扰抑制等方面具有广阔的应用前景。