您是否想过，未来的无线通信可以像人脑一样自主感知和响应？这不再是科幻！可重构智能表面（RIS）技术，作为6G的关键支柱，正通过人工电磁超材料重塑无线信道环境。RIS作为一种低功耗平面天线阵列，能动态调控电磁波的幅度、相位等特性，有效克服阴影衰落和路径损耗，从而大幅提升通信覆盖质量和系统效率。
但传统RIS面临一个核心难题：它依赖基站实时控制。如图1所示，基站需先获取信道信息，再通过额外链路向RIS发送指令，这不仅增加硬件成本，还使部署复杂化。这种控制瓶颈严重制约了RIS的大规模应用。
图1.（a）现有的基站控制RIS；（b）提出的自控制RIS（SC-RIS）
针对这一挑战，清华大学戴凌龙团队与东南大学崔铁军院士团队大胆借鉴光学全息成像原理，推出了自控RIS（SC-RIS）方案。想象一下，RIS单元集成微型微波功率计后，能自主捕获基站与用户信号干涉形成的全息图，如图2所示。这种设计让RIS像“智能眼睛”一样，独立反推用户角度，实现无需基站干预的波束赋形。图3展示了SC-RIS单元的硬件细节，凸显其双功能集成优势。
图2.光学全息成像启发的SC-RIS硬件架构设计
图3.自控制RIS单元的硬件实现及电磁特性
更令人振奋的是，团队开发了基于二维快速傅里叶变换的全息定位算法（图4）。该算法通过波数域分析，精准捕捉全息图的双峰结构，从而以超分辨率精度估算用户方位。无论是室内密集环境还是户外广域覆盖，SC-RIS都能灵活适应，展现出强大的战术多样性。
图4.全息定位算法的流程
在硬件实测中，团队构建了32×32单元的SC-RIS原型，并集成软件定义无线电平台进行OFDM通信验证。图5数据显示，全息定位算法将角度误差降至2.61°（俯仰角）和5.24°（方位角），优于阵列极限。更关键的是，SC-RIS自主波束赋形带来16.4dB信号增益，远超随机赋相效果。
图5.全息定位算法的实测性能
系统级测试（图6）进一步证明，SC-RIS启用后，OFDM接收机获得12dB平均功率提升，信道估计和解码性能显著优化。这意味着在智能家居、工业物联网等场景中，SC-RIS可自主优化连接，实现无缝覆盖。
图6.SC-RIS辅助OFDM通信系统的实测结果
这项突破不仅解决了RIS控制难题，更将RIS升级为独立智能体，赋予其环境感知和实时决策能力。未来，SC-RIS可广泛应用于通信、感知融合任务，推动6G向自主化迈进。好奇这项技术如何改变世界？立即点击论文链接，探索前沿细节，加入6G创新讨论！
研究成果以“光学全息启发的自控制智能超表面”为题，于10月29日登陆《自然·电子学》。
清华大学戴凌龙教授与东南大学崔铁军院士为论文共同通讯作者，博士生朱结奥和顾泽为第一作者。研究获国家重点研发计划及国家自然科学基金支持。
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来源：电子系
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