毫米波很快，但怕墙；信号穿不过去的地方，用户只看到转圈的加载图标。本文回答一个问题：在不新增基站、不放大功率的前提下，能否让信号“拐弯”绕过遮挡？答案是近两年从论文走进外场试点的智能超表面（RIS）。本文以 arXiv 奠基论文、NTT DOCOMO 官方试验、法国 Greenerwave 的火车站部署和 3GPP Rel-19 立项为线索，拆解 RIS 的原理、全球商用进展、实测增益量级，以及从试点走向规模商用必须迈过的四道坎。
干过无线优化的人都有一个肌肉记忆：3.5GHz 的 C-band 信号穿一堵混凝土墙，衰减动辄十几二十个 dB；到了 26GHz/28GHz 毫米波，一扇低辐射镀膜玻璃、一个路人的身体、一场中雨，都足以把链路打到重新选小区。频率越高，绕射能力越差，阴影区越“黑”。这就是毫米波商用五年多来始终点状部署、不敢铺开的核心原因之一——不是功率不够，而是“看不见”的地方太多。
业内的传统解法无非三板斧。第一，加小基站：覆盖立竿见影，但要协调站址、拉光纤回传、接电源，一个点位综合成本以万计，室内部署还要跟物业扯皮。第二，上直放站：便宜，但它本质是放大器，把施主天线的信号连同噪声一起放大，方向固定，没法调。第三，最土的办法——挂金属反射板：零成本零功耗，但反射路径固定，网络一改频、一扩容，它就成摆设。
更麻烦的是运维视角：这三类手段在网管里要么是哑资源，要么是半哑资源。盲区投诉来了，你去现场，发现的往往不是基站故障，而是某栋新起的楼、某块新装的玻璃幕墙把信号挡了。基站本身一点毛病没有，但用户感知就是差。这类“结构性盲区”，恰恰是 RIS 想解决的问题：在信号被挡的路径上，放一面可编程控制的“镜子”，把波束可控地弹过去。
RIS（Reconfigurable Intelligent Surface，可重构智能表面），国内学界称智能超表面，物理本体是一块由成百上千个亚波长单元组成的平板，每个单元尺寸远小于波长，通常只有几毫米见方。单元里集成了一个 PIN 二极管或变容二极管：加电、断电，单元的等效电磁参数就变了，反射相位随之切换。控制器按目标波束方向算出一组相位码，下发给整面板的每个单元——上千个单元的反射波前干涉叠加，能量就聚焦到指定方向。这就是“无源波束赋形”。
这个方向的理论起点在学界是清晰的。东南大学崔铁军团队 2014 年在《Light: Science & Applications》上发表数字编码与可编程超材料，第一次用 FPGA 给超材料单元编程，让“用软件控制电磁波”从设想变成实物。而把这条路推到移动通信框架里的标志性工作，是东南大学出身、先后在新加坡国立大学工作的 Qingqing Wu（吴青青）与 Rui Zhang（张瑞）2019 年的论文《Towards Smart and Reconfigurable Environment: Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Network》（arXiv:1905.00152）。这篇论文给出了一个后来被无数综述引用的结论：IRS 辅助链路的接收功率与单元数的平方 N² 成正比，等效覆盖距离随 √N 扩展。直白地说：单元数翻四倍，反射链路的功率增益翻十六倍。这被称为“平方律”，是整个方向能立住的物理基石——无源器件不放大功率，但可以用阵列干涉把能量“搬”到该去的地方。
和直放站的本质区别在这里要说清楚：直放站是“收到、放大、再发”，有源器件，引入噪声和时延，施主天线选不好还会自激；RIS 是纯反射，信号本身不经过任何有源放大，相位可调、方向可编。代价是它没有接收机，感知不到信道，一切动作依赖外部控制——这个“先天缺陷”后面会讲到，是商用的最大坎之一。
工程账本也漂亮。没有功放、没有基带、没有回传，整面板功耗公开文献普遍在瓦级到几十瓦量级，对比一台几十上百瓦的小基站，不在一个数量级。面板可以做成薄膜或薄板，贴玻璃幕墙、贴天花板、挂灯杆广告牌，施工接近贴广告。对常年跟站址协调、电费单、回传管道搏斗的运营商来说，这三项“免掉”才是 RIS 最性感的地方。
RIS 今天处在什么阶段？一句话：论文海量化、样机工程化、试点真网化、标准刚立项。分区域看，三家打法截然不同。
日本：运营商亲手孵化，毫米波补盲。NTT DOCOMO 是全球最积极的玩家。早在 2018 年前后，DOCOMO 就与玻璃巨头 AGC（旭硝子）联合研发“透明动态超表面”，2020 年 6 月双方发布 28GHz 频段的产品化样机——一块薄膜状面板，可以直接贴在玻璃上，让毫米波信号绕过窗户无法穿透的遮挡进入室内。此后 DOCOMO 在真实街区做了多轮外场试验，官方新闻稿给出的场景就是典型的毫米波死角：基站与终端之间被建筑遮挡，部署 RIS 面板后遮挡区从“不可用”恢复为可用覆盖。DOCOMO 一贯把 RIS 定位为 5G 演进与 6G 的覆盖增强手段，这条路子的特点是运营商深度参与产品定义，而不是等设备商供货。
法国：初创公司切入细分场景。巴黎的 Greenerwave 是法国国家科研中心朗之万研究所孵化出的初创公司，做可重构超表面起家。它的路线跟运营商主流玩法不同：先从卫星通信切入（Ku 波段低成本低功耗卫星终端的天线替代方案），再回头做地面蜂窝场景。据公开报道，2024 年巴黎奥运会周期，Greenerwave 与法国国铁（SNCF）合作，在巴黎北站这样的大型火车站内部署 RIS 试点，用于改善车站环境下的无线连接。火车站是典型的“金属大棚”：结构遮挡严重、室分改造施工窗口极短、人流密集不能断营业——恰好是 RIS 这种轻量贴装方案的舒适区。
中国：联盟化推进，直奔标准化。国内走的是“产学研建制化”路线。2021 年前后，在中国信通院牵头下成立了智能超表面技术联盟，把运营商、设备商、高校、芯片仪表厂商拉进同一个组织；IMT-2030（6G）推进组将 RIS 列为 6G 候选关键技术方向。落地侧，中国移动、中国联通等与中兴通讯等厂商在多个省份开展真网外场试点，场景集中在室内补盲、深度覆盖增强，公开报道的增益普遍在数 dB 到 10dB 量级。理论侧，东南大学崔铁军团队的“信息超材料”持续输出，从 2014 年的可编程超材料一路做到现场可编程门阵列直接驱动电磁辐射的架构。
标准化：刚刚拿到入场券。3GPP 在 2023 年 12 月的 RAN#102 全会上批准了 Rel-19 的 RIS 研究项目，核心是信道建模——先把“RIS 所在的无线环境怎么建模”这件事在 RAN WG1 里定义清楚。按 3GPP 节奏，Rel-19 是研究期，规范化要等 Rel-20（即 6G 的第一个规范版本）。在此之前，市面上的 RIS 方案都是厂商私有实现，标准允许多种实现，具体行为以各厂家官方文档为准。
用一张图把 RIS 在网里的位置画出来：
flowchart TD
BS["毫米波基站"] -->|直射信号| UE1["开阔区用户"]
BS -->|直射被高楼挡住| WB["阴影盲区"]
BS -->|可控反射| RIS["智能超表面面板"]
RIS -->|定向二次反射| UE2["盲区用户"]
OAM["网管控制面"] -->|低速控制链路| RIS
| 维度 | RIS 智能超表面 | 直放站 | 小基站 | 金属反射板 |
|---|---|---|---|---|
| 工作方式 | 无源反射+可编程波束赋形 | 有源放大转发 | 完整收发，自成小区 | 固定镜面反射 |
| 信号是否放大 | 否（仅改变方向与相位） | 是（连同噪声） | 是（重新发射） | 否 |
| 供电功耗 | 瓦级至几十瓦（仅控制电路） | 数十瓦 | 数十至数百瓦 | 零 |
| 光纤回传 | 不需要 | 不需要（需施主天线） | 需要 | 不需要 |
| 方向/参数可调 | 软件可编程，可动态切换 | 出厂固定 | 参数可调，位置固定 | 完全固定 |
| 时延 | 近零（电磁反射） | 微小（放大器级） | 引入协议栈时延 | 近零 |
| 站址与施工 | 贴墙贴膜，轻量化 | 挂墙，需勘测施主链路 | 站址协调+回传施工 | 极简 |
| 典型成本结构 | 面板+控制器，无射频链 | 低 | 高 | 极低 |
| 运维可见性 | 依赖控制通道建设（在建） | 多为哑资源 | 纳入网管 | 纯哑资源 |
从运维角度补一句：这张表里最容易被低估的是最后一行。小基站坏了网管看得见，直放站坏了往往靠投诉发现，而 RIS 如果控制通道和监控体系不进网管，它就是下一代的“哑资源”——面板被装修队拆了、控制器断电了，你只会看到一片莫名其妙的覆盖劣化投诉。这是设备进网前就要谈清楚的硬需求。
理论和表格都谈完了，回答最实际的问题：真网上到底能多几个 dB？
先泼冷水：RIS 的增益极度依赖部署位置。平方律成立的前提是面板处于“恰当的反射几何”里——理想的部署点在发射端或接收端的近场优势区，最差的选择是面板贴在远离两端的位置上白白浪费自由空间损耗。同一块面板，位置选对与选错，收益可以差出一个数量级。所以 RIS 不是“贴上就灵”，勘测选点的工作量省不掉。
再看公开试点披露的量级。综合 DOCOMO 的毫米波外场试验、国内运营商与设备商的多省试点报道：室内补盲场景，部署 RIS 后 RSRP 提升普遍在数 dB 到 10dB 量级，边缘用户体验速率有成倍改善；毫米波遮挡场景收益更戏剧化——原本因遮挡完全不可用的区域恢复服务，这属于“从 0 到 1”的收益，无法用单纯 dB 描述。需要强调：这些数字来自各参与方自行发布的试点结果，口径不一、场景各异，横向比较意义有限，具体数值以各官方发布为准。按本文的反幻觉纪律，这里不给“平均增益 X dB”这种伪精确结论。
哪些场景值得装？以我跑了多年一线的判断：第一优先是毫米波/FWA 补盲，遮挡即死角的频段，RIS 是唯一“不改射频架构就能拐弯”的选项；第二是高价值室内区域——写字楼大堂、交通枢纽、商场中庭，室分改造成本高、施工窗口短；第三是临时性覆盖——大型活动、应急通信、地铁通道改造期，面板几小时就能贴上，撤场也快。反之，开阔空间的覆盖已经良好的区域，装 RIS 属于花钱听响。
第一道坎：信道估计。RIS 没有接收机，感知不到信道，却要算出上千个单元的相位码。业界目前的思路主要有三类：基站侧辅助测量（利用参考信号扫描码本寻优）、预置码本分档切换、以及用 AI 从历史数据预测相位配置。这恰恰是 3GPP Rel-19 研究的核心议题之一——先把建模和评估方法统一，才谈得上各厂家在此之上卷算法。这个坎迈不过去，RIS 就只能当“高级反射板”用。
第二道坎：控制与运维通道。面板要有低速控制链路（有线或无线），要有配置、监控、告警、软件升级的完整管理面，要能进网管、进工单、进告警系统。对每天和故障单打交道的团队来说，一个不能上报状态、不能远程重启的设备等于不存在——坏了你都不知道该派谁去看。控制面方案今天仍百花齐放，这是试点和商用之间隔着的那条线。
第三道坎：标准与生态。Rel-19 之前全部是私有方案，意味着单点采购、锁定厂商、无法规模化集采。只有等 Rel-20 把 RIS 写进 6G 规范，才有真正的多厂商生态和成本曲线。好消息是节奏可控：Rel-19 研究、Rel-20 规范化，与 6G 在 2030 年前后商用的整体时间表咬合。
第四道坎：商业模式。面板贴在谁的墙上？业主收不收点位费？这笔钱走覆盖投资、走市场费用还是走政企项目？直放站时代“哑设备挂满楼道没人管”的教训在前。RIS 要避免重蹈覆辙，必须在规模化之前把“设备归属—维护责任—效果核算”的商业闭环想清楚。
把视野拉高，RIS 背后是学界这几年反复论述的一个愿景：智能无线环境（Smart Radio Environment）——Marco Di Renzo 等学者提出，与其让信号被动地对抗环境，不如让环境本身成为网络的可编程部分。墙、广告牌、窗户，都是潜在的“网络设施”。
放进 6G 的候选技术栈里看，RIS 的位置相当微妙。太赫兹通信遮挡更严重，RIS 几乎是刚需配置；低空经济起来后，低空覆盖本来就要靠可控反射面参与；与通感一体化的结合（反射面同时参与感知）也有论文在推。反过来说，如果 Sub-6G 频段靠站距加密解决了大部分覆盖问题、毫米波继续边缘化，RIS 的天花板也会被压低。技术不做孤立判断——RIS 的命运，绑在“高频段覆盖问题有多严重”这个母命题上。
RIS 不是颠覆基站的革命，而是给网络工具箱添的一件新家伙：一面可编程、瓦级功耗、免回传的信号镜。它解决的正是运营商最头疼的那类结构性盲区——基站没病、用户没辙的“最后一堵墙”。从 2014 年可编程超材料问世，到 2019 年平方律立论，到 2020 年 DOCOMO 的 28GHz 贴膜样机，再到 2023 年底 3GPP 立项，十年时间这条技术线走到了“真网试点”与“标准化起点”的交汇处。接下来三年看两件事：Rel-19 的信道建模与控制面方案能否收敛成规范，以及先行者 DOCOMO、Greenerwave 和国内试点能否交出可复制的成本收益账。作为运维人，我的建议很朴素：在你的网络里找出那批“设备完好但投诉不断”的结构性盲区清单——那里面，藏着 RIS 的第一批真金白银的部署点。
本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生（微信ID: gprshome201101）维护，聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。
[!tip] 51学通信知识星球 星主：爱卫生（微信：gprshome201101）——公众号「51学通信」创办者，19 年通信行业运维与讲师经验，著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书（各大电商平台有售）。 星球定位：深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域，主打运维岗位与信令分析。 当前规模：5200 篇主题 / 990 个回答，198 元/年。 加入福利：加入星球后请加爱卫生微信，拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题，另有群内分享。 AI 加持：51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy，使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例，做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。