智能超表面
搜索文档
墙体的AI革命,智能超表面如何让建筑「听懂」6G信号?
36氪· 2025-10-22 10:15
当前5G技术的瓶颈 - 5G基站功耗极高,主要原因是基站部署在室外,但96%的流量需求源于室内用户[2] - 信号穿墙后强度下降90%至99.9%,导致室内通信质量严重劣化[2] - 传统技术路径如优化编码和协调功率频谱资源带来的真实效能收益越来越少[2] 6G通信的关键创新方向 - 智能超表面技术标志着从被动适应到主动干预电磁波传播以优化通信网络的里程碑[3] - 近场通信、更高频段、超大规模天线阵列以及语义通信等技术构成内生智能新范式,以应对千行百业的差异化网络需求[2] - 研究方向包括通过调控复合建筑材料电磁特性来提升装配式工业建筑的无线友好性[8] 建筑无线友好性概念 - 建材的相对介电常数与厚度的细微偏差会导致通信质量损失14.4%以上[3] - 建筑无线友好性指标于2022年被提出,定义了建筑物本身的无线性能固有属性[5] - 微调墙体材质和厚度可在保持25dB信噪比网速的同时,将发射功率降低10倍[4] 跨行业融合与实践进展 - 装配式建筑技术可缩短80%的施工周期,混凝土3D打印已能实现毫米级加工,为无线性能优化提供灵活低成本的加工手段[8] - 英国国民医疗服务体系在2025年3月的指南中明确要求“应该预先规划无线连接,再开展建筑施工过程”[8] - 研究团队提出将低成本无源超表面瓦片嵌入建筑结构,形成智能墙体,从根本上提升建筑内网络无线性能[10] 用户移动性带来的挑战与解决方案 - 用户设备的移动性在宏观上受回溯趋势与有界Lévy游走约束,在微观上受设备微小震动影响,共同主导信道潮汐演化特征[12] - 人类行为的不确定性破坏了信道马尔可夫特性,研究团队提出轻量级类MuZero方法,在时间嵌入潜在空间训练以生成抗环境不确定性的控制策略[15] - 利用信道演化的可预测性,可动态激活仅10%的超表面面积,通过低复杂度深度强化学习实现区域蠕变式激活,显著降低控制与供电负担[15] 不同通信频段的特性差异 - 毫米波通信相比可见光通信具有更好的衍射能力,导致其信道特性随机性更强,训练出的算法泛化性更好[17] - 可见光通信清晰地描绘人类行为在建筑环境中的投影,导致多模态信道特征演变和更严重的泛化挑战[17]