格拉斯哥大学的工程师以及来自英国和澳大利亚的同事在无线通信的发展形式方面取得了突破性的研究成果，可以帮助精确定位室内人员和物体的位置。

他们的工作未来可能会有广泛的应用，从帮助紧急服务部门快速找到被困在烟雾缭绕的建筑物中的人，到为盲人和弱视者提供公共空间的设备辅助导航。

它还可以帮助最终消除在室内走动以找到拨打手机的最佳地点的需要。

在《通信工程》杂志上发表的一篇新论文中，研究团队描述了他们如何合作提高称为可重构智能表面(RIS)的新兴无线通信技术的性能。

RIS 采用平坦表面的形式，使用能够操纵电磁波(例如无线通信的高频信号)的可编程元件，适用于各种应用。

放置在室内墙壁和天花板上的 RIS 片可以拦截来自外部的无线信号，并根据需要智能地反射、重定向和聚焦它们，以提高性能。

随着 RIS 开发的进展以及该技术被集成到现有 5G 和未来 6G 通信网络中，它可以帮助解决 GPS 等更成熟的定位技术的性能方面长期存在的问题。

格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院的 Qammer Abbasi 教授领导了这项研究，也是该论文的通讯作者。他说：“虽然 GPS 在户外工作得很好，可以帮助我们使用地图应用程序在步行或乘车时有效地找到路线，但它在室内环境中的工作效果则要差得多。厚墙或干扰可能会削弱定位通信信号。受其他电子信号影响，降低 GPS 的准确性。

“RIS 有潜力极大地改善室内主动定位。它可以通过感知手机等设备在任何给定时间发送和接收的通信信号来实现这一点，从而使它们能够精确定位设备及其用户。

“这开辟了广泛的可能应用，包括利用 RIS 集中信号的能力，通过将信号直接引导到移动电话的天线来提高通话质量，无论用户在室内的哪个位置。

“我们的研究是微调 RIS 技术在未来通信网络中执行室内定位任务的能力方面向前迈出的重要一步。”

为了探索和提高该技术的定位潜力，他们在格拉斯哥大学的一个空间中建立了一个 1.3 平方米的 RIS，其中包含 4,096 个元素。他们将其与两个称为通用串行无线电外围设备的设备配对。一个充当无线信号的接收器，另一个充当发射器。

在实验的第一阶段，研究人员通过在九个不同位置之间操纵波束并在每个位置发送测试信号来配置 RIS 将信号从发射器有效反射到接收器的能力。

在第二阶段，团队使用一系列不同的机器学习算法来分析每个位置经过 RIS 优化的无线信号的独特“指纹”，测试哪种算法能够最准确地定位信号。

一种算法明显优于其他算法，证明自己能够在 82.4% 的时间内准确确定接收器的位置。

该论文的第一作者 Syed Tariq Shah 博士曾在格拉斯哥大学从事这项研究，然后就职于埃塞克斯大学计算机科学与电子工程学院。

Shah 博士表示：“这项研究表明，一旦 RIS 设备不断发展并在通信网络中得到更广泛的采用，RIS 可用于塑造和引导无线信号，从而在未来产生许多令人兴奋的应用。

“我们设计的系统原型可以帮助改进对大型公共活动中携带手机的人群的管理，或者使仓库经理能够更好地跟踪带有无线发射器标签的库存。它可以应用于任何活跃的情况需要对无线设备的信号进行定位。”

格拉斯哥大学通信、传感和成像中心负责人 Muhmmad Imran 教授是该论文的另一位作者。他表示：“这项工作将成为解决室内环境中复杂定位问题的一个重要里程碑。这将是未来几年 6G 通信网络的额外优势之一。”