智能超表面的部署方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能超表面的部署方法及装置，属于无线通信技术领域，其中，方法包括：根据实际部署场景建立智能超表面的部署位置选择模型；计算部署位置选择模型中基站端到用户端的第一距离和智能超表面中心到基站端和用户端的连线之间的第二距离，根据第一距离和第二距离间的距离关系确定使得信号接收功率最大的智能超表面部署位置。由此，通过配置智能超表面的最优编码，根据无线通信系统所处的实际环境确定智能超表面的部署位置，以提高智能超表面辅助的无线通信系统的传输性能。智能超表面辅助的无线通信系统的传输性能。智能超表面辅助的无线通信系统的传输性能。

【技术实现步骤摘要】
智能超表面的部署方法及装置


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种智能超表面的部署方法及装置。

技术介绍

[0002]智能超表面通常是由亚波长尺寸的人造单元在二维平面规则排列组成的阵列。将其人造单元结构与可调器件(变容二极管、开关二极管等)、FPGA(现场可编程门阵列，Field Programmable Gate Array)等设备相结合，构成智能超表面。通过对电磁单元的相位、幅度或极化方向进行配置，可以实现对反射电磁信号响应的实时调控。智能超表面打破了传统通信系统设计的桎梏，使主动定制信道和无线环境成为了可能。智能超表面可应用于覆盖增强、信道秩提升、无线感知和定位、数能同传、安全通信、无人机通信等众多场景。
[0003]由于主动调控无线信道的能力和低成本低功耗的优越性，智能超表面成为赋能6G的潜在革命性技术，得到了世界范围内的广泛关注。然而，智能超表面的实际部署还存在联合控制、信道估计、位置部署策略等诸多挑战。其中，智能超表面的位置部署是一个重要的且与环境密切相关的问题。当智能超表面被部署在基站和用户之间用来辅助无线通信时，其相对于基站端和用户端的位置会极大地影响智能超表面的反射信号和系统的接收性能。当前大多数研究工作往往将智能超表面部署在靠近基站端或用户端的位置，但忽略了室内和室外实际部署环境的距离限制。此外，部分研究工作采用随机过程的方法，将智能超表面的位置部署归纳为一个最大化信号覆盖率的优化问题，此类优化问题往往复杂度较高，并且需要在不同的智能超表面部署场景中重复计算。因此，目前需要一种可行性强、复杂度低并且能够广泛应用的智能超表面部署策略，用于各种智能超表面辅助无线通信场景。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种智能超表面的部署方法及装置，通过配置智能超表面的最优编码，根据无线通信系统所处的实际环境确定智能超表面的部署位置，以提高智能超表面辅助的无线通信系统的传输性能。
[0005]本专利技术第一方面实施例提供一种智能超表面的部署方法，包括以下步骤：根据实际部署场景建立智能超表面的部署位置选择模型；计算所述部署位置选择模型中基站端到用户端的第一距离和智能超表面中心到基站端和用户端的连线之间的第二距离，根据所述第一距离和所述第二距离间的距离关系确定使得信号接收功率最大的智能超表面部署位置。
[0006]可选地，在本专利技术的一个实施例中，根据实际部署场景建立智能超表面的部署位置选择模型，包括：所述部署位置选择模型包括基站端、智能超表面和用户端，智能超表面设置在与基站端和用户端连线平行的直线上，所述部署位置选择模型以智能超表面中心为原点建立坐标系，基站端、用户端和智能超表面中心位于同一水平面上，且智能超表面与所述水平面垂直。
[0007]可选地，在本专利技术的一个实施例中，在确定智能超表面部署位置后，还包括：根据
所述部署位置选择模型的参数配置智能超表面每个电磁单元的相位，以对基站端
‑
智能超表面单元
‑
用户端所构成的级联子信道进行相位补偿，使得智能超表面每个电磁单元的相位与级联子信道的相位对齐。
[0008]可选地，在本专利技术的一个实施例中，对于智能超表面第n行，第m列的电磁单元U
n,m
，根据所述部署位置选择模型的参数配置智能超表面电磁单元的相位，包括：
[0009]将电磁单元U
n,m
的相位配置为其中，和分别表示从基站端到电磁单元U
n,m
和从用户端到电磁单元U
n,m
的距离，λ为智能超表面工作频率对应的波长。
[0010]可选地，在本专利技术的一个实施例中，根据所述第一距离和所述第二距离间的距离关系确定使得信号接收功率最大的智能超表面部署位置，包括：
[0011]在时，智能超表面的部署位置为其中，T为所述第二距离，D为所述第一距离，d为智能超表面中心到用户端的水平距离；
[0012]在时，智能超表面的部署位置为或其中，d1为智能超表面中心到基站端的距离，d2为智能超表面中心到用户端的距离。
[0013]本专利技术第二方面实施例提供一种智能超表面的部署装置，包括：建立模块，用于根据实际部署场景建立智能超表面的部署位置选择模型；部署模块，用于计算所述部署位置选择模型中基站端到用户端的第一距离和智能超表面中心到基站端和用户端的连线之间的第二距离，根据所述第一距离和所述第二距离间的距离关系确定使得信号接收功率最大的智能超表面部署位置。
[0014]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述建立模块进一步用于，所述部署位置选择模型包括基站端、智能超表面和用户端，智能超表面设置在与基站端和用户端连线平行的直线上，所述部署位置选择模型以智能超表面中心为原点建立坐标系，基站端、用户端和智能超表面中心位于同一水平面上，且智能超表面与所述水平面垂直。
[0015]可选地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：补偿模块，用于在确定智能超表面部署位置后，根据所述部署位置选择模型的参数配置智能超表面每个电磁单元的相位，以对基站端
‑
智能超表面单元
‑
用户端所构成的级联子信道进行相位补偿，使得智能超表面每个电磁单元的相位与级联子信道的相位对齐。
[0016]可选地，在本专利技术的一个实施例中，对于智能超表面第n行，第m列的电磁单元U
n,m
，根据所述部署位置选择模型的参数配置电磁单元的相位，包括：
[0017]将电磁单元U
n,m
的相位配置为其中，和分别表示从基站端到电磁单元U
n,m
和从用户端到电磁单元U
n,m
的距离，λ为智能超表面工作频率对应的波长。
[0018]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述部署模块，进一步用于，
[0019]在时，智能超表面的部署位置为其中，T为所述第二距离，D为所述第一距离，d为智能超表面中心到用户端的水平距离；
[0020]在时，智能超表面的部署位置为或其中，d1为智能超表面中心到基站端的距离，d2为智能超表面中心到用户端的距离。
[0021]本专利技术实施例的智能超表面的部署方法及装置，通过配置智能超表面的最优编码，根据智能超表面辅助无线通信系统所处的实际环境确定智能超表面的部署位置，例如在方形的教室、办公室和两栋高楼之间等场景，将智能超表面放置在基站端和用户端中间；而在狭长的走廊中，将智能超表面放置在靠近基站端或用户端的位置，以最大化系统的接收功率。本专利技术具有适用性强、可行性高的特点，能够提高智能超表面辅助的无线通信系统的传输性能。
[0022]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0023]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0024]图1为根据本专利技术实施例提供的一种智能超表面的部署方法的流程图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能超表面的部署方法，其特征在于，包括以下步骤：根据实际部署场景建立智能超表面的部署位置选择模型；计算所述部署位置选择模型中基站端到用户端的第一距离和智能超表面中心到基站端和用户端的连线之间的第二距离，根据所述第一距离和所述第二距离间的距离关系确定使得信号接收功率最大的智能超表面部署位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据实际部署场景建立智能超表面的部署位置选择模型，包括：所述部署位置选择模型包括基站端、智能超表面和用户端，智能超表面设置在与基站端和用户端连线平行的直线上，所述部署位置选择模型以智能超表面中心为原点建立坐标系，基站端、用户端和智能超表面中心位于同一水平面上，且智能超表面与所述水平面垂直。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定智能超表面部署位置后，还包括：根据所述部署位置选择模型的参数配置智能超表面每个电磁单元的相位，以对基站端
‑
智能超表面单元
‑
用户端所构成的级联子信道进行相位补偿，使得智能超表面每个电磁单元的相位与级联子信道的相位对齐。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对于智能超表面第n行，第m列的电磁单元U
n,m
，根据所述部署位置选择模型的参数配置智能超表面的电磁单元的相位，包括：将电磁单元U
n,m
的相位配置为其中，和分别表示从基站端到电磁单元U
n,m
和从用户端到电磁单元U
n,m
的距离，λ为智能超表面工作频率对应的波长。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一距离和所述第二距离间的距离关系确定使得信号接收功率最大的智能超表面部署位置，包括：在时，智能超表面的部署位置为其中，T为所述第二距离，D为所述第一距离，d为智能超表面中心到用户端的水平距离；在时，智能超表面的部署位置为或其中，d1为智能超表面中心到基站端的距离，d2为智能超表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：任晏清，滕晓坤，徐奕凡，唐万恺，杨杰，金石，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：