【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子信息，尤其是涉及一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法。
技术介绍
1、随着信息时代的飞速发展，移动通信网络已经从5g时代逐渐迈进了对6g技术的研究。在中国通信院推进组所发布的《6g总体愿景与潜在关键技术》白皮书中明确指出智能反射面已然成为实现6g网络的重要技术之一。对于智能反射面的探索国内外已有许多学者投入研究，从理论与实际说明智能反射面将在未来的6g技术实现中占有非常重要的地位。现在对于智能反射面的研究中，对无源反射单元作为主要的组成单位的研究中，发现了若只由无源反射单元来组成反射面，将会造成反射信号“乘性衰落”现象。
2、乘法衰落效应源于基站(bs)到智能反射面(ris)和智能反射面到用户设备(ue)的两条路径，而这两条路径长度的乘积与衰减成正比。所以仅为无源反射单元所构成的智能反射面难以满足增大和增长反射信号的覆盖范围需求，基于此有源反射单位因为其可以有效增大反射信号的强度而成为先当下的研究热点。而对于有源反射单元的使用与部署没有较好的统一标准，大多为随机分布或无法根据信号强度选择有源反射单元的开启和关闭。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法，解决了目前单一由无源反射单元组成的反射面造成的反射信号乘性衰落问题和有源反射单元和无源反射单元如何分配的问题，同时这种动态切换方法可以解决全部更换为有源单元所带来的复杂控制电路和硬件成本问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提
3、s1：混合单元智能反射面接收发射端发送的信号，发射端信号来自于基站，用户为最终接收端，用户随机移动且接收到不同基站或混合单元智能反射面所发射或反射的信号；
4、s2：根据接收端所需信号的强度和距离进行判断，自适应开启相应强度或距离所需的有源反射单元数量；
5、s3：获取混合智能反射面未开启有源反射单元时所接收到的信号功率；
6、s4：根据接收到的信号功率，子单元阵列做出判断，开启或不开启一定数量的有源反射单元，有源反射单元与无源反射单元的主被比为1：8，2：7和3：6这三种状态。
7、优选的，每个反射单元的大小为2cm×2cm，九个反射单元组成一个3×3反射面子阵列，有源反射单元设置为以x-轴或y-轴对称形态分布，其余四个位置为无源反射单元，子单元最大由5个有源反射单元与4个无源反射单元所组成。
8、优选的，在步骤s2中，设反射系数为γ，反射系数的公式如下：
9、
10、其中zl和za分别代表负载和天线阻抗；
11、无源智能反射面利用了无源负载，相应的反射系数|γ|2≤1，得出无源反射面的反射系数小于1，出现路径损耗；
12、无源反射单元中加入隧道二极管，根据隧道二极管的负输入电阻特性，使得反射系数|γ|2≥1，隧道二极管阻抗具体公式如下所示：
13、zl＝-rl+jxl,rl>1
14、其中rl和xl分别代表电阻和电抗，根据上述公式，有源反射单元的反射系数的公式具体表示为：
15、
16、其中ra和xa分别代表电阻和电抗，根据上述公式，需要增加信号强度时，设置反射系数|γ|2≥1，开启有源反射单元，根据用户所需要的强度得到开启有源反射单元的比例；
17、其中，将基站到混合智能反射面中心的距离设为d1，混合智能反射面中心到用户的距离设为d2，根据路径损耗的公式，得到相应的路径损耗，具体的表达式为：
18、
19、其中，gt表示发射天线的增益，gr表示接收天线的增益，γ表示单个单元的反射增益，m表示单元的列数，n表示反射面单元的行数，dx表示一个单元的宽，dy表示一个单元的长，a表示振幅，λ表示波长，f(θ，φ)是单元的归一化功率辐射图，揭示了单元的入射/反射功率密度对入射/反射角的依赖性，其中θ表示仰角，φ表示方位角，f(θ，φ)的具体表达式如下：
20、
21、由上述pl和f(θ，φ)两个公式，计算出相应的路径损耗，得出当信号仅通过无源智能反射面进行反射时，路径损耗会成倍增长。
22、优选的，在步骤s3中，信号从基站传到混合智能反射面，混合智能反射面会根据该反射面传输到用户的距离，计算用户未开启有源反射单元时接收到的信号功率，设基站传输信号的功率为pt，以及步骤s2中所涉及的变量，计算出用户未开启有源反射单元时接收到的信号功率(pr)，具体公式表示为：
23、
24、根据上述公式，计算出用户未开启有源反射单元时接收到的信号功率。
25、优选的，在步骤s4中，混合智能反射面由有源反射单元与无源反射单元所组成，单元几何结构呈x轴与y轴对称，单元周期、尺寸大小按指定工作中心频率设计，每3×3为一个子阵列，在单个子阵列中，有源反射单元为“对称”的形态部署，当混合智能反射面得到步骤s3的结果时，子单元阵列做出判断开启或不开启一定数量的有源反射单元，有源反射单元与无源反射单元的主被比例会变为1：8，2：7和3：6这三种状态。
26、因此，本专利技术采用上述一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法，具备以下有益效果：
27、(1)本专利技术解决了传统智能反射面反射信号因双路径损耗所造成的“乘性衰落”问题，可选择地操控有源单元与无源单元的组合。
28、(2)本专利技术通过对有源反射单元和无源反射单元的比例调控，实现了有目的地放大目标信号的通信场景。
29、(3)本专利技术通过对有源单元的限制预设计，每九个单元中只三个设置为有源单元，具有减少材料半导体成本、降低控制线路的複杂性的优点。
30、(4)本专利技术验证了混合反射面则可有效增强反射信号，扩大信号传输范围，从而减少基站的部署，有效节省资源。
31、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法，其特征在于：智能反射面包括由无源反射单元与有源反射单元构成的双极化智能反射面；反射面方法具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法，其特征在于：九个反射单元组成一个3×3反射面子阵列，有源反射单元设置为以x-轴或y-轴对称形态分布，子单元最少由1个放置在中心或2个有源反射单元，其余位置为无源反射单元所组成；子单元最大由3个有源反射单元与6个无源反射单元所组成。
3.根据权利要求2所述的一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法，其特征在于：在步骤S2中，设反射系数为Γ，反射系数的公式如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法，其特征在于：在步骤S3中，信号从基站传到混合智能反射面，混合智能反射面会根据该反射面传输到用户的距离，计算用户未开启有源反射单元时接收到的信号功率，设基站传输信号的功率为Pt，以及步骤S2中所涉及的变量，计算出用户未开启有源反射单元时接收到的信号功率(Pr)，具体公式表
5.根据权利要求4所述的一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法，其特征在于：在步骤S4中，混合智能反射面由有源反射单元与无源反射单元所组成，单元几何结构呈X轴与Y轴对称，单元周期、尺寸大小按指定工作中心频率设计，每3×3为一个子阵列，在单个子阵列中，有源反射单元为“对称”的形态部署，当混合智能反射面得到步骤S3的结果时，子单元阵列做出判断开启或不开启一定数量的有源反射单元。
...【技术特征摘要】
1.一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法，其特征在于：智能反射面包括由无源反射单元与有源反射单元构成的双极化智能反射面；反射面方法具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法，其特征在于：九个反射单元组成一个3×3反射面子阵列，有源反射单元设置为以x-轴或y-轴对称形态分布，子单元最少由1个放置在中心或2个有源反射单元，其余位置为无源反射单元所组成；子单元最大由3个有源反射单元与6个无源反射单元所组成。
3.根据权利要求2所述的一种基于混合单元子阵列的可调反射增益智能反射面方法，其特征在于：在步骤s2中，设反射系数为γ，反射系数的公式如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于混合单元子阵列的可调反...
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