【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电通信技术，尤其涉及一种智能反射面的相位控制方法、设备、终端及存储介质。
技术介绍
1、在配电运维中，单兵设备是指为单个运维人员提供支持和便利的个人设备，这些设备旨在提高运维效率、确保工作安全，并支持实时数据收集和通信。而驾驶舱则是电力系统的监测和控制中心，能够实时监控电力系统的状态、运行情况和事件。
2、近年来，许多通信设备在配电系统的信息传递中起到了重要的媒介作用，越来越多的通信技术在配电网中得到了使用，但由于工作环境复杂多变，众多障碍物的存在对无线网络的传输有较大影响，传统的通信技术往往难以应对建筑物、障碍物等带来的信号衰减，因此智能反射面(intelligent reflecting surface，irs)在配电运维的通信中逐渐得到应用。
3、在目前的智能反射面辅助通信系统研究中，一个关键的挑战是处理反射单元的相位调整问题。多数理论研究假定反射单元的相位调整是连续且灵活的，但在实际设计中这种假设往往难以实现，大多数智能反射面采用的是离散相位可调的设计，而现有假定连续且灵活的相位设计算法应用在离散相位可调的智能反射面上会产生巨大的性能差异。除此之外，为了应对复杂的无线通信环境，智能反射面控制器需要根据信道状态的实时变化来调整其反射属性，因此需要估计单兵设备和驾驶舱之间的信道信息，现有研究设计的相位调制方法，往往需要知道单兵设备和智能反射面每一根天线之间的信道信息，因此，信道估计随着反射单元数量的增加以及离散相位比特数的提高，信道估计所需的时间也会相应增长，这不仅增加了计算成本，还提
技术实现思路
1、基于此，本专利技术旨在提出一种智能反射面的相位控制方法、装置、设备及存储介质，使用联合信道信息和基于非满秩二次型的算法求解通信系统的最优信噪比，从而获得智能反射面的相位信息，使得控制器基于相位信息对智能反射面的相位进行调制。
2、第一方面，本专利技术提出一种智能反射面的相位控制方法，包括：
3、对通信环境进行信道建模得到信道矩阵，信道矩阵中的元素表示单兵设备与智能反射面的反射元件之间的信道信息；
4、根据信道矩阵构建以信噪比最大为优化目标的信道优化模型；
5、求解信道优化模型得到各反射元件的离散相位信息；
6、根据各反射元件的离散相位信息控制各反射元件的相位。
7、进一步地，根据信道矩阵构建以信噪比最大为优化目标的信道优化模型包括：
8、建立信道矩阵与单兵设备侧的信噪比之间的映射关系，得到第一表达式，以第一表达式为目标函数，对目标函数最大化为优化目标构建信道优化模型。
9、进一步地，对通信环境进行信道建模得到信道矩阵包括：
10、构建具有n个反射元件的智能反射面辅助m个天线基站与单兵设备的多输入单输出系统，对该多输入单输出系统进行信道建模，利用下式表示单兵设备侧接收的信号：
11、
12、其中，表示基站处的发射功率，表示第一信道矩阵，其矩阵元素表示单兵设备与单个反射元件之间的信道信息；表示第二信道矩阵，其矩阵元素表示基站与单个反射元件之间的信道信息，w表示在基站处采用的发射波束成形矢量；表示智能反射面中各反射元件φ＝[φ1,φ2,…,φs]所施加的有效相移的对角矩阵，b表示相位分辨率，m表示相移指数；x表示满足单位发送功率约束的基站发射信号；表示加性高斯白噪声，n0表示噪声的平均功率。
13、进一步地，求解信道优化模型得到各反射元件的离散相位信息包括：
14、在信道优化模型中引入辅助超球面坐标，把目标函数转化为多重连续集上的线性双重最大化的优化问题；
15、根据信道矩阵进行信道估计获得联合信道的信道状态信息，根据信道状态信息利用基于非满秩二次型的算法求解优化问题，得到各反射元件的离散相位信息。
16、进一步地，利用基于非满秩二次型的算法求解信道优化模型包括：
17、引入2ng-1维的辅助超球面坐标，把优化问题分解为逐符号最大化，使得优化问题成为基于非满秩矩阵的二次型优化问题，遍历多重连续集计算得到每个反射元件的离散相位信息。
18、进一步地，上述方法还包括：
19、检测单兵设备和/或基站处的信号接收强度，当信号接收强度低于设定阈值时重新进行信道建模。
20、第二方面，本专利技术提供一种智能反射面的相位控制装置，包括：
21、信道建模单元，用于对通信环境进行信道建模得到信道矩阵，信道矩阵中的元素表示单兵设备与智能反射面的反射元件之间的信道信息；
22、优化模型构建单元，用于根据信道矩阵构建以信噪比最大为优化目标的信道优化模型；
23、模型求解单元，用于求解信道优化模型得到各反射元件的离散相位信息；
24、相位控制单元，用于根据各反射元件的离散相位信息控制各反射元件的相位。
25、进一步地，上述相位控制装置还包括信号强度检测单元，用于检测单兵设备和/或基站处的信号接收强度，当信号接收强度低于设定阈值时向信道建模单元传输指示信号使其重新进行信道建模。
26、第三方面，本专利技术提供一种控制设备，包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，当计算机可执行指令被所述处理器执行时使得该控制设备执行第一方面提供的智能反射面的相位控制方法的各个步骤。
27、第四方面，本专利技术还提供一种可读存储介质，存储有计算机可执行程序，当该程序被执行时可实现第一方面提供的智能反射面的相位控制方法的各个步骤。
28、从以上技术方案可以看出，本专利技术具有如下有益效果：
29、本专利技术提出一种智能反射面的相位控制方法、装置、设备及存储介质，其中的相位控制方法通过信道建模得到信道矩阵，根据信道矩阵以信噪比最大为优化目标建立信道优化模型，通过对信道优化模型的求解得到智能反射面中各反射元件的离散相位信息，从而增强通信系统的信噪比，达到对单兵设备与驾驶舱之间通信信号增强的目的，相较于理想假设设计的信号增强技术，本专利技术提出的相位调制方法能获得信号增强的最优效果。
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1.一种智能反射面的相位控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的相位控制方法，其特征在于，所述根据信道矩阵构建以信噪比最大为优化目标的信道优化模型包括：
3.根据权利要求1所述的相位控制方法，其特征在于，所述对通信环境进行信道建模得到信道矩阵包括：
4.根据权利要求1所述的相位控制方法，其特征在于，所述求解信道优化模型得到各反射元件的离散相位信息包括：
5.根据权利要求1所述的相位控制方法，其特征在于，所述利用基于非满秩二次型的算法求解信道优化模型包括：
6.根据权利要求1所述的相位控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.一种智能反射面的相位控制装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的相位控制装置，其特征在于，所述装置还包括信号强度检测单元，用于检测单兵设备和/或基站处的信号接收强度，当信号接收强度低于设定阈值时向信道建模单元传输指示信号使其重新进行信道建模。
9.一种控制设备，其特征在于，包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，当计算机可执行指令被所述
10.一种可读存储介质，其特征在于，存储有计算机可执行程序，当该程序被执行时可实现权利要求1～6任一项所述的智能反射面的相位控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种智能反射面的相位控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的相位控制方法，其特征在于，所述根据信道矩阵构建以信噪比最大为优化目标的信道优化模型包括：
3.根据权利要求1所述的相位控制方法，其特征在于，所述对通信环境进行信道建模得到信道矩阵包括：
4.根据权利要求1所述的相位控制方法，其特征在于，所述求解信道优化模型得到各反射元件的离散相位信息包括：
5.根据权利要求1所述的相位控制方法，其特征在于，所述利用基于非满秩二次型的算法求解信道优化模型包括：
6.根据权利要求1所述的相位控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：林翔，罗思敏，方健，代晓丰，田妍，张敏，林浩博，黄柏，黄强，庞彪，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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