[发明专利]一种基于时分复用的智能超表面控制方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种基于时分复用的智能超表面控制方法、装置及系统，属于无线通信技术领域，包括：确定智能超表面各个反射单元的反射系数；将所述反射系数转换成相应的控制信号；通过时分复用的方式，将所述控制信号并行输出到智能超表面，以控制所述各个反射单元。如此，本发明一方面，将控制器引脚进行时分复用，实现了利用少数控制器引脚控制大规模反射单元的目的，从而节省智能超表面系统的成本，提高控制器的利用效率；另一方面，使得控制器与智能超表面之间增加了一层缓冲，有利于将控制器与智能超表面进行适当的隔离，避免出现故障后全部损坏的情况。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更具体地，涉及一种基于时分复用的智能超表面控制方法、装置及系统。

背景技术

在5G无线通信领域甚至是未来6G无线通信领域，毫米波技术都作为一项关键技术有着极其重要的作用，但是，毫米波又有着十分致命的缺陷，遇到障碍物时损耗严重，导致通信效果不理想。

为了解决这个问题，现有技术是在无线通信环境增加一种特殊制造的、低成本、可编程的智能超表面(RIS/Large Intelligent Surface/Reconfigurable IntelligentSurface/Software Defined Surface/Metasurface/IRS/Intelligent ReflectingSurface/Reconfigurable Meta-Surfaces/Holographic MIMO等，下文均用RIS表述)来辅助通信。智能超表面的主要组成部分是可编程人工电磁表面结构，该结构是一种由大量亚波长单元按照周期或非周期性的排列组成的，具有可重配电磁特性的二维薄层；基本单元通常由金属、介质和可调器件构成，通过控制反射单元的可调部分，例如电磁波的幅度、相位，能够实现对电磁波传播方向的调控。

如图1所示，当基站(Base Station)与用户设备(UE)之间有阻隔时，可以通过在合适的位置加装一块RIS，利用其上的反射单元改变入射到表面的电磁波的相位或幅度，通过大量反射单元的共同作用，可以实现电磁波的定向反射，从而使得基站信号可以绕过阻挡物到达用户。

如图2所示，每个反射单元里面的符号θ_n(n＝1，2，…，N)表示该单元的相移，这些单元的相移可由智能超表面的控制器控制，现今智能超表面的控制方法是使用一个控制器IO口控制一个反射单元，这种方法虽然简单，但是由于智能超表面往往有大量的反射单元，因此需要大量的控制器IO口资源，导致硬件实现成本居高不下，进而导致智能超表面无法实现更大规模的阵列。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于时分复用的智能超表面控制方法、装置及系统，由此解决现有的智能超表面控制方法导致硬件实现成本居高不下，进而导致智能超表面无法实现更大规模的阵列的技术问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种基于时分复用的智能超表面控制方法，包括以下步骤：

S1：确定智能超表面各个反射单元的反射系数；

S2：将所述反射系数转换成相应的控制信号；

S3：通过时分复用的方式，将所述控制信号并行输出到智能超表面，以控制所述各个反射单元。

另一方面，本发明提供了一种实现上述的基于时分复用的智能超表面控制方法的控制装置，包括：

控制器，用于确定智能超表面各个反射单元的反射系数，并将所述反射系数转换成相应的控制信号；

移位寄存器，所述移位寄存器输入端与所述控制器连接，输出端与多个反射单元连接，用于将所述控制信号通过时钟信号和使能信号进行转换，并将转换后的并行信号输出到智能超表面，以控制所述多个反射单元。