[發明專利]一種智能反射面反射系數與偏置電壓關系的測量方法

有效

• 申請號: 202110761266.8
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113489553B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 黨建;朱宏偉;張在琛;吳亮;朱秉誠;汪磊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B7/145
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 孫建朋

本發明公開了一種智能反射面反射系數與偏置電壓關系的測量方法，該方法測量了智能反射面不同偏置電壓的反射系數與參考電壓對應的反射系數的關系。基于信道相干時間內信道恒定的特性，在信道相干時間內，控制器先將智能反射面的偏置電壓恒定設置為參考電壓，然后恒定設置為偏置電壓范圍內的任意待測電壓值。發送端發送恒包絡信號，接收端接收智能反射面反射后的信號，對接收信號進行處理得到待測偏置電壓對應的反射系數與參考偏置電壓對應的反射系數的比值。為了減少噪聲對測量結果的影響，在測量過程中對接收信號多個樣值取均值。本發明提供了低復雜度、低成本的智能反射面的反射系數與偏置電壓關系的測量方法。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種智能反射面反射系數與偏置電壓對應關系的測量方法。

背景技術

移動通信業務對高速率通信的需求，促進了第5代移動通信(5G)技術誕生與應用，5G通信系統逐漸成為新一代信息基礎設施的重要組成部分。在5G通信系統大規模部署的同時，也面臨著成本和功耗增加等新問題。這些問題的解決，亟需采用新的技術手段。

智能反射表面(IRS,Intelligent Reflecting Surface)，或可重構智能表面(RIS,Reconfigurable Intelligent Surface)，為上述問題的解決提供了一種可行的技術途徑。IRS是一種由大量低成本無源單元組成的超表面，能夠通過改變電磁波的傳播環境來提高通信系統的傳輸性能。在傳統無線通信中，通信質量受到傳播環境即信道的影響，而信道是無法受收發端主動控制和改變的。IRS通過獨立調節每個單元的反射系數，多個反射單元協同作用，能夠較大程度上改變信道的傳播環境，從而達到主動調控信道的作用。

為了最大程度地發揮IRS的作用，提高部署IRS通信系統的性能，需要對IRS大量單元的反射系數進行合理的設置。目前典型的IRS每個單元由變容二極管構成并分別連接主控制器，主控制器通過調節變容二極管的偏置電壓，改變單元阻抗從而調節對信號的反射系數。因此，在通信系統中部署IRS之前，需要提前建立好IRS單元的偏置電壓與反射系數的對應關系。

現有的反射系數與偏置電壓關系測量方案主要分為兩種：一種方案是通過軟件仿真來得到偏置電壓與反射系數的關系圖。而在實際中，由于制版工藝的誤差以及電子元器件實際值與標稱值的偏差，軟件仿真得到的結果可能與實際反射系數與偏置電壓的關系有較大偏差；另一種方案是在微波暗室中進行測量，測量中需要使用專業且昂貴的設備，因此成本較高。在實際使用中，如何低成本、簡易快速地測量IRS反射相位與偏置電壓的關系是目前需要解決的重要問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種智能反射面反射系數與偏置電壓關系的測量方法,以解決如何低成本、簡易快速地測量IRS反射相位與偏置電壓的關系的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明的具體技術方案如下：

一種智能反射面反射系數與偏置電壓關系的測量方法，包括以下步驟：

步驟1、將一個發射天線和N_R個接收天線分別對準具有M個單元的智能反射面，N_R≥1；發送端持續發射頻率為f_c的載波信號x(t)＝Acos2πf_ct，t為信號持續時間，A為載波信號幅度；接收端控制智能反射面的偏置電壓，并進行接收信號的采樣；在同一時刻所有單元的偏置電壓配置為相同電壓值；

步驟2、智能反射面的偏置電壓范圍為[v₀，v_M]，其中v₀是偏置電壓最小值，v_M是偏置電壓最大值；將偏置電壓v₀定義為參考電壓，其對應的反射系數α₀定義為參考反射系數，測量并計算任意電壓v_i∈[v₀，v_M]對應的反射系數α_i與α₀的比值；