[發明專利]一種室內反射面輔助通信的網絡規劃方法

在審

• 申請號: 202310043644.8
• 申請日: 2023-01-29
• 公開（公告）號: CN116056103A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 王文鼐;余錦涵;吳煒;葉思思;劉雨露;龔子超
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W16/20
• 分類號: H04W16/20
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 姜夢翔

本發明公開一種室內反射面輔助通信的網絡規劃方法，屬于無線通信技術領域，該方法包含以下步驟：(1)依據室內基站與終端各自的視距傳播區域的重疊區域，為反射面部署求得可行區域，同時將終端劃分為域內終端和域外終端二個集合；(2)以可行區域為約束，為域內終端計算反射面的第一最佳位置；(3)將部署在第一最佳位置的第一反射面當作基站，為域外終端重復第(1)和第(2)步計算，得到第二最佳位置用于部署第二反射面。本發明為智能反射面技術在室內無線通信的應用，設計了一個高效的最佳部署問題的求解方法。

技術領域

本發明涉及一種室內反射面輔助通信的網絡規劃方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

智能反射面(Intelligent?Reflecting?Surface，IRS)是一種可實時編程的信號反射表面，是包含大量低成本陣元的陣列式反射天線，它借助波束成形技術可實現無線信號的定向和聚焦式反射，用于提高無線接收設備的接收功率。為方便工程部署，反射面裝置的外形一般設計為平面結構或平板式結構，樓宇等建筑物的外立面為室外安裝基礎，室內安裝標的則是墻面或屋頂。

在室內無線信號傳輸環境中，終端與其接入基站之間的直接路徑存在被障礙物阻隔的情況。在這種情況下，將反射面布放在基站和終端之間，可以建立繞過障礙物的非視距路徑(Non?Line?ofSight，NLOS)，這是擴展室內基站覆蓋范圍的有效手段。為結構復雜的建筑物室內空間計算得到反射面部署的最佳位置，是IRS技術的應用關鍵。

公開號為CN202210379879.X的發明專利提供了一種智能反射面的位置部署方法和系統，該發明未考慮建筑物室內墻壁的阻擋作用，計算求得的部署位置在室內環境有不能實施的可能。公開號為CN202210441211.3的專利公開了一種智能超表面輔助的室內通信方法，該發明在室內每個房間的附近部署智能超表面，總體方案未涉及最佳位置的網絡規劃。

發明內容

發明目的：目前對IRS室內部署問題的研究較少，針對現有技術的不足，本發明目的在于提出一種智能反射面輔助通信的室內部署網絡規劃方法，根據基站和所有終端的位置信息，結合無線傳輸環境中墻面和障礙物的幾何參數，找出兩個智能反射面在該無線傳輸環境下聯合部署的最優部署位置，為智能反射面輔助通信的室內部署規劃問題提供了一種新方法。

技術方案：本發明是一種室內智能反射面輔助通信的網絡規劃方法，包含以下步驟：

步驟1，根據預先設定或配置的室內基站位置S和終端集合D，依次從終端集合D中取終端和基站作為假想光源，應用射線法計算出各自在室內三維空間墻面上的兩個視距區，所述兩個視距區的重疊區即是該終端與基站間反射面部署的最大可行區域，并將該區域加入到視距重疊區域集合A中。室內墻面就是室內反射面初始的部署可行區域。射線法指的是將終端或基站的位置作為端點，朝外發射射線，該射線沒有穿過障礙物能夠到達的墻面區域即為視距區域，所以該區域中的點與終端的直連鏈路中不存在障礙物的阻隔，無線信號可以在兩端之間無遮擋的進行直線傳播；

步驟2，按照基站到終端的直線距離從小到大的順序對視距重疊區域集合A和終端位置集合D進行排序，隨后按順序依次取集合A中的每對基站終端的視距傳播重疊區a進行集合交運算，直到a為空集或者集合A已遍歷完并完成了相應的計算，得到范圍最小的非空區域集合，當作反射面部署的可行區域c。并且在部署可行區域的計算過程中，將按序遍歷過的所有終端編入域內終端集合LOS中，未遍歷過的終端編入域外終端集合NLOS中；

步驟3，將上述步驟得到的反射面部署可行區域c作為反射面最佳位置問題求解的約束條件，構建出使基站至所有域內終端的信號接收功率的平均值最大的目標函數，該目標函數形式定義如下所示：