智能表面设备和系统，以及控制方法、装置和系统

技术领域

本公开涉及移动通信技术领域，特别是一种智能表面设备和系统，以及控制方法、装置和系统。

背景技术

智能表面，例如IRS(Intelligent Reflecting Surface,智能反射面)、RIS(Reconfigurable Intelligent Surface,可重构智能表面)，由大量低成本的电磁单元构成，可通过对每个单元的参数(如相位)进行调整实现控制入射到智能表面的信号的反射方向，从而将信号反射到期望的方向上。

由于智能表面具有低成本、低功耗、易部署等特点，因此有望成为6G无线通信的候选技术。

发明内容

本公开的一个目的在于提供一种低成本低复杂度的智能表面的调控策略。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种智能表面控制方法，包括：智能表面检测来自网络设备的预定频点的信号功率，其中，网络设备根据对智能表面的反射波束的控制需求，确定与控制需求相关联的发射功率，并在预定频点以确定的发射功率发送待测量信号；智能表面根据检测到的信号功率确定目标工作模式，其中，不同工作模式下智能表面的反射波束图样不同；智能表面调整为目标工作模式对应的工作参数，以便形成对应的反射波束图样。

在一些实施例中，预定频点为唯一频点，或多个频点。

在一些实施例中，若预定频点为唯一频点，则智能表面根据检测到的信号功率确定目标工作模式包括：智能表面确定检测到的信号功率所处的功率区间；根据功率区间与智能表面的工作模式的预定关联关系，确定目标工作模式。

在一些实施例中，与工作模式相关联的功率区间的范围为根据与工作模式所对应的控制需求相关联的发射功率，以及网络设备与智能表面之间的信号衰减参数确定。

在一些实施例中，若预定频点为多个频点，则智能表面根据检测到的信号功率确定目标工作模式包括：智能表面确定检测到的每个预定频点的信号的信号功率各自所处的功率区间；按照预定的频点顺序排列功率区间，获取所处的功率区间的组合；根据功率区间的组合与智能表面的工作模式的预定关联关系，确定目标工作模式。

在一些实施例中，与工作模式相关联的功率区间的组合中每个功率区间的范围，为根据与工作模式所对应的控制需求相关联的各个预定频点的发射功率，以及网络设备与智能表面之间的信号衰减参数确定。

在一些实施例中，若预定频点为多频点，则智能表面根据检测到的信号功率确定目标工作模式包括：根据在两个不同的预定频点检测到的信号功率，确定信号功率差；确定信号功率差所处的功率差区间；根据功率差区间与智能表面的工作模式的预定关联关系，确定目标工作模式。

在一些实施例中，与工作模式相关联的功率差区间的范围为根据与工作模式所对应的控制需求相关联的对应频点的发射功率差确定。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种智能表面控制方法，包括：网络设备根据对智能表面的反射波束的控制需求，确定与控制需求相关联的发射功率；网络设备根据发射功率在预定频点发送待测量信号；和上文中提到的任意一种由智能表面侧执行的智能表面控制方法。

在一些实施例中，智能表面控制方法还包括：网络设备通过智能表面的反射向用户终端发送测量参考信号；获取用户反馈的测量结果；根据测量结果确定控制需求。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种智能表面控制装置，包括：信号功率测量单元，被配置为检测来自网络设备的预定频点的信号功率，其中，网络设备根据对智能表面的反射波束的控制需求，确定与控制需求相关联的发射功率，并在预定频点以确定的发射功率发送待测量信号；工作模式确定单元，被配置为根据检测到的信号功率确定目标工作模式，其中，不同工作模式下智能表面的反射波束图样不同；调整单元，被配置为控制智能表面调整为目标工作模式对应的工作参数，以便形成对应的反射波束图样。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种智能表面控制装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行上文中提到的任意一种智能表面控制方法。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种智能表面设备，包括：上文中任意一种智能表面控制装置；智能表面控制电路，被配置为在智能表面控制装置的控制下调节工作参数；和智能表面面板，被配置为反射接收的信号。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种智能表面控制系统，包括：网络侧控制器，被配置为根据对智能表面的反射波束的控制需求，确定与控制需求相关联的发射功率；根据发射功率，在预定频点发送待测量信号；和上文中任意一种智能表面控制装置。

在一些实施例中，网络侧控制器还被配置为：通过智能表面的反射向用户终端发送测量参考信号；获取用户反馈的测量结果；根据测量结果确定控制需求。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种智能表面系统，包括：网络设备，被配置为根据对智能表面的反射波束的控制需求，确定与控制需求相关联的发射功率；根据发射功率在预定频点发送待测量信号；和上文中任意一种智能表面设备。

在一些实施例中，网络设备还被配置为：通过智能表面的反射向用户终端发送测量参考信号；获取用户反馈的测量结果；根据测量结果确定控制需求。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中任意一种智能表面控制方法的步骤。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开的智能表面控制方法的一些实施例的流程图。

图2为本公开的智能表面控制方法的另一些实施例的流程图。

图3为本公开的智能表面控制装置的一些实施例的示意图。

图4为本公开的智能表面控制装置的另一些实施例的示意图。

图5为本公开的智能表面控制装置的又一些实施例的示意图。

图6为本公开的智能表面设备的一些实施例的示意图。

图7为本公开的智能表面控制系统的一些实施例的示意图。

图8为本公开的智能表面系统的一些实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

本公开的智能表面控制方法的一些实施例的流程图如图1所示。

在步骤120中，智能表面检测来自网络设备的预定频点的信号功率。在一些实施例中，网络设备可以根据对智能表面的反射波束的控制需求，确定与控制需求相关联的发射功率，并在预定频点以确定的发射功率发送待测量信号。当待测量信号被发送后，经过传输路径的衰减，到达智能表面，被智能表面检测。智能表面无需具备数字基带处理能力，无需执行复杂的信号解调功能，只需检测其信号功率即可。

在一些实施例中，网络设备可以为基站或其他接入点等无线信号收发设备。

在一些实施例中，预定频点可以为唯一频点，也可以为多个频点。

在步骤130中，智能表面根据检测到的信号功率确定目标工作模式，其中，不同工作模式下智能表面的反射波束图样不同。

在一些实施例中，预定频点为唯一频点的情况下，该预定频点可以作为一位数的标识。智能表面确定检测到的信号功率所处的功率区间，再根据功率区间与智能表面的工作模式的预定关联关系，确定目标工作模式。

在一些实施例中，可以先定义功率门限值τ

表1模式对应关系

上述表格需要网络设备和智能表面预先定义。

在一些实施例中，智能表面可以与网络设备预先配置发射功率与目标工作模式所对应的功率区间参数之间的对应关系，例如，网络设备的目标模式的信号发射功率为XdB，从网络设备到智能表面间的信号衰减约为YdB，则设置智能表面的目标工作模式对应的检测信号功率的功率区间为包括(X-Y)dB功率强度、区间宽度在预定精度范围内功率强度区间。

在一些实施例中，信号的发射功率与网络设备和智能表面之间的路径损耗或者距离相关，距离越远或路径损耗越大时，该信号的发送功率相应增大；距离越近或路径损耗越小时，该信号的发送功率相应降低，从而尽量减轻对现网其他用户的干扰。在一些实施例中，可以先确定发射功率与工作模式的对应关系，进而确定功率区间，并指定功率区间与工作模式的对应关系。

在另一些实施例中，可以设置多个预定频点，作为多位数的标识，例如，单一预定频点能够支持m个模式的标识，则两个预定频点能够支持m

智能表面在检测到多个预定频点的待测量信号后，确定检测到的每个预定频点的信号的信号功率各自所处的功率区间，进而按照预定的频点顺序排列功率区间，获取所处的功率区间的组合。根据功率区间的组合与智能表面的工作模式的预定关联关系，确定目标工作模式。

在一些实施例中，若预定频点为多频点(以两个频点为例)，则智能表面根据检测到的信号功率确定目标工作模式还可以通过以下方式进行：根据在两个不同的预定频点检测到的信号功率确定两者的信号功率差，进而确定信号功率差所处的功率差区间。根据功率差区间与智能表面的工作模式的预定关联关系，确定目标工作模式。

在一些实施例中，信号的发射功率与网络设备和智能表面之间的路径损耗或者距离相关，距离越远或路径损耗越大时，该信号的发送功率相应增大；距离越近或路径损耗越小时，该信号的发送功率相应降低，从而尽量减轻对现网其他用户的干扰。在一些实施例中，可以先确定发射功率与工作模式的对应关系，进而确定功率区间，并指定功率区间与工作模式的对应关系。

在一些实施例中，可以先定义功率差门限值τ

表2模式对应关系

上述表格需要网络设备和智能表面预先定义。

在一些实施中，可以以两个预定频点为一组，作为一位数标识；通过设置多组预定频点作为多位数标识，从而扩展可以传递的工作模式数量。

通过这样的方法，能够利用不同频点信号功率相减的操作，规避传输路径中信号衰减的波动对检测到的信号功率造成影响，从而提高目标工作模式确定的准确度。

在步骤140中，智能表面调整为目标工作模式对应的工作参数，以便形成对应的反射波束图样。

通过这样的方法，能够利用预定频点的信号的功率传递需要的智能表面的模式信息，从而使智能表面根据信号功率调节自身的工作参数，生成对应工作模式下的反射波束图样，对设备的改动小，成本低，易于实现；且实现过程中无需解调信号，减少了运算资源耗费，降低对设备运算能力的影响，且提高了执行效率。

本公开的智能表面控制方法的另一些实施例的流程图如图2所示。

在步骤210中，网络设备根据对智能表面的反射波束的控制需求，确定与控制需求相关联的发射功率。在一些实施例中，网络设备可以为基站或其他接入点等无线信号收发设备。

在一些实施例中，网络设备可以通过智能表面的反射向用户终端发送测量参考信号。终端在收到测量参考信号后，可以向网络设备反馈测量结果。在一些实施例中，反馈的测量结果可以同样通过智能表面反馈给网络设备。当网络设备获取用户反馈的测量结果后，根据测量结果确定控制需求。

在一些实施例中，控制需求可以与一种智能表面的反射波束图样相对应，从而确定需要的智能表面的工作模式，以及与该工作模式相关联的一个或多个预定频点的信号的发射功率。

在步骤211中，网络设备根据发射功率，在预定频点以确定的发射功率发送待测量信号。

在步骤220中，智能表面检测来自网络设备的预定频点的信号功率。

在步骤230中，智能表面根据检测到的信号功率确定目标工作模式，其中，不同工作模式下智能表面的反射波束图样不同。

在步骤240中，智能表面调整为目标工作模式对应的工作参数，以便形成对应的反射波束图样。

通过这样的方法，网络设备能够通过终端的反馈确定控制需求，进而通过发射对应的发射功率的信号，实现对智能表面的调节，提高了对于智能表面工作模式调节的灵活度和自适应程度，提高信号传输质量；不需要智能表面对信号进行解调，仅利用信号接收功率测量的方法实现对智能表面反射图样的控制，从而在保证智能表面低成本低复杂度的同时，可以动态调整其反射图样，提升信号覆盖性能。

本公开的智能表面控制装置30的一些实施例的示意图如图3所示。

信号功率测量单元310能够检测来自网络设备的预定频点的信号功率。在一些实施例中，预定频点可以为唯一频点，也可以为多个频点。

工作模式确定单元320能够根据检测到的信号功率确定目标工作模式，其中，不同工作模式下智能表面的反射波束图样不同。

调整单元330能够将智能表面调整为目标工作模式对应的工作参数，以便形成对应的反射波束图样。

这样的智能表面控制装置能够利用预定频点的信号的功率传递需要的智能表面的模式信息，从而使智能表面根据信号功率调节自身的工作参数，生成对应工作模式下的反射波束图样，对设备的改动小，成本低，易于实现；且实现过程中无需耗费大量运算资源，降低对设备运算能力的影响，且提高了执行效率。

本公开智能表面控制装置的一个实施例的结构示意图如图4所示。智能表面控制装置包括存储器401和处理器402。其中：存储器401可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中由智能表面侧执行的智能表面控制方法的对应实施例中的指令。处理器402耦接至存储器401，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器402用于执行存储器中存储的指令，能够使智能表面根据信号功率调节自身的工作参数，生成对应工作模式下的反射波束图样，设备的改动小，成本低，易于实现；且实现过程中无需耗费大量运算资源，降低对设备运算能力的影响，且提高了执行效率。

在一个实施例中，还可以如图5所示，智能表面控制装置500包括存储器501和处理器502。处理器502通过BUS总线503耦合至存储器501。该智能表面控制装置500还可以通过存储接口504连接至外部存储装置505以便调用外部数据，还可以通过网络接口506连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。

在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够智能表面根据信号功率调节自身的工作参数，生成对应工作模式下的反射波束图样，成本低，易于实现，且提高了执行效率。

在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现智能表面控制方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开的智能表面设备的一些实施例的示意图如图6所示。

智能表面控制装置61可以为上文中提到的任意一种。智能表面控制电路62能够在智能表面控制装置的控制下调节工作参数。智能表面面板63能够反射接收到的信号，并在智能表面控制电路62的调节下改变自身状态，从而改变反射波束图样。

这样的智能表面设备能够识别网络设备利用预定频点的信号的功率传递的模式信息，从而根据信号功率调节自身的工作参数，生成对应工作模式下的反射波束图样，对设备的改动小，成本低，易于实现；且实现过程中无需耗费大量运算资源，降低对设备运算能力的要求，且提高了执行效率。

本公开的智能表面控制系统700的一些实施例的示意图如图7所示。

智能表面控制装置71可以为上文中提到的任意一种。

网络侧控制器72能够根据对智能表面的反射波束的控制需求，确定与控制需求相关联的发射功率，继而根据发射功率在预定频点以确定的发射功率发送待测量信号。在一些实施例中，网络侧控制器72还可以控制网络设备通过智能表面的反射向用户终端发送测量参考信号。终端在收到测量参考信号后，可以向网络设备反馈测量结果。在一些实施例中，若网络设备为基站，则可以利用相关技术中终端与基站间测量协议反馈测量结果。在一些实施例中，反馈的测量结果可以同样通过智能表面反馈给网络设备。当网络设备获取用户反馈的测量结果后，网络侧控制器72根据测量结果确定控制需求。在一些实施例中，控制需求可以与一种智能表面的反射波束图样相对应，从而确定需要的智能表面的工作模式，以及与该工作模式相关联的一个或多个预定频点的信号的发射功率。

在一些实施例中，智能表面控制系统中的智能表面控制装置71、网络侧控制器72的数量不限。

这样的智能表面控制系统中，网络侧能够通过终端的反馈确定控制需求，进而通过发射对应的发射功率的信号，实现对智能表面的调节，提高了对于智能表面工作模式调节的灵活度和自适应程度，提高信号传输质量。智能表面侧能够识别网络利用预定频点的信号的功率传递的模式信息，从而根据信号功率调节自身的工作参数，生成对应工作模式下的反射波束图样，对设备的改动小，成本低，易于实现；且实现过程中无需耗费大量运算资源，降低对设备运算能力的影响，且提高了执行效率。

本公开的智能表面系统800的一些实施例的示意图如图8所示。

智能表面设备82可以为上文中提到的任意一种。在一些实施例中，智能表面系统800中可以具备多个智能表面设备82。

网络设备81能够根据对智能表面的反射波束的控制需求，确定与控制需求相关联的发射功率，进而根据发射功率在预定频点以确定的发射功率发送待测量信号。在一些实施例中，如图中所示，网络设备可以为基站。在一些实施例中，网络设备可以为各种无线信号收发设备。在一些实施例中，网络设备可以通过智能表面的反射向用户终端发送测量参考信号。终端在收到测量参考信号后，可以向网络设备反馈测量结果。在一些实施例中，反馈的测量结果可以同样通过智能表面反馈给网络设备。当网络设备获取用户反馈的测量结果后，根据测量结果确定控制需求。在一些实施例中，控制需求可以与一种智能表面的反射波束图样相对应，从而确定需要的智能表面的工作模式，以及与该工作模式相关联的一个或多个预定频点的信号的发射功率。在一些实施例中，智能表面系统800中可以具备多个网络设备81，各个网络设备可以为同种设备，或多种设备。

这样的智能表面系统中，网络设备能够通过终端的反馈确定控制需求，进而通过发射对应的发射功率的信号，实现对智能表面的调节，提高了对于智能表面工作模式调节的灵活度和自适应程度，提高信号传输质量。智能表面设备能够识别网络设备利用预定频点的信号的功率传递的模式信息，从而根据信号功率调节自身的工作参数，生成对应工作模式下的反射波束图样，对设备的改动小，成本低，易于实现；且实现过程中无需耗费大量运算资源，降低对设备运算能力的影响，且提高了执行效率。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。