超表面装置、超表面状态确定方法、装置、设备和介质与流程

本发明涉及无线，尤其是指一种超表面装置、超表面状态确定方法、装置、设备和介质。

背景技术：

1、智能超表面(reconfigurable intelligent surface，ris)是一种具有可编程电磁特性的人工电磁表面结构，由超材料技术发展而来。ris由大量精心设计的电磁单元组成，通过控制电路可以动态地调控电磁单元的电磁性质，实现对反射波的方向、增益、波瓣宽度等的主动控制。

2、现有技术中，对ris设想的一个重要应用场景是用于覆盖盲区消除，如图1所示，通过对ris的电磁单元进行状态控制，可以实现反射电磁波波束指向的调整，将波束指向目标用户区域，从而消除覆盖的盲区。

3、当前业界研究的智能超表面，以有源形态为主，需要对其中的电磁单元通过开关等器件进行状态控制，存在如下问题：

4、1、需要提供长期稳定的供电。有源器件需要电力才能维持工作，作为有源电磁表面，就需要设计供电系统支撑其工作，即便是采用太阳能电池等方案提供电力，也会存在阳光不足、照射角度不佳时难以稳定获得电力的问题；

5、2、成本高。作为有源电磁表面，其包含了大量的电磁单元，每个电磁单元都至少包括一个有源器件，导致整个产品的成本较高，且生产工艺也会较为复杂，成本高会导致产品难以大批量应用；

6、3、可靠性差。有源电磁表面包含大量的有源器件，在室外的恶劣条件下使用很容易出现开关器件损坏的问题，导致产品性能下降甚至失效。

7、而如果采用定制设计的无源电磁表面，根据覆盖的需要固化每个电磁单元的相位响应状态，虽然能解决有源方案需要供电、可靠性差的问题，但是由于覆盖的场景千差万别，定制化难以普遍应用，针对每一个场景需要单独设计和制作无源电磁表面，不仅设计复杂，成本也会大大增加，因此实用性并不好。

技术实现思路

1、本发明技术方案的目的在于提供一种超表面装置、超表面状态确定方法、装置、设备和介质，用以解决现有技术中设计的有源电磁表面的实用性差的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：

3、本发明实施例提供一种超表面装置，包括：

4、超表面，所述超表面包括m行、n列电磁单元；m、n均为大于或等于1的整数；

5、每一所述电磁单元包括一个状态控制节点；

6、在初始状态下所述状态控制节点处于第一状态，且通过物理操作方式，任意所述状态控制节点均可由所述第一状态调整为第二状态；

7、在所述状态控制节点处于所述第一状态下，所述电磁单元的相位响应为第一相位响应，在所述状态控制节点处于所述第二状态下，所述电磁单元的相位响应为第二相位响应。

8、可选地，所述第一状态为断开状态或导通状态；

9、在所述第一状态为断开状态的情况下，所述第二状态为导通状态；其中，所述物理操作方式包括以下至少一项：对所述状态控制节点涂抹导电胶的方式；对所述状态控制节点粘贴导电胶带的方式；对所述状态控制节点焊接的方式；

10、在所述第一状态为导通状态的情况下，所述第二状态为断开状态；其中，所述物理操作方式包括以下至少一项：对所述状态控制节点打孔的方式；对所述状态控制节点割断的方式；对所述状态控制节点刮除的方式。

11、可选地，所述状态控制节点为微带线。

12、可选地，所述电磁单元通过拼插组合的方式形成所述超表面。

13、本发明实施例还提供一种超表面状态确定方法，应用于如上中任一项所述的超表面装置，所述方法包括：

14、根据基站的位置确定超表面的目标入射角度，以及，根据所述基站对应的目标覆盖区域的位置和超表面的布设位置，确定所述超表面的目标出射角度；

15、根据所述目标入射角度和所述目标出射角度，确定所述超表面上每一电磁单元的相位响应；

16、根据每一所述电磁单元的相位响应，确定每一所述电磁单元对应的状态控制节点的状态。

17、可选地，所述根据基站的位置确定超表面的目标入射角度，以及，根据所述基站对应的目标覆盖区域的位置和超表面的布设位置，确定所述超表面的目标出射角度之前，所述方法还包括：

18、根据所述超表面的布设位置对应的尺寸，确定所述超表面中电磁单元的行数和列数。

19、可选地，所述根据所述目标入射角度和所述目标出射角度，确定所述超表面上每一电磁单元的相位响应，包括：

20、在预先存储的码本库中，根据所述目标入射角度和所述目标出射角度确定所述电磁单元的相位响应；

21、其中，所述预先存储的码本库包括至少一个入射角度、与每一所述入射角度对应的出射角度以及与角度信息对应的每一电磁单元的相位响应；所述角度信息包括相对应的入射角度和出射角度。

22、可选地，所述根据所述电磁单元的相位响应，确定所述电磁单元对应的状态控制节点的状态，包括：

23、在所述电磁单元的相位响应下，获取测试终端确定的目标测试参数，所述测试终端是位于所述目标覆盖区域内的终端；

24、在所述目标测试参数满足预设要求的情况下，根据所述电磁单元的相位响应，确定所述电磁单元对应的状态控制节点的状态。

25、可选地，所述根据每一所述电磁单元的相位响应，确定每一所述电磁单元对应的状态控制节点的状态，包括：

26、根据每一所述电磁单元的相位响应，调整测试工具中控制器件的状态，以使所述测试工具中每一测试电磁单元的相位响应与对应的所述电磁单元的相位响应相同；

27、根据每一所述测试电磁单元的相位响应，确定所述电磁单元对应的状态控制节点的状态；

28、其中，所述测试工具为预设的智能超表面ris。

29、可选地，所述根据每一所述测试电磁单元的相位响应，确定所述电磁单元对应的状态控制节点的状态，包括：

30、在每一所述测试电磁单元的相位响应下，获取测试终端确定的第一测试参数；

31、通过调整预设的ris中的控制器件的状态，得到每一所述测试电磁单元调整后的相位响应；

32、在每一所述测试电磁单元调整后的相位响应下，获取所述测试终端确定的第二测试参数；

33、在所述第一测试参数优于所述第二测试参数的情况下，根据每一所述测试电磁单元的相位响应，确定所述电磁单元对应的状态控制节点的状态；

34、在所述第二测试参数优于所述第一测试参数的情况下，根据每一所述测试电磁单元调整后的相位响应，确定所述电磁单元对应的状态控制节点的状态；

35、其中，所述测试终端是位于所述目标覆盖区域内的终端。

36、本发明实施例还提供一种超表面状态确定装置，包括：

37、第一确定模块，用于根据基站的位置确定超表面的目标入射角度，以及，根据所述基站对应的目标覆盖区域的位置和超表面的布设位置，确定所述超表面的目标出射角度；

38、第二确定模块，用于根据所述目标入射角度和所述目标出射角度，确定所述超表面上每一电磁单元的相位响应；

39、第三确定模块，用于根据每一所述电磁单元的相位响应，确定每一所述电磁单元对应的状态控制节点的状态。

40、可选地，所述装置还包括：

41、第四确定模块，用于根据所述超表面的布设位置对应的尺寸，确定所述超表面中电磁单元的行数和列数。

42、可选地，所述第二确定模块，包括：

43、第一确定单元，用于在预先存储的码本库中，根据所述目标入射角度和所述目标出射角度确定所述电磁单元的相位响应；

44、其中，所述预先存储的码本库包括至少一个入射角度、与每一所述入射角度对应的出射角度以及与角度信息对应的每一电磁单元的相位响应；所述角度信息包括相对应的入射角度和出射角度。

45、可选地，所述第三确定模块，包括：

46、第一获取单元，用于在所述电磁单元的相位响应下，获取测试终端确定的目标测试参数，所述测试终端是位于所述目标覆盖区域内的终端；

47、第二确定单元，用于在所述目标测试参数满足预设要求的情况下，根据所述电磁单元的相位响应，确定所述电磁单元对应的状态控制节点的状态。

48、可选地，所述第三确定模块，包括：

49、调整单元，用于根据每一所述电磁单元的相位响应，调整测试工具中控制器件的状态，以使所述测试工具中每一测试电磁单元的相位响应与对应的所述电磁单元的相位响应相同；

50、第三确定单元，用于根据每一所述测试电磁单元的相位响应，确定所述电磁单元对应的状态控制节点的状态；

51、其中，所述测试工具为预设的智能超表面ris。可选地，所述第三确定单元，具体用于：

52、在每一所述测试电磁单元的相位响应下，获取测试终端确定的第一测试参数；

53、通过调整预设的ris中的控制器件的状态，得到每一所述测试电磁单元调整后的相位响应；

54、在每一所述测试电磁单元调整后的相位响应下，获取所述测试终端确定的第二测试参数；

55、在所述第一测试参数优于所述第二测试参数的情况下，根据每一所述测试电磁单元的相位响应，确定所述电磁单元对应的状态控制节点的状态；

56、在所述第二测试参数优于所述第一测试参数的情况下，根据每一所述测试电磁单元调整后的相位响应，确定所述电磁单元对应的状态控制节点的状态；

57、其中，所述测试终端是位于所述目标覆盖区域内的终端。

58、本发明实施例还提供一种超表面状态确定设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上中任一项所述的超表面状态确定方法。

59、本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上中任一项所述的超表面状态确定方法中的步骤。

60、本发明上述技术方案中的至少一个具有以下有益效果：

61、本发明实施例提供的超表面装置，包括由m行、n列电磁单元组成的超表面，其中，每一所述电磁单元包括一个状态控制节点，在初始状态下所述状态控制节点处于第一状态，且通过物理操作方式，任意所述状态控制节点均可由所述第一状态调整为第二状态，在所述控制器件处于第一状态下，所述电磁单元的相位响应为第一相位响应，在所述控制器件处于第二状态下，所述电磁单元的相位响应为第二相位响应，即本发明实施例提供的超表面装置包括无源电磁表面，无需供电，可靠性高，且通过物理操作方式，针对不同场景制作无源电磁表面，从而实现所需的相位响应，设计简单，制作成本低，实用性高。