[发明专利]连续调相智能超表面、波束赋形方法和快速波束追踪方法

权利要求书

1.一种连续调相智能超表面，其特征在于，所述连续调相智能超表面是在可重构智能表面RIS的基础上，将所述可重构智能表面RIS中的部分二极管替换为可连续调相器件后得到的。

2.根据权利要求1所述的一种连续调相智能超表面，其特征在于，所述连续调相智能超表面包括亚波长近无源散射单元和改进的亚波长近无源散射单元；其中，所述亚波长近无源散射单元的二极管和所述改进的亚波长近无源散射单元的可连续调相器件不同。

3.根据权利要求2所述的一种连续调相智能超表面，其特征在于，所述改进的亚波长近无源反射单元的可连续调相器件为变容二极管、液晶或铁氧体。

4.根据权利要求2所述的一种连续调相智能超表面，其特征在于，在工作时，通过改变加在所述可连续调相器件上的偏置电压，改变所述可连续调相器件的等效电容值，从而使不同的改进的亚波长近无源反射单元上反射的电磁波具有不同的反射系数，且反射系数可随等效电容变化而连续变化。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述的连续调相智能超表面的波束赋形方法，其特征在于，包括：

保持模拟波束成形矩阵不变，优化数字波束成形矩阵；

根据优化后的数字波束成形矩阵，得到优化后的模拟波束成形矩阵；

对所述优化后的数字波束成形矩阵和所述优化后的模拟波束成形矩阵进行相互优化，获得最优的数字波束成形矩阵和最优的模拟波束成形矩阵。

6.根据权利要求5所述的波束赋形方法，其特征在于，所述对所述优化后的数字波束成形矩阵和所述优化后的模拟波束成形矩阵进行相互优化，获得最优的数字波束成形矩阵和最优的模拟波束成形矩阵，具体包括：

对所述优化后的数字波束成形矩阵和所述优化后的模拟波束成形矩阵进行相互迭代优化；

当两个相邻迭代之间的用户总数据速率的差值小于设定阈值，则迭代完成，获得最优的数字波束成形矩阵和最优的模拟波束成形矩阵；

当两个相邻迭代之间的用户总数据速率的差值大于或者等于设定阈值时，将当前迭代优化后的模拟波束成形矩阵替换步骤保持模拟波束成形矩阵不变，优化数字波束成形矩阵中的模拟波束成形矩阵，并返回保持模拟波束成形矩阵不变，优化数字波束成形矩阵步骤。

7.根据权利要求5所述的波束赋形方法，其特征在于，所述根据优化后的数字波束成形矩阵，得到优化后的模拟波束成形矩阵，具体包括：

根据优化后的数字波束成形矩阵，对模拟波束成形矩阵进行初步优化；所述模拟波束成形矩阵用于表征连续调相智能超表面的配置参数值；所述配置参数值至少包括相位；

判断初步优化后的模拟波束成形矩阵中的相位是否在可达范围内；

若是，则将初步优化后的模拟波束成形矩阵确定为优化后的模拟波束成形矩阵；

若否，则将所述初步优化后的模拟波束成形矩阵替换步骤根据优化后的数字波束成形矩阵，对模拟波束成形矩阵进行初步优化中的模拟波束成形矩阵，并返回根据优化后的数字波束成形矩阵，对模拟波束成形矩阵进行初步优化步骤。

8.一种基于权利要求1-4任意一项所述的连续调相智能超表面的快速波束追踪方法，其特征在于，包括：

获取当前时隙对应的当前接收功率；所述当前接收功率为用户端检测到的自身的接收功率；

判断所述当前接收功率是否达到预设阈值；

若是，则继续使用上一时隙对应的波束赋形方案；

若否，则根据所述当前接收功率及当前方向角，重新设计波束赋形方案。

9.一种快速波束追踪方法，其特征在于，包括：

用户端检测得到当前时隙对应的自身接收功率；

用户端判断所述自身接收功率是否达到预设阈值；

若是，则用户端继续使用上一时隙对应的波束赋形方案；

若否，则用户端将当前时隙对应的自身接收功率和当前方向角反馈至基站，所述基站根据当前时隙对应的自身接收功率和当前方向角重新设计波束赋形方案；所述基站为装有权利要求1-4任意一项所述的连续调相智能超表面的基站。