CN111245494B - 基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法 - Google Patents

基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法，其中智能反射面可以根据基站发送的波束方向信息计算并调节智能反射面的参数，使波束指向服务的用户终端；能够高效地对智能反射面进行参数配置，实现精确的波束控制，此外基站不需要知道完全的信道状态信息，基站根据相应角度估计和飞行时间估计的结果，实现对用户终端的精确定位，在定位信息的辅助下，可以实现波束的精确控制，还可以有效减小波束控制的开销，提高系统的能量利用率；且上述基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法应用范围广泛，既适用于毫米波通信，也适用于太赫兹通信以及自由空间光通信。

Description

基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法。
背景技术
增强移动宽带、海量机器类通信、超高可靠低时延通信是5G移动通信的三大典型应用场景。5G移动通信与大数据、人工智能、云计算等新技术融合，催生了新的应用和新的商业模式。我国的三大运营商已开始部署5G移动通信基站，5G移动通信逐步商用。在未来5到10年中，5G移动通信将会发挥非常重要的作用。空、天、地、海泛在移动通信网将会是后5G移动通信、以及6G移动通信发展的必然趋势，随之而产生的新业务将会对传输速率、能量效率等提出新的要求。
毫米波通信已经被列为5G通信高频段的关键技术之一。与射频通信相比，毫米波通信工作频段比较高，传播距离较短，容易受到物体的阻挡。为了提高毫米波以及更高频段通信的覆盖范围，就需要通过中继或者其他手段。为了提高能量效率，要求中继配置大规模天线。一般情况下，每根天线将配置一个射频通道，这就使得中继的成本以及能耗大大提高。为了增强毫米波以及更高频段通信的覆盖范围，智能反射面技术得到了很大的关注。
智能反射面是由变容二极管构成的电磁材料，可以通过调节参数控制入射到智能反射面上信号的反射方向，并且可以起到波束成形的效果。智能反射面不对入射信号进行数字信号处理，仅调节入射信号的相位(对应于延时)，从而控制反射信号的出射方向以及能量汇聚的效果。因此，智能反射面具有成本低、能耗低等优点。在下行传输过程中，为了实现对发射信号出射方向的精准控制，智能反射面的控制器需要根据用户终端的信道状态信息去控制出射信号的波束指向，实现能量的精准投递。但是，智能反射面不具有数字信号的处理能力，不能从用户终端的导频信号中获取用户终端的信道状态信息。而基站估计得到的信道状态信息是一个从用户终端到智能反射面，再由智能反射面到基站的级联信道状态信息。如何实现智能反射面与用户终端间精确的波束控制是目前智能反射面所面临的挑战。
发明内容
针对以上问题，本发明提出一种基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法。
为实现本发明的目的，提供一种基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法，包括如下步骤：
步骤1，智能反射面向基站上报智能反射面的反射面地理位置以及智能反射面的反射面姿态信息；
步骤2，基站设置局部坐标系，根据本地的基站位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，分别计算基站与智能反射面之间物理距离以及波束方向信息，将波束方向信息中的离开角告知智能反射面；所述波束方向信息包括信号离开智能反射面时相对于智能反射面的离开角，以及到达基站时相对于基站天线所在平面的第一到达角；
步骤3，智能反射面根据收到的离开角，设置智能反射面参数，使智能反射面到基站的第一波束方向与离开角重合；
步骤4，基站根据第一到达角设计基站到智能反射面的第二波束方向，使得第二波束方向与第一到达角重合，并向用户终端下发上行导频信号发送指令；
步骤5，用户终端收到基站的上行导频信号发送指令后，向基站发送上行导频信号；
步骤6，基站收到用户终端发来的上行导频信号后，进行信号处理，联合估计到达角和飞行时间，得到第二到达角和第一飞行时间；
步骤7，基站将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，得到经过各个智能反射面的信号的第二飞行时间；
步骤8，基站根据经过各个智能反射面的第二飞行时间，以及电磁波的传播速度，计算信号从用户终端经过各个智能反射面到达基站的总传播距离，将总传播距离减去智能反射面到基站之间的第一距离得到用户终端与智能反射面之间的第二距离；
步骤9，基站根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，确定用户终端的位置；
步骤10，基站根据用户终端的位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，在局部坐标系中计算智能反射面到用户终端的波束方向；
步骤11，基站将智能反射面的波束方向信息发送给智能反射面；
步骤12，智能反射面根据基站发送的波束方向信息计算并调节智能反射面的参数，使波束指向服务的用户终端。
在一个实施例中，所述基站为用户终端提供通信服务，所述智能反射面为信号的传播提供传输路径，所述智能反射面包括反射面和控制器。
在一个实施例中，基站将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，得到经过各个智能反射面的信号的第二飞行时间包括：
根据差值最小准则，将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，确定用户终端发射的信号经过每个智能反射面后到达基站的第二飞行时间。
在一个实施例中，基站根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，确定用户终端的位置包括：
基站根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，采用三边定位原理，确定用户终端的位置。
在一个实施例中，确定用户终端的位置包括：
根据直达路径的第二到达角以及第二飞行时间确定用户终端的位置；当基站与用户之间不存在直达路径，根据2个及以上个数的智能反射面对用户终端进行二维定位，根据3个及以上个数的智能反射面对用户终端进行三维定位。
上述基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法中，智能反射面向基站上报智能反射面的反射面地理位置以及智能反射面的反射面姿态信息；基站设置局部坐标系，根据本地的基站位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，分别计算基站与智能反射面之间物理距离以及波束方向信息，将波束方向信息中的离开角告知智能反射面，智能反射面根据收到的离开角，设置智能反射面参数，使智能反射面到基站的第一波束方向与离开角重合；使基站根据第一到达角设计基站到智能反射面的第二波束方向，使得第二波束方向与第一到达角重合，并向用户终端下发上行导频信号发送指令，用户终端收到基站的上行导频信号发送指令后，向基站发送上行导频信号，基站收到用户终端发来的上行导频信号后，进行信号处理，联合估计到达角和飞行时间，得到第二到达角和第一飞行时间，将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，得到经过各个智能反射面的信号的第二飞行时间，根据经过各个智能反射面的第二飞行时间，以及电磁波的传播速度，计算信号从用户终端经过各个智能反射面到达基站的总传播距离，将总传播距离减去智能反射面到基站之间的第一距离得到用户终端与智能反射面之间的第二距离，并根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，确定用户终端的位置，根据用户终端的位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，在局部坐标系中计算智能反射面到用户终端的波束方向，将智能反射面的波束方向信息发送给智能反射面；使智能反射面根据基站发送的波束方向信息计算并调节智能反射面的参数，使波束指向服务的用户终端；能够高效地对智能反射面进行参数配置，实现精确的波束控制，此外基站不需要知道完全的信道状态信息，基站根据相应角度估计和飞行时间估计的结果，实现对用户终端的精确定位，在定位信息的辅助下，可以实现波束的精确控制，还可以有效减小波束控制的开销，提高系统的能量利用率；且上述基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法应用范围广泛，既适用于毫米波通信，也适用于太赫兹通信以及自由空间光通信。
附图说明
图1是一个实施例的基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法流程图；
图2是一个实施例的基于智能反射面的无线通信系统结构示意图；
图3是一个实施例的无线通信系统中的信令交互过程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参考图1所示，图1为一个实施例的基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法流程图，包括如下步骤：
步骤1，智能反射面向基站上报智能反射面的反射面地理位置以及智能反射面的反射面姿态信息。
步骤2，基站设置局部坐标系，根据本地的基站位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，分别计算基站与智能反射面之间物理距离以及波束方向信息，将波束方向信息中的离开角告知智能反射面；所述波束方向信息包括信号离开智能反射面时相对于智能反射面的离开角，以及到达基站时相对于基站天线所在平面的第一到达角。
基站可以根据自己的位置和智能反射面的位置(反射面地理位置)计算从智能反射面到基站的到达角，并进行记录。
步骤3，智能反射面(如智能反射面的控制器)根据收到的离开角，设置智能反射面参数，使智能反射面到基站的第一波束方向与离开角重合。
步骤4，基站根据第一到达角设计基站到智能反射面的第二波束方向，使得第二波束方向与第一到达角重合，并向用户终端下发上行导频信号发送指令。
步骤5，用户终端收到基站的上行导频信号发送指令后，向基站发送上行导频信号。
用户终端向基站发送上行导频信号，上行导频信号经过智能反射面或其他路径到达基站后，基站联合估计达到角和飞行时间，并记录估计得到相应的信息对(第二到达角和第一飞行时间)。
进一步地，基站可根据从智能反射面到基站的第一到达角，以及基站估计得到的(到达角，飞行时间)信息对，确定用户终端发射的信号(发送上行导频信号)经过每个智能反射面到达基站的飞行时间。
步骤6，基站收到用户终端发来的上行导频信号后，进行信号处理，联合估计到达角和飞行时间，得到第二到达角和第一飞行时间。
步骤7，基站将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，得到经过各个智能反射面的信号的第二飞行时间。
步骤8，基站根据经过各个智能反射面的第二飞行时间，以及电磁波的传播速度，计算信号从用户终端经过各个智能反射面到达基站的总传播距离，将总传播距离减去智能反射面到基站之间的第一距离得到用户终端与智能反射面之间的第二距离。
步骤9，基站根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，确定用户终端的位置。
步骤10，基站根据用户终端的位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，在局部坐标系中计算智能反射面到用户终端的波束方向。
具体地，基站根据用户终端的位置以及智能反射面的位置(反射面地理位置)，确定用户到智能反射面的入射角。然后，基站根据入射角确定智能反射面到用户的波束方向，并将相应的信息发送给智能反射面，具体可以发送给智能反射面的控制器。
步骤11，基站将智能反射面的波束方向信息发送给智能反射面。
步骤12，智能反射面根据基站发送的波束方向信息计算并调节智能反射面的参数，使波束指向服务的用户终端。
基于智能反射面的无线通信系统可以包括一个多天线地基站，多个智能反射面，以及多个用户终端。基站为用户终端提供通信服务，智能反射面为信号的传播提供有效的传输路径。智能反射面包括反射面和控制器。用户终端可以配置单根天线，也可以配置多根天线。基站的位置以及智能反射面的位置事先已经确定，用户终端可以是移动用户终端，也可以是固定用户终端。
上述基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法中，智能反射面向基站上报智能反射面的反射面地理位置以及智能反射面的反射面姿态信息；基站设置局部坐标系，根据本地的基站位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，分别计算基站与智能反射面之间物理距离以及波束方向信息，将波束方向信息中的离开角告知智能反射面，智能反射面根据收到的离开角，设置智能反射面参数，使智能反射面到基站的第一波束方向与离开角重合；使基站根据第一到达角设计基站到智能反射面的第二波束方向，使得第二波束方向与第一到达角重合，并向用户终端下发上行导频信号发送指令，用户终端收到基站的上行导频信号发送指令后，向基站发送上行导频信号，基站收到用户终端发来的上行导频信号后，进行信号处理，联合估计到达角和飞行时间，得到第二到达角和第一飞行时间，将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，得到经过各个智能反射面的信号的第二飞行时间，根据经过各个智能反射面的第二飞行时间，以及电磁波的传播速度，计算信号从用户终端经过各个智能反射面到达基站的总传播距离，将总传播距离减去智能反射面到基站之间的第一距离得到用户终端与智能反射面之间的第二距离，并根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，确定用户终端的位置，根据用户终端的位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，在局部坐标系中计算智能反射面到用户终端的波束方向，将智能反射面的波束方向信息发送给智能反射面；使智能反射面根据基站发送的波束方向信息计算并调节智能反射面的参数，使波束指向服务的用户终端；能够高效地对智能反射面进行参数配置，实现精确的波束控制，此外基站不需要知道完全的信道状态信息，基站根据相应角度估计和飞行时间估计的结果，实现对用户终端的精确定位，在定位信息的辅助下，可以实现波束的精确控制，还可以有效减小波束控制的开销，提高系统的能量利用率；且上述基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法应用范围广泛，既适用于毫米波通信，也适用于太赫兹通信以及自由空间光通信。
在一个实施例中，所述基站为用户终端提供通信服务，所述智能反射面为信号的传播提供传输路径，所述智能反射面包括反射面和控制器。
在一个示例中，基站、用户终端和智能反射面形成基于智能反射面的无线通信系统，基于智能反射面的无线通信系统结构示意图可以参考图2所示。如图2所示，智能反射面和用户终端分别可以为多个，此时基于智能反射面的无线通信系统包括一个多天线的基站，多个智能反射面，以及多个用户终端。基站为用户终端提供通信服务，智能反射面为信号的传播提供有效的传输路径。智能反射面包括反射面和控制器。用户可以配置单根天线，也可以配置多根天线。基站的位置以及智能反射面的位置事先已经确定，用户终端可以是移动用户终端，也可以是固定用户终端。
在一个实施例中，基站将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，得到经过各个智能反射面的信号的第二飞行时间包括：
根据差值最小准则，将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，确定用户终端发射的信号经过每个智能反射面后到达基站的第二飞行时间。
在一个实施例中，基站根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，确定用户终端的位置包括：
基站根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，采用三边定位原理，确定用户终端的位置。
作为一个实施例，确定用户终端的位置包括：
根据直达路径的第二到达角以及第二飞行时间确定用户终端的位置；当基站与用户之间不存在直达路径，根据2个及以上个数的智能反射面对用户终端进行二维定位，根据3个及以上个数的智能反射面对用户终端进行三维定位。
具体地，基站可以根据直达路径的到达角以及飞行时间确定用户终端的位置；当基站与用户终端之间不存在直达路径，2个及以上个数的智能反射面可以实现对用户的二维定位，3个及以上个数的智能反射面可以实现对用户的三维定位。
在一个实施例中，假设基站配置了M根天线，用户终端配有1根天线，智能反射面有N个元素(即智能反射面有N个可调参数)。基站已知智能反射面的位置以及智能反射面的姿态，基站根据自身的位置和智能反射面的位置，计算基站与第l个智能反射面之间的距离dl，信号从第l个智能反射面到基站的到达角度φ(l)，以及第l个智能反射面的出射角η(l)。基站根据到达角φ(l)控制上行接收波束方向。基站将计算得到的智能反射面的出射角η(l)发送给第l个智能反射面控制器。第l个智能反射面控制器根据出射角η(l)计算智能反射面的参数控制系数，使得从智能反射面到基站的波束方向指向基站。下文分别针对各个通讯场景进行介绍：
(1)基站与用户终端之间存在直达路径的场景
在开阔的环境下，比如郊外、足球场等，基站与用户终端之间存在直达路径。在本实施例中，从第i个用户到基站的信道可以表示为：
Figure BDA0002364098200000081
其中，g(i)表示从第i个用户到基站的大尺度衰落系数；
Figure BDA0002364098200000082
为直达径分量；
Figure BDA0002364098200000083
表示用户发射的信号经过第l个智能反射面到达基站的信道分量，假设总共有L个智能反射面；
Figure BDA0002364098200000084
为其它非直达径分量；
Figure BDA0002364098200000085
与非直达径分量相关，它的每个元素为均值为零，方差为1的复高斯随机变量；
Figure BDA0002364098200000086
与直达径分量相关。当基站配置的是均匀线阵天线时，
Figure BDA0002364098200000087
可以表示为：
Figure BDA0002364098200000088
其中，θi为从第i个用户到基站的直达路径的到达角，ν为天线间的间距，λ为发射信号中心载频的波长，α(·)表示归一化导向矢量。当基站配置其它类型的天线阵列时，本发明方法同样适用。
在上行传输过程中，基站的接收信号可以表示为：
Figure BDA0002364098200000089
其中，K为总的用户数目，x(i)为第i个用户的发射信号向量，W为噪声矩阵，并且W的每一列为复高斯随机变量，均值为0，协方差矩阵为
Figure BDA00023640982000000810
IM表示秩为M的单位向量。这里假设用户发射的是基于正交频分复用的宽带信号。
基站根据接收到的信号进行到达角(Angle of Arrival,AOA)和飞行时间(Timeof Flight，TOF)的联合估计，并且将估计得到的第i个用户发射信号的到达角和飞行时间记录为(
Figure BDA00023640982000000811
τ(i),j)其中j＝1,2,…,J(i)。
在有直达路径的情况下，根据直达路径飞行时间最短准则，确定第i个用户到基站的飞行时间以及到达角，即
Figure BDA00023640982000000812
其中
Figure BDA00023640982000000813
基站根据估计得到ψ(i),j和t(l,i)，确定第i个用户的位置。基站根据第i个用户以及第l个智能反射面的位置和姿态，计算下行传输过程中第l个智能反射面到第i个用户的波束指向。基站将波束指向信息发送给第l个智能反射面的控制器，第l个智能反射面的控制器根据波束指向信息计算第l个智能反射面下行波束控制参数，并进行相应的配置。
(2)基站与用户终端之间不存在直达路径的场景
在城市中心等建筑比较密集的环境下，基站与用户之间通常没有直达路径。此时，从第i个用户到基站的信道可以表示为：
Figure BDA0002364098200000091
其中，
Figure BDA0002364098200000092
表示第i个用户发射的信号经过第l个智能反射面到达基站的信道分量，假设总共有L个智能反射面；
Figure BDA0002364098200000093
为其它非直达径分量。
基站根据接收到的信号进行到达角和飞行时间的联合估计，并且将估计得到的第i个用户发射信号的到达角和飞行时间记录为(
Figure BDA0002364098200000094
τ(i),j)其中j＝1,2,…,J(i)。
基站根据以下原则确定第i个用户发射信号经过第l个智能反射面的飞行时间：
Figure BDA0002364098200000095
其中
Figure BDA0002364098200000096
那么可以计算得到第l个智能反射面到第i个用户终端的距离为：
β(l,i)＝t(l,i)c-d(l)
其中c＝3×108m/s为电磁波的传播速度。
基站根据多个智能反射面的位置，以及智能反射面与每个用户终端之间的距离，确定每个用户的位置。基站根据每个用户的位置，计算下行传输过程中每个智能反射面的波束指向，以及每个智能反射面下行波束控制的参数。然后，基站把每个智能反射面的波束指向信息传输给每个智能反射面的控制器。每个智能反射面的控制器根据波束指向信息计算智能反射面下行波束控制参数，并进行相应的配置。
图3为本实施例的无线通信系统中的信令交互过程的流程图。为了更好地理解上述过程，下面将参照图3描述基站侧与用户设备侧的信令交互流程。
如图3所示，首先，在步骤S1中，智能反射面的控制器向基站上报自己的物理位置信息以及智能反射面的配置和姿态。然后，在步骤S2中，基站根据智能反射面的物理位置信息以及智能反射面的配置和姿态，计算上行传输过程中智能反射面到基站的波束方向(信号从智能反射面到基站的出射角和到达角)。然后，在步骤S3中，基站将智能反射面的波束方向信息发送给智能反射面控制器。然后，在步骤S4中，智能反射面控制器根据基站发来的上行波束方向信息，计算智能反射面的参数，并进行相应的配置。在步骤S5中，基站向用户下达发送上行导频信号指令。接下来，在步骤S6中，用户发送上行导频信号。在步骤S7中，基站根据用户发送的上行导频信号进行到达角和飞行时间的联合估计。在步骤S8中，基站根据在步骤S2中计算得到信号从智能反射面到基站的到达角，以及在步骤S7中估计的到达角和飞行时间，确定经过每个智能反射面的飞行时间。在步骤S9中，基站确定每个智能反射面到每个用户的距离，然后根据智能反射面的位置，确定每个用户的位置。在步骤S10中，基站根据每个用户的位置信息，确定下行传输过程中每个智能反射面到各个用户的波束方向。在步骤S11中，基站将各个智能反射面的下行波束指向告知各个智能反射面的控制器。接下来，在步骤S12中，智能反射面根据到基站的波束方向，以及到各个用户的波束方向，计算并调节智能反射面相应的参数。
与现有技术相比，本实施例具有如下优点和有益效果：
本实施例能够高效地对智能反射面进行参数配置，实现精确的波束控制。此实施例中，基站不需要知道完全的信道状态信息，基站根据角度估计和飞行时间估计的结果，实现对用户的精确定位。在定位信息的辅助下，可以实现波束的精确控制。此发明的波束控制方法可以有效减小波束控制的开销，提高系统的能量利用率。
本实施例应用范围广泛，既适用于毫米波通信，也适用于太赫兹通信以及自由空间光通信。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本申请实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，智能反射面向基站上报智能反射面的反射面地理位置以及智能反射面的反射面姿态信息；
步骤2，基站设置局部坐标系，根据本地的基站位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，分别计算基站与智能反射面之间物理距离以及波束方向信息，将波束方向信息中的离开角告知智能反射面；所述波束方向信息包括信号离开智能反射面时相对于智能反射面的离开角，以及到达基站时相对于基站天线所在平面的第一到达角；
步骤3，智能反射面根据收到的离开角，设置智能反射面参数，使智能反射面到基站的第一波束方向与离开角重合；
步骤4，基站根据第一到达角设计基站到智能反射面的第二波束方向，使得第二波束方向与第一到达角重合，并向用户终端下发上行导频信号发送指令；
步骤5，用户终端收到基站的上行导频信号发送指令后，向基站发送上行导频信号；
步骤6，基站收到用户终端发来的上行导频信号后，进行信号处理，联合估计到达角和飞行时间，得到第二到达角和第一飞行时间；
步骤7，基站将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，得到经过各个智能反射面的信号的第二飞行时间；
步骤8，基站根据经过各个智能反射面的第二飞行时间，以及电磁波的传播速度，计算信号从用户终端经过各个智能反射面到达基站的总传播距离，将总传播距离减去智能反射面到基站之间的第一距离得到用户终端与智能反射面之间的第二距离；
步骤9，基站根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，确定用户终端的位置；
步骤10，基站根据用户终端的位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，在局部坐标系中计算智能反射面到用户终端的波束方向；
步骤11，基站将智能反射面的波束方向信息发送给智能反射面；
步骤12，智能反射面根据基站发送的波束方向信息计算并调节智能反射面的参数，使波束指向服务的用户终端。
2.根据权利要求1所述的基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法，其特征在于，所述基站为用户终端提供通信服务，所述智能反射面为信号的传播提供传输路径，所述智能反射面包括反射面和控制器。
3.根据权利要求1所述的基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法，其特征在于，基站将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，得到经过各个智能反射面的信号的第二飞行时间包括：
根据差值最小准则，将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，确定用户终端发射的信号经过每个智能反射面后到达基站的第二飞行时间。
4.根据权利要求1所述的基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法，其特征在于，基站根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，确定用户终端的位置包括：
基站根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，采用三边定位原理，确定用户终端的位置。
5.根据权利要求4所述的基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法，其特征在于，确定用户终端的位置包括：
根据直达路径的第二到达角以及第二飞行时间确定用户终端的位置；当基站与用户之间不存在直达路径，根据2个及以上个数的智能反射面对用户终端进行二维定位，根据3个及以上个数的智能反射面对用户终端进行三维定位。
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