CN112737655B - 一种基于智能反射面的通信方法、系统及装置 - Google Patents

一种基于智能反射面的通信方法、系统及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于智能反射面的通信方法、系统及装置，应用于通信系统，包括：获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开智能反射面时，与智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；根据智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定第一用户端传输射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，最小中断概率根据第一用户端与第二用户端之间的信号传输模式确定；将确定的相位发送至智能反射面，使得智能反射面根据相位进行相位调整。通过实施本发明，减小第一用户端传输给第二用户端时的中断概率，提高系统可靠性。

Description

一种基于智能反射面的通信方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于智能反射面的通信方法、系统及装置。
背景技术
基站与用户进行通信时，为了避免基站和用户之间的障碍物对通信产生的影响或者为了增强数据传输性能，一般采用在基站和用户之间设置一个智能反射面(IRS)。智能反射面(IRS)作为一项全新的革命性技术，它可以通过在平面上集成大量低成本的无源反射元件，智能地重新配置无线传播环境，从而显著提高无线通信网络的性能。具体来说，智能反射面(IRS)的不同元件可以通过控制其相位来独立地反射入射信号，从而协同地实现用于定向信号增强或零陷的三维无源波束形成。
相关技术中，多个用户端之间通过主动传输或者后向散射的方式实现射频信号的传输，当传输过程中的能量不满足相应传输模式下的信号传输的最小耗能要求，将导致传输中断。而由于现有智能反射面反射元件的相位大小一般通过接收用户的需求固定设定，使得通过智能反射面传输的固定能量不能满足所有传输模式下的信号传输需求，影响用户端之间通信可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于智能反射面的通信方法、系统及装置，以解决现有技术中用户端之间通信的可靠性的缺陷。
根据第一方面，本发明实施例提供一种基于智能反射面的通信方法，应用于通信系统，所述通信系统包括信号发送端、智能反射面、第一用户端以及第二用户端，所述信号发送端将射频信号发送至智能反射面，所述智能反射面将所述射频信号反射至第一用户端，所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端，包括如下步骤：获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，所述状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开所述智能反射面时，与所述智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，所述最小中断概率根据所述第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；将确定的所述相位发送至所述智能反射面，使得所述智能反射面根据所述相位进行相位调整。
可选地，根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位之前，还包括：根据所述第一用户端的入射功率，确定所述第一用户端在任一传输模式下的能量捕获速率以及第二用户端的接收速率，所述传输模式包括后向散射和主动传输；根据预设传输规则以及所述第一用户端的能量捕获速率与所述第二用户端的接收速率，确定所述第一用户端到所述第二用户端在任一传输模式下的传输中断概率；根据任一传输模式下的传输中断概率确定总体传输中断概率；在所述总体传输中断概率最小约束条件下，确定对应的智能反射面相位。
可选地，根据任一传输模式下的传输中断概率确定总体传输中断概率，包括：
Figure BDA0002840089360000021
其中，O表示总体传输中断概率，B表示第一用户端选择后向散射的概率，OB表示后向散射模式下的传输中断概率，OH表示主动传输模式下的传输中断概率，PA表示主动传输下的功耗，PB表示后向散射的功耗，
Figure BDA0002840089360000022
η表示能量转换的功率所占的比例，β表示射频到直流的能量转换效率，Pl表示第一用户端接收到的入射信号的功率，PB E表示后向散射模式下第一用户端的能量捕获速率，PE H表示主动传输模式下第一用户端的能量捕获速率，
Figure BDA0002840089360000031
Figure BDA0002840089360000032
表示能量捕获的时间在该时隙的占比。
可选地，最小中断概率下对应的智能反射面相位由以下公式得到：
Figure BDA0002840089360000033
其中，
Figure BDA0002840089360000034
为确定的第m行、第n列反射元件的相位，m表示智能反射面的反射元件行数，n表示智能反射面的反射元件列数，
Figure BDA0002840089360000035
表示射频信号以水平角为
Figure BDA0002840089360000036
垂直角为
Figure BDA0002840089360000037
到达智能反射面，所述智能反射面上第m行第n列的反射元件的信号与相邻反射元件的射频信号之间的相移差，
Figure BDA0002840089360000038
表示射频信号以水平角为
Figure BDA0002840089360000039
垂直角为
Figure BDA00028400893600000310
从智能反射面反射出去，所述智能反射面上第m行第n列的反射元件的信号与相邻反射元件的射频信号之间的相移差，
Figure BDA00028400893600000311
其中，d为智能反射面上相邻两个反射元件之间的距离，λ为射频信号的波长。
可选地，所述预设传输规则，包括：当第一用户端接收到主动传输模式下的能量捕获速率大于或者等于主动传输模式进行通信的最小能量捕获速率且接收到的后向散射模式下的能量捕获速率大于或者等于后向散射模式进行通信的最小能量捕获速率时，则根据所述主动传输模式下第二用户端的接收速率以及所述后向散射模式下第二用户端的接收速率，确定信号传输模式。
可选地，主动传输模式的接收速率为：
Figure BDA00028400893600000312
其中，RH(Θ)表征主动传输模式的接收速率，
Figure BDA0002840089360000041
h(Θ)表示基站到第一用户端的等效信道衰落，
Figure BDA0002840089360000042
Φ(Θ)表示智能反射面在相移Θ下的响应，
Figure BDA0002840089360000043
表示莱斯因子，αiu表示智能反射面到第一用户端的衰落，αbi表示基站到智能反射面的衰落，
Figure BDA0002840089360000044
表示智能反射面到第一用户端视距链路成分，服从复数标准正态分布，
Figure BDA0002840089360000045
根据射频信号离开基站以及到达智能反射面所产生相移的响应确定，
Figure BDA0002840089360000046
表示主动传输模式下能量捕获的时间在对应时隙的占比，β表征后向散射模式中射频到直流的能量转换效率，PT表征基站的发射功率，
Figure BDA0002840089360000047
αuu表征第一用户端到第二用户端的路径损耗，
Figure BDA0002840089360000048
表征第一用户端到第二用户端的信道增益，δ表征第一用户端发射天线的后后向散射系数，PA表示主动传输模式下的电路功耗。
可选地，后向散射模式的接收速率为：
Figure BDA0002840089360000049
其中，RB(Θ)表征后向散射模式的接收速率，
Figure BDA00028400893600000410
h(Θ)表示基站到第一用户端的等效信道衰落，
Figure BDA00028400893600000411
Φ(Θ)表示智能反射面在相移Θ下的响应，
Figure BDA00028400893600000412
表示莱斯因子，αiu表示智能反射面到第一用户端的衰落，αbi表示基站到智能反射面的衰落，
Figure BDA00028400893600000413
表示智能反射面到第一用户端视距链路成分，服从复数标准正态分布，
Figure BDA00028400893600000414
根据射频信号离开基站以及到达智能反射面所产生相移的响应确定，δ表征第一用户端发射天线的后向散射系数，PT表征基站的发射功率，η表征后向散射模式下能量转换的功率所占的比例，
Figure BDA00028400893600000415
αuu表征第一用户端到第二用户端的路径损耗，
Figure BDA00028400893600000416
表征第一用户端到第二用户端的信道增益。
根据第二方面，本发明实施例提供一种基于智能反射面的通信系统，包括基站、智能反射面、第一用户端以及第二用户端；所述基站将射频信号发送至智能反射面；所述智能反射面将所述射频信号反射至第一用户端；所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端，所述第一用户端和所述第二用户端为无源终端；所述基站用于执行下述步骤：获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，所述状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开所述智能反射面时，与所述智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，所述最小中断概率根据所述第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；将确定的所述相位发送至所述智能反射面，使得所述智能反射面根据所述相位进行相位调整。
根据第三方面，本发明实施例提供一种基于智能反射面的通信装置，应用于通信系统，所述通信系统包括信号发送端、智能反射面、第一用户端以及第二用户端，所述信号发送端将射频信号发送至智能反射面，所述智能反射面将所述射频信号反射至第一用户端，所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端，包括：信息获取模块，用于获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，所述状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开所述智能反射面时，与所述智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；相位确定模块，用于根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，所述最小中断概率根据所述第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；通信模块，用于将确定的所述相位发送至所述智能反射面，使得所述智能反射面根据所述相位进行相位调整。
根据第四方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现下述步骤：获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，所述状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开所述智能反射面时，与所述智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，所述最小中断概率根据所述第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；将确定的所述相位发送至所述智能反射面，使得所述智能反射面根据所述相位进行相位调整。
本发明技术方案，具有如下优点：
本实施例提供的基于智能反射面的通信方法，根据智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定第一用户端传输射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，并将相位发送给智能反射面，使得智能反射面可以以最小中断概率的相位进行数据传输，显著减小了第一用户端传输给第二用户端时的能量中断概率，提高了用户端之间通信的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中基于智能反射面的通信方法的一个具体示例图；
图2为本发明实施例中基于智能反射面的通信系统的一个具体示例流程图；
图3为本发明实施例中基于智能反射面的通信装置的一个具体示例原理框图；
图4为本发明实施例中电子设备的一个具体示例的原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例提供一种基于智能反射面的通信方法，应用于通信系统，通信系统包括信号发送端、智能反射面、第一用户端以及第二用户端，信号发送端将射频信号发送至智能反射面，智能反射面将射频信号反射至第一用户端，第一用户端传输射频信号至第二用户端，第二用户端可以为多个，本实施例以基站作为信号发送端，一个第二用户端为例进行说明，如图1所示，包括如下步骤：
S101，获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开智能反射面时，与智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；
示例性地，智能反射面可以都以均匀矩形阵列的方式进行排列，相邻反射元件之间的距离可以通过用户预先确定得到，也可以是实时获取得到，本实施例对此不作限定，本领域技术人员可以根据需要确定。基站、智能反射面和第一用户端、第二用户端的位置都是固定的，因此射频信号从基站离开到达智能反射面，与智能反射面所在平面形成的水平角和垂直角，以及射频信号从智能反射面离开，发送至第一用户端时，与智能反射面所在的平面形成的水平角和垂直角可以是预先确定的。
S102，根据智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定第一用户端传输射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，最小中断概率根据第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；
示例性地，第一用户端传输射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位可以由以下公式得到：
Figure BDA0002840089360000081
其中，
Figure BDA0002840089360000082
为确定的第m行、第n列反射元件的相位，m＝1,…,Mi，Mi表示智能反射面的反射元件行数，n表示智能反射面的反射元件列数，
Figure BDA0002840089360000091
表示射频信号以水平角为
Figure BDA0002840089360000092
垂直角为
Figure BDA0002840089360000093
到达智能反射面，所述智能反射面上第m行第n列的反射元件的信号与相邻反射元件的射频信号之间的相移差，
Figure BDA0002840089360000094
Figure BDA0002840089360000095
表示射频信号以水平角为
Figure BDA0002840089360000096
垂直角为
Figure BDA0002840089360000097
从智能反射面反射出去，所述智能反射面上第m行第n列的反射元件的信号与相邻反射元件的射频信号之间的相移差，
Figure BDA0002840089360000098
Figure BDA0002840089360000099
其中，d为智能反射面上相邻两个反射元件之间的距离，λ为射频信号的波长。
以上公式的推导过程包括如下步骤：
首先，根据第一用户端的入射功率，确定第一用户端在任一传输模式下的能量捕获速率，传输模式包括后向散射和主动传输；
示例性地，第一步：确定第一用户端接收到的入射信号的入射功率。
第一用户端接收到的入射信号的入射功率表示为PI＝PT|h(Θ)wH|2，其中，PT表示基站的发射功率，h(Θ)＝hiuΦ(Θ)Hbi，表示基站信号到达第一用户端的等效信道，其中，hiu表示智能反射面到第一用户端之间的衰落，Φ(Θ)表示智能反射面在相移Θ下的响应，用对角矩阵的形式表示，Hbi表示基站到智能反射面的衰落。
上述公式的推导以及h(Θ)＝hiuΦ(Θ)Hbi中的对应变量的确定方式如下：
由于基站和智能反射面都远高于地面，基站与智能反射面之间没有丰富的散射分量，视距链路路径成分占绝对主导地位，因此，基站到智能反射满之间的信道是一条视距路径，定义为
Figure BDA00028400893600000910
并且，
Figure BDA00028400893600000911
其中αbi>0表示路径损耗，
Figure BDA00028400893600000912
表示标准化的视距链路路径成分。
智能反射面到第一用户端之间的信道服从莱斯衰落(Ricianfading)，定义为
Figure BDA0002840089360000101
具体地，
Figure BDA0002840089360000102
其中αiu>0表示路径损耗，
Figure BDA0002840089360000103
表示标准化的LoS成分并且其中每个元素为单位模量元素，
Figure BDA0002840089360000104
表示非视距链路路径上的衰落，并且服从复数标准正态分布，其中每个元素服从
Figure BDA0002840089360000105
Figure BDA0002840089360000106
表示莱斯因子。
第一用户端与第二用户端之间无阻挡，服从自由空间传播模型，信道模型表示为huu，具体有
Figure BDA0002840089360000107
其中αuu>0表示路径损耗，
Figure BDA0002840089360000108
表示第一用户端和第二用户端之间的信道增益。
根据智能反射面上的均匀矩形阵列(URA)对视距链路成分进行分析。用λ和d分别表示传输的射频信号的波长和均匀矩形阵列上每行每列两个相邻组件之间的距离。定义如下公式：
Figure BDA0002840089360000109
Figure BDA00028400893600001010
Figure BDA00028400893600001011
其中，rvec()表示将矩阵行向量化，η(x(h),x(v),m,n)表示水平角为x(h)，垂直角为x(v)的射频信号到达或者离开智能反射面的均匀矩形阵列时，该阵列上第m行第n列处的组件处的信号与相邻组件处的信号之间的相移差；A(x(h),x(v),M,N)表示水平角为x(h)，垂直角为x(v)的射频信号到达或者离开智能反射面的均匀矩形阵列时，该阵列对全部反射原件的相移产生影响的响应；a(x(h),x(v),M,N)表述将M行N列的矩阵A(x(h),x(v),M,N)转换为1行M乘N列的行向量。
Figure BDA00028400893600001012
可以表示为：
Figure BDA00028400893600001013
Figure BDA00028400893600001014
其中，
Figure BDA0002840089360000111
分别表示信号到达智能反射面的到达角(AoA)的水平角和垂直角，
Figure BDA0002840089360000112
表示从基站离开的信号的离开角(DoA)的水平角和垂直角，
Figure BDA0002840089360000113
表示从智能反射面离开的信号的离开角(DoA)的水平角和垂直角。
假设NLoS成分
Figure BDA0002840089360000114
顺势变换非常缓慢，基站可以通过标准的测量和评估技术获得固定的信号参数，即αbi,αiu,αuu,
Figure BDA0002840089360000115
这些参数在我们考虑的时间内是不变化的。
假设智能反射面的相移不改变，用Θ表示。
Figure BDA0002840089360000116
为了计算简单，再定义：
Figure BDA0002840089360000117
其中，diag(·)表示对角矩阵。
基站有Mb×Nb根天线，定义传输波束成形向量，
Figure BDA0002840089360000118
且|w|2＝1，为了增强用户接收信号的功率，基于等效信道的视距成分已知的信道状态信息，在基站处采用最大比传输(MRT)，支持视距链路的MRT的波束成形器可以表示为
Figure BDA0002840089360000119
基站信号到达第一用户端的等效信道可以表示为：
h(Θ)＝hiuΦ(Θ)Hbi
则有，
Figure BDA00028400893600001110
Figure BDA00028400893600001111
Figure BDA00028400893600001112
第二步：根据第一用户端接收到的入射信号的入射功率，确定第一用户端在任一传输模式下的能量捕获速率以及第二用户端的接收速率；
第一用户端从入射信号中捕获吸收能量，当能量到达阈值，第一用户端就可以进入激活状态，即进行主动传输或者后向散射。假设第一用户端在后向散射模式下和主动传输模式下的电路功耗分别为PB和PA。
在后向散射模式中，第一用户端将入射信号的部分功率进行射频信号到直流的转换，剩余的信号功率将携带着第一用户端调制的信息被反射给第二用户端。第一用户端的能量捕获速率(单位：Watt)可以表示为
Figure BDA0002840089360000121
其中η表示能量转换的功率所占的比例，可以根据实际需求调整，在0－1之间，β表示射频到直流的能量转换效率，由终端的实际硬件水平决定。
如果
Figure BDA0002840089360000122
第二用户端接收到的来自第一用户端的后向散射信号功率表示为
Figure BDA0002840089360000123
否则
Figure BDA0002840089360000124
这里0<≤1表示第一用户端发射天线的后向散射系数。在
Figure BDA0002840089360000125
情况下，第二用户端处信号的接收速率表示为，
Figure BDA0002840089360000126
Figure BDA0002840089360000127
其中，RB(Θ)表征后向散射模式的接收速率，g(Θ)是一个复数，由于的
Figure BDA0002840089360000128
随机性，RB(Θ)也是随机的，h(Θ)表示基站到第一用户端的等效信道衰落，
Figure BDA0002840089360000129
Φ(Θ)表示智能反射面在相移Θ下的响应，
Figure BDA00028400893600001210
表示莱斯因子，αiu表示智能反射面到第一用户端的衰落，αbi表示基站到智能反射面的衰落，
Figure BDA00028400893600001211
表示智能反射面到第一用户端视距链路成分，服从复数标准正态分布，
Figure BDA00028400893600001212
根据射频信号离开基站以及到达智能反射面所产生相移的响应确定，δ表征第一用户端发射天线的后向散射系数，PT表征基站的发射功率，η表征后向散射模式下能量转换的功率所占的比例，
Figure BDA00028400893600001213
αuu表征第一用户端到第二用户端的路径损耗，
Figure BDA00028400893600001214
表征第一用户端到第二用户端的信道增益。
在主动传输模式中，通信过程按照时隙划分。在每个时隙内，第一用户端先进行能量捕获，能量捕获的速率表示为
Figure BDA00028400893600001215
Figure BDA00028400893600001216
表示能量捕获的时间在该时隙的占比。如果能量捕获的速率足够启动电路进行主动传输，多余的能量将被储存起来，在该时隙剩余的时间内，第一用户端将会利用储存的能量进行主动传输，第一用户端主动传输的发射功率为
Figure BDA0002840089360000131
其中
Figure BDA0002840089360000132
第二用户端处信号的接收速率表示为：
Figure BDA0002840089360000133
其中，RH(Θ)表征主动传输模式的接收速率，类似于后向散射模式，RH(Θ)也具有随机性，
Figure BDA0002840089360000134
h(Θ)表示基站到第一用户端的等效信道衰落，
Figure BDA0002840089360000135
Φ(Θ)表示智能反射面在相移Θ下的响应，
Figure BDA0002840089360000136
表示莱斯因子，αiu表示智能反射面到第一用户端的衰落，αbi表示基站到智能反射面的衰落，
Figure BDA0002840089360000137
表示智能反射面到第一用户端视距链路成分，服从复数标准正态分布，
Figure BDA0002840089360000138
根据射频信号离开基站以及到达智能反射面所产生相移的响应确定，
Figure BDA0002840089360000139
表示主动传输模式下能量捕获的时间在对应时隙的占比，β表征后向散射模式中射频到直流的能量转换效率，PT表征基站的发射功率，
Figure BDA00028400893600001310
αuu表征第一用户端到第二用户端的路径损耗，
Figure BDA00028400893600001311
表征第一用户端到第二用户端的信道增益，δ表征第一用户端发射天线的后向散射系数，PA表示主动传输模式下的电路功耗。
其次，根据预设传输规则以及第一用户端的能量捕获速率与第二用户端的接收速率，确定第一用户端到所述第二用户端在任一传输模式下的传输中断概率，根据任一传输模式下的传输中断概率确定总体传输中断概率；
示例性地，预设传输规则可以是当
Figure BDA00028400893600001312
时，第一用户端只能选择后向散射模式，当
Figure BDA00028400893600001313
时，第一用户端只能选择主动传输模式，当
Figure BDA00028400893600001314
和
Figure BDA00028400893600001315
同时满足时，则根据主动传输模式下第二用户端的接收速率以及后向散射模式下第二用户端的接收速率，选取接收速率高的传输模式。根据第二用户端的接收速率，选取接收速率高的传输模式，有利于提高端到端通信的吞吐量。
根据预设传输规则以及第一用户端的能量捕获速率与第二用户端的接收速率，确定第一用户端到所述第二用户端在任一传输模式下的传输中断概率的方式可以是：
首先，确定第一用户端选择后向散射的概率以及主动传输的概率：
用符号
Figure BDA0002840089360000141
表示第一用户端选择后向散射模式的概率，公式为，
Figure BDA0002840089360000142
那么，主动传输的概率为1－B。
其次，根据任一传输模式下的传输中断概率确定总体传输中断概率。
当第一用户端捕获的能量不足以启动电路，就会发生传输能量中断，用OB和OH分别表示后向散射模式和主动传输模式下的传输能量中断概率，则整体的传输能量中断概率可以表示为，
Figure BDA0002840089360000143
其中，O表示总体传输中断概率，B表示第一用户端选择后向散射的概率，OB表示向散射模式下的传输中断概率，OH表示主动传输模式下的传输中断概率，PA表示主动传输下的功耗，PB表示后向散射的功耗，
Figure BDA0002840089360000144
η表示能量转换的功率所占的比例，β表示射频到直流的能量转换效率，PI表示第一用户端接收到的入射信号的功率，
Figure BDA0002840089360000145
表示后向散射模式下第一用户端的能量捕获速率，
Figure BDA0002840089360000151
表示主动传输模式下第一用户端的能量捕获速率，
Figure BDA0002840089360000152
Figure BDA0002840089360000153
表示能量捕获的时间在该时隙的占比。
然后，在所述总体传输中断概率最小约束条件下，确定对应的智能反射面相位。
示例性地，根据
Figure BDA0002840089360000154
和O的表达式可知，整体传输能量中断概率的求解等价于求解P(Θ)＝Pr[|g(Θ)|2<r]，r是一个常数。下面对P(Θ)的非卡方分布表达式进行分析。
定理1：概率P(Θ)＝Pr[|g(Θ)|2<r]的值可以由如下公式计算得到，
Figure BDA0002840089360000155
其中，
Figure BDA0002840089360000156
Figure BDA0002840089360000157
z＝r，
Figure BDA0002840089360000158
是下不完全伽马函数，Γ(k)＝(k-1)！是伽马函数。
证明：由公式(4)和(5)可得，
Figure BDA0002840089360000159
其中有
Figure BDA00028400893600001510
由于向量
Figure BDA00028400893600001511
的每个元素服从
Figure BDA00028400893600001512
分布，并且
Figure BDA00028400893600001513
都是常数，可以得到
Figure BDA00028400893600001514
Figure BDA00028400893600001515
和
Figure BDA00028400893600001516
表达式如下所示，
Figure BDA00028400893600001517
Figure BDA00028400893600001518
定义
Figure BDA00028400893600001519
可以得到
Figure BDA00028400893600001520
以及
Figure BDA0002840089360000161
进而得到
Figure BDA0002840089360000162
Figure BDA0002840089360000163
的累计分布函数的表达式为，
Figure BDA0002840089360000164
可得：
Figure BDA0002840089360000165
能量中断概率O的表达式可以写为：
Figure BDA0002840089360000166
从定理1得知，当
Figure BDA0002840089360000167
时，Θ的变化不影响P(Θ)，即此时相移调整无法降低传输能量中断概率，所以我们在
Figure BDA0002840089360000168
的情况下考虑最优化相移来降低系统能量传输中断概率。因此，最优化问题可以表示为：
Figure BDA0002840089360000169
定义
Figure BDA00028400893600001610
是问题(P1)的最优解。
定理2：对所有的m＝1,…,Mi,n＝1,…,Ni，
Figure BDA00028400893600001611
证明：由于F(∈；λ)随着λ的增大而减小，且P(Θ)与PL(Θ)成反比，因此O也和PL(Θ)成反比，问题(P1)等价于问题(P2)，
Figure BDA00028400893600001612
下面解决问题(P2)，有:
Figure BDA0002840089360000171
Figure BDA0002840089360000172
Figure BDA0002840089360000173
其中，等式(i)由公式(1)得到，等式(ii)由公式
Figure BDA0002840089360000174
得到，等式(iii)由公式
Figure BDA0002840089360000175
和三角不等式得到。当θm,n满足上述公式(6)，等号成立，由此可得总体传输中断概率最小约束条件下的智能反射面相位
Figure BDA0002840089360000176
由此可得：
Figure BDA0002840089360000177
调整得到最优相移，最低能量中断概率O*的表达式可以写为，
Figure BDA0002840089360000178
S103，将确定的相位发送至智能反射面，使得智能反射面根据相位进行相位调整。
本实施例提供的基于智能反射面的通信方法，根据智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定第一用户端传输射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，并将相位发送给智能反射面，使得智能反射面可以以最小中断概率的相位进行数据传输，显著减小了第一用户端传输给第二用户端时的能量中断概率，提高了用户端之间通信的可靠性。
本实施例提供一种基于智能反射面的通信系统，如图2所示，包括基站、智能反射面、第一用户端以及第二用户端；基站将射频信号发送至智能反射面；所述智能反射面将射频信号反射至第一用户端；所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端，所述第一用户端和所述第二用户端为无源终端，所述基站用于执行下述步骤：获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，所述状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开所述智能反射面时，与所述智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，所述最小中断概率根据所述第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；将确定的所述相位发送至所述智能反射面，使得所述智能反射面根据所述相位进行相位调整。
示例性地，第二用户端可以是多个，第一用户端以及第二用户端可以是无源终端，从而实现无源终端之间的通信，具体的使用场景可以是在可以是山区(容易有障碍物遮挡)，需要传感器监测信息，比如温度、湿度、风速等，如图2所示，本实施例中的第一用户端、第二用户端可以是各种无源传感器终端，放在不同的位置，用来感知环境中的信息，这些传感器都要通过后向散射或主动传输的传输方式，将信息发送给网关，网关是有源的，负责收集这些信息并进行分析计算，本使用场景仅为举例，并不以此限制本实施例，本领域技术人员可以根据需要确定其使用场景，具体基站执行的内容见上述实施例对应部分，在此不再赘述。
本实施例提供的基于智能反射面的通信系统，可以通过智能反射面对基站信号的反射，实现基站对信号遮挡区域的通信，同时，智能反射面可以根据第一用户端和第二用户端的传输情况，调整自身的相位，达到中断概率最小。
本实施例还提供一种基于智能反射面的通信装置，应用于通信系统，所述通信系统包括信号发送端、智能反射面、第一用户端以及第二用户端，所述信号发送端将射频信号发送至智能反射面，所述智能反射面将所述射频信号反射至第一用户端，所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端，如图3所示，包括：
信息获取模块201，用于获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，所述状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开所述智能反射面时，与所述智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
相位确定模块202，用于根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，所述最小中断概率根据所述第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
通信模块203，用于将确定的所述相位发送至所述智能反射面，使得所述智能反射面根据所述相位进行相位调整。具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
作为本实施例一种可选地实施方式，相位确定模块202，包括：
捕获速率确定模块，用于根据所述第一用户端的入射功率，确定所述第一用户端在任一传输模式下的能量捕获速率，所述传输模式包括后向散射和主动传输；具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
部分中断概率确定模块，用于根据预设传输规则以及所述第一用户端的能量捕获速率与所述第二用户端的接收速率，确定所述第一用户端到所述第二用户端在任一传输模式下的传输中断概率；具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
总体中断概率确定模块，用于根据任一传输模式下的传输中断概率确定总体传输中断概率；具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
相位确定子模块，用于在所述总体传输中断概率最小约束条件下，确定对应的智能反射面相位。具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
作为本实施例一种可选的实施方式，总体中断概率确定模块，执行包括：
Figure BDA0002840089360000201
其中，O表示总体传输中断概率，B表示第一用户端选择后向散射的概率，OB表示向散射模式下的传输中断概率，OH表示主动传输模式下的传输中断概率，PA表示主动传输下的功耗，PB表示后向散射的功耗，
Figure BDA0002840089360000202
η表示能量转换的功率所占的比例，β表示射频到直流的能量转换效率，Pl表示第一用户端接收到的入射信号的功率，PB E表示后向散射模式下第一用户端的能量捕获速率，PE H表示主动传输模式下第一用户端的能量捕获速率，
Figure BDA0002840089360000203
Figure BDA0002840089360000204
表示能量捕获的时间在该时隙的占比。具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
作为本实施例一种可选的实施方式，相位确定模块202执行：
Figure BDA0002840089360000205
其中，
Figure BDA0002840089360000206
为确定的第m行、第n列反射元件的相位，m＝1,…,Mi，Mi表示智能反射面的反射元件行数，n表示智能反射面的反射元件列数，
Figure BDA0002840089360000207
表示射频信号以水平角为
Figure BDA0002840089360000208
垂直角为
Figure BDA0002840089360000209
到达智能反射面，所述智能反射面上第m行第n列的反射元件的信号与相邻反射元件的射频信号之间的相移差，
Figure BDA00028400893600002010
Figure BDA00028400893600002011
表示射频信号以水平角为
Figure BDA00028400893600002012
垂直角为
Figure BDA00028400893600002013
从智能反射面反射出去，所述智能反射面上第m行第n列的反射元件的信号与相邻反射元件的射频信号之间的相移差，
Figure BDA0002840089360000211
Figure BDA0002840089360000212
其中，d为智能反射面上相邻两个反射元件之间的距离，λ为射频信号的波长。具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
作为本实施例一种可选的实施方式，包括：预设规则确定模块，用于当第一用户端接收到主动传输模式下的能量捕获速率大于或者等于主动传输模式进行通信的最小能量捕获速率且接收到的后向散射模式下的能量捕获速率大于或者等于后向散射模式进行通信的最小能量捕获速率时，则根据所述主动传输模式下第二用户端的接收速率以及所述后向散射模式下第二用户端的接收速率，确定信号传输模式。具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
作为本实施例一种可选的实施方式，预设规则确定模块包括：
主动传输模式的接收速率确定模块，用于执行：
Figure BDA0002840089360000213
其中，RH(Θ)表征主动传输模式的接收速率，
Figure BDA0002840089360000214
h(Θ)表示基站到第一用户端的等效信道衰落，
Figure BDA0002840089360000215
Φ(Θ)表示智能反射面在相移Θ下的响应，
Figure BDA0002840089360000216
表示莱斯因子，αiu表示智能反射面到第一用户端的衰落，αbi表示基站到智能反射面的衰落，
Figure BDA0002840089360000217
表示智能反射面到第一用户端视距链路成分，服从复数标准正态分布，
Figure BDA0002840089360000218
根据射频信号离开基站以及到达智能反射面所产生相移的响应确定，
Figure BDA0002840089360000219
表示主动传输模式下能量捕获的时间在对应时隙的占比，β表征后向散射模式中射频到直流的能量转换效率，PT表征基站的发射功率，
Figure BDA00028400893600002110
αuu表征第一用户端到第二用户端的路径损耗，
Figure BDA00028400893600002111
表征第一用户端到第二用户端的信道增益，δ表征第一用户端发射天线的后向散射系数。具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
作为本实施例一种可选的实施方式，预设规则确定模块包括：
后向散射模式的接收速率确定模块，用于执行：
Figure BDA0002840089360000221
其中，RB(Θ)表征后向散射模式的接收速率，
Figure BDA0002840089360000222
h(Θ)表示基站到第一用户端的等效信道衰落，
Figure BDA0002840089360000223
Φ(Θ)表示智能反射面在相移Θ下的响应，
Figure BDA0002840089360000224
表示莱斯因子，αiu表示智能反射面到第一用户端的衰落，αbi表示基站到智能反射面的衰落，
Figure BDA0002840089360000225
表示智能反射面到第一用户端视距链路成分，服从复数标准正态分布，
Figure BDA0002840089360000226
根据射频信号离开基站以及到达智能反射面所产生相移的响应确定，δ表征第一用户端发射天线的后向散射系数，PT表征基站的发射功率，η表征后向散射模式下能量转换的功率所占的比例，
Figure BDA0002840089360000227
αuu表征第一用户端到第二用户端的路径损耗，
Figure BDA0002840089360000228
表征第一用户端到第二用户端的信道增益。具体内容参见上述方法实施例对应部分，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种电子设备，如图4所示，处理器310和存储器320，其中处理器310和存储器320可以通过总线或者其他方式连接。
处理器310可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器310还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器320作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的基于智能反射面的通信方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理。
存储器320可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器320可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器320中，当被所述处理器310执行时，执行如图1所示实施例中的基于智能反射面的通信方法。
上述电子设备的具体细节可以对应参阅图1所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中基于智能反射面的通信方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于智能反射面的通信方法，其特征在于，应用于通信系统，所述通信系统包括信号发送端、智能反射面、第一用户端以及第二用户端，所述信号发送端将射频信号发送至智能反射面，所述智能反射面将所述射频信号反射至第一用户端，所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端，包括如下步骤：
获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，所述状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开所述智能反射面时，与所述智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；
根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，所述最小中断概率根据所述第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；
将确定的所述相位发送至所述智能反射面，使得所述智能反射面根据所述相位进行相位调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位之前，所述方法还包括：
根据所述第一用户端的入射功率，确定所述第一用户端在任一传输模式下的能量捕获速率以及所述第二用户端的接收速率，所述传输模式包括后向散射和主动传输；
根据预设传输规则以及所述第一用户端的能量捕获速率与所述第二用户端的接收速率，确定所述第一用户端到所述第二用户端在任一传输模式下的传输中断概率；
根据任一传输模式下的传输中断概率确定总体传输中断概率；
在所述总体传输中断概率最小约束条件下，确定对应的智能反射面相位。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据任一传输模式下的传输中断概率确定总体传输中断概率，包括：
Figure FDA0003636025210000021
其中，O表示总体传输中断概率，B表示第一用户端选择后向散射的概率，OB表示后向散射模式下的传输中断概率，OH表示主动传输模式下的传输中断概率，Pr[]表示[]内事件发生的概率，PA表示主动传输下的功耗，PB表示后向散射的功耗，
Figure FDA0003636025210000022
η表示能量转换的功率所占的比例，β表示射频到直流的能量转换效率，PI表示第一用户端接收到的入射信号的功率，PE B表示后向散射模式下第一用户端的能量捕获速率，PE H表示主动传输模式下第一用户端的能量捕获速率，
Figure FDA0003636025210000023
Figure FDA0003636025210000024
表示能量捕获的时间在对应时隙的占比。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，最小中断概率下对应的智能反射面相位由以下公式得到：
Figure FDA0003636025210000031
其中，
Figure FDA0003636025210000032
为确定的第m行、第n列反射元件的相位，m表示智能反射面的反射元件行数，n表示智能反射面的反射元件列数，
Figure FDA0003636025210000033
表示射频信号以水平角为
Figure FDA0003636025210000034
垂直角为
Figure FDA0003636025210000035
到达智能反射面，所述智能反射面上第m行第n列的反射元件的信号与相邻反射元件的射频信号之间的相移差，
Figure FDA0003636025210000036
Figure FDA0003636025210000037
表示射频信号以水平角为
Figure FDA0003636025210000038
垂直角为
Figure FDA0003636025210000039
从智能反射面反射出去，所述智能反射面上第m行第n列的反射元件的信号与相邻反射元件的射频信号之间的相移差，
Figure FDA00036360252100000310
Figure FDA00036360252100000311
其中，d为智能反射面上相邻两个反射元件之间的距离，λ为射频信号的波长。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设传输规则，包括：
当第一用户端接收到主动传输模式下的能量捕获速率大于或者等于主动传输模式下进行通信的最小能量捕获速率且接收到的后向散射模式下的能量捕获速率大于或者等于后向散射模式下进行通信的最小能量捕获速率时，则根据所述主动传输模式下第二用户端的接收速率以及所述后向散射模式下第二用户端的接收速率，确定信号传输模式。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，主动传输模式下第二用户端的接收速率为：
Figure FDA0003636025210000041
其中，RH(Θ)表征主动传输模式下第二用户端的接收速率，
Figure FDA0003636025210000042
h(Θ)表示基站到第一用户端的等效信道衰落，
Figure FDA0003636025210000043
中上标H表示对
Figure FDA0003636025210000044
进行共轭转置，
Figure FDA0003636025210000045
Figure FDA0003636025210000046
Φ(Θ)表示智能反射面在相移Θ下的响应，
Figure FDA0003636025210000047
表示莱斯因子，αiu表示智能反射面到第一用户端的衰落，αbi表示基站到智能反射面的衰落，
Figure FDA0003636025210000048
表示智能反射面到第一用户端视距链路成分，服从复数标准正态分布，
Figure FDA0003636025210000049
根据射频信号离开基站以及到达智能反射面所产生相移的响应确定，
Figure FDA00036360252100000410
表示主动传输模式下能量捕获的时间在对应时隙的占比，β表征射频到直流的能量转换效率，PT表征基站的发射功率，
Figure FDA00036360252100000411
αuu表征第一用户端到第二用户端的路径损耗，
Figure FDA00036360252100000412
表征第一用户端到第二用户端的信道增益，PA表示主动传输模式下的电路功耗，σ2表示加性高斯白噪声功率。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，后向散射模式下第二用户端的接收速率为：
Figure FDA00036360252100000413
其中，RB(Θ)表征后向散射模式下第二用户端的接收速率，
Figure FDA0003636025210000051
h(Θ)表示基站到第一用户端的等效信道衰落，
Figure FDA0003636025210000052
中上标H表示对
Figure FDA0003636025210000053
进行共轭转置，
Figure FDA0003636025210000054
Figure FDA0003636025210000055
Φ(Θ)表示智能反射面在相移Θ下的响应，
Figure FDA0003636025210000056
表示莱斯因子，αiu表示智能反射面到第一用户端的衰落，αbi表示基站到智能反射面的衰落，
Figure FDA0003636025210000057
表示智能反射面到第一用户端视距链路成分，服从复数标准正态分布，
Figure FDA0003636025210000058
根据射频信号离开基站以及到达智能反射面所产生相移的响应确定，δ表征第一用户端发射天线的后向散射系数，PT表征基站的发射功率，η表征后向散射模式下能量转换的功率所占的比例，
Figure FDA0003636025210000059
αuu表征第一用户端到第二用户端的路径损耗，
Figure FDA00036360252100000510
表征第一用户端到第二用户端的信道增益，σ2表示加性高斯白噪声功率。
8.一种基于智能反射面的通信系统，其特征在于，包括基站、智能反射面、第一用户端以及第二用户端；
所述基站将射频信号发送至智能反射面；
所述智能反射面将所述射频信号反射至第一用户端；
所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端，所述第一用户端和所述第二用户端为无源终端；
所述基站用于执行下述步骤：
获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，所述状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开所述智能反射面时，与所述智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；
根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，所述最小中断概率根据所述第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；
将确定的所述相位发送至所述智能反射面，使得所述智能反射面根据所述相位进行相位调整。
9.一种基于智能反射面的通信装置，其特征在于，应用于通信系统，所述通信系统包括信号发送端、智能反射面、第一用户端以及第二用户端，所述信号发送端将射频信号发送至智能反射面，所述智能反射面将所述射频信号反射至第一用户端，所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端，包括：
信息获取模块，用于获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，所述状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开所述智能反射面时，与所述智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；
相位确定模块，用于根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定所述第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，所述最小中断概率根据所述第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；
通信模块，用于将确定的所述相位发送至所述智能反射面，使得所述智能反射面根据所述相位进行相位调整。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现下述步骤：
获取智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，所述状态信息包括；射频信号的波长、射频信号达到以及离开所述智能反射面时，与所述智能反射面所在平面形成的水平角以及垂直角；
根据所述智能反射面中相邻反射元件之间的距离以及待发送射频信号的状态信息，确定第一用户端传输所述射频信号至第二用户端时，最小中断概率下对应的智能反射面相位，所述最小中断概率根据所述第一用户端与所述第二用户端之间的信号传输模式确定；
将确定的所述相位发送至所述智能反射面，使得所述智能反射面根据所述相位进行相位调整。
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