CN113746515B - 应用电磁超表面阵列的数据发送方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种应用电磁超表面阵列的数据发送方法、装置及系统，该方法包括：获取第一待发送数据，获取到第一待发送数据之后，根据该第一待发送数据的星座信息以及星座信息与子阵列的映射关系，确定用于发送该第一待发送数据的第一目标子阵列，其中，该第一目标子阵列为电磁超表面阵列的子阵列，该第一目标子阵列包含预设数量的阵列单元。在确定出第一目标子阵列后，控制第一目标子阵列对到达第一目标子阵列的入射载波信号按照星座信息进行幅度和相位调制，并由第一目标子阵列发送调制后的第一待发送数据对应的载波信号。该方式在实现幅度和相位同时调制的同时还可以避免出现带外干扰的问题，保证数据传输质量和数据接收不受影响。

Description

应用电磁超表面阵列的数据发送方法、装置及系统
技术领域
本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种应用电磁超表面阵列的数据发送方法、装置及系统。
背景技术
传统的基站可以配置多输入多输出(multiple-input multiple-output)发射机，发射机的每个天线单元或虚拟天线单元阵列均对应有独立的射频通道。虽然这种发射机具有能够实现多用户多流同时传输、有效抑制多用户多小区间干扰等优势，但同时，这种发射机的硬件结构复杂、有源天线数量庞大、射频电路数量多，这样的硬件结构带来了系统能量转化效率低、能耗巨大的问题，成为当前第五代移动通信技术(5th generation mobilenetworks，5G)以及未来移动通信技术的重大挑战。而随着电磁超表面阵列技术的不断研究，利用电磁超表面阵列来设计发射机，以简化发射机的结构以及提高发射机的效率，正在成为研究的热点。电磁超表面阵列是一种复合材料，由一系列亚波长尺寸的人造单元结构组合而成，这些单元以特定的方式与电磁波相互作用，具有与不同于天然材料的独特电磁性质，可以产生诸如负折射、完美透镜以及电磁隐身等物理现象，从而实现信号的反射和发送。
现有技术中，提供了一种基于电磁超表面阵列的发射机，由发射机中的发射信号源发出载波信号并打在电磁超表面阵列上，同时，发射机对基带数据流按照星座映射关系得到数据流的符号的相位信息，并按照相位信息对电磁超表面阵列的阵列单元的等效电路阻抗进行动态调整，进而对入射载波信号的相位调制并进行反射和发送。
但是，现有技术的方法在进行入射载波信号的幅度和相位同时调制时，会产生严重的带外干扰问题，进而影响数据的传输质量和数据的接收方式。
发明内容
本申请实施例提供一种应用电磁超表面阵列的数据发送方法、装置及系统，用于解决现有技术中利用谐波同时调制幅度和相位所导致的带外干扰严重的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种应用电磁超表面阵列的数据发送方法，该方法包括：
获取第一待发送数据，获取到第一待发送数据之后，根据该第一待发送数据的星座信息以及星座信息与子阵列的映射关系，确定用于发送该第一待发送数据的第一目标子阵列，其中，该第一目标子阵列为电磁超表面阵列的子阵列，该第一目标子阵列包含预设数量的阵列单元。在确定出第一目标子阵列后，控制第一目标子阵列对到达第一目标子阵列的入射载波信号按照星座信息进行幅度和相位调制，并由第一目标子阵列发送调制后的第一待发送数据对应的载波信号。
在该方法中，基于第一待发送数据的星座信息以及星座信息与子阵列的映射关系，可以确定出用于发送该第一待发送数据的第一目标子阵列，由于子阵列所包含的阵列单元数量不同，能够实现的调制的幅度不同，因此，通过选择与星座信息对应的包含特定阵列单元数量的子阵列，可以实现对于入射载波信号的幅度调制，同时，基于星座信息还可以控制第一目标子阵列中所有阵列单元对入射载波信号的相同相位调制，从而实现对于入射载波信号的幅度和相位的同时调整，该方式无需基于谐波处理，因此，不会产生带外谐波，因此该方式在实现幅度和相位同时调制的同时还可以避免出现带外干扰的问题，保证数据传输质量和数据接收不受影响。另外，本实施例的发射机中，电磁超表面阵列不主动发射信号，而是仅对入射载波信号进行调制，因此发射机的功耗极低。同时，该发射机利用了基带输出的信息直接调制入射载波信号，而不需要使用任何有源射频电路，因此，需要的有源射频器件少，发射机结构简单，极大地避免了有源器件的功率损耗和转换效率低的问题。
在一种可能的设计中，上述星座信息与子阵列的映射关系用于指示目标数据的星座信息与发送该目标数据的目标子阵列的阵列单元数量的对应关系。
通过建立星座信息与子阵列的阵列单元数量的对应关系，在需要进行数据传输时，可以根据映射表的方式快速确定该星座点对应的调制子阵列大小，实现星座点对应信息的调制。
在一种可能的设计中，目标子阵列的阵列单元数量根据目标数据在星座图中的幅度、目标数据的星座图中的最大幅度以及电磁超表面阵列的阵列单元数量得到。
通过这种方式确定的调制子阵可以准确的实现给定调制方式下所有对应星座点的信息的调制和发送。
在一种可能的设计中，上述目标子阵列的各阵列单元为连续分布，或者，上述目标子阵列的各阵列单元为离散分布。
通过将目标子阵列的各阵列单元连续分布，可使用较少的控制参数来实现所需调制子阵列的选择，降低处理的复杂度。通过将目标子阵列的各阵列单元离散分布，可以灵活利用超表面所有单元，增强了超表面阵列性能的鲁棒性。
在一种可能的设计中，若存在与所述第一待发送数据同时发送的第二待发送数据，则可以控制第二目标子阵列对到达所述第二目标子阵列的入射载波信号按照所述第二待发送数据的星座信息进行幅度和相位调制，并由所述第二目标子阵列发送调制后的所述第二待发送数据对应的载波信号。
其中，所述第二目标子阵列的阵列单元与所述第一目标子阵列的阵列单元不重叠。
在一种可能的设计中，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为同一设备，且所述第一待发送数据的调制方式与所述第二待发送数据的调制方式相同，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量相同。
通过为发送给同一设备并且调制方式相同的两个数据分配大小相同且不重叠的目标子阵列，可以实现单用户双流的同时传输，提高了系统对用户传输的频谱效率或传输速率
在该可能的设计中，第一目标子阵列在电磁超表面阵列中的位置与第二目标子阵列在电磁超表面阵列中的位置对称。
在一种可能的设计中，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为同一设备，且所述第一待发送数据的调制方式与所述第二待发送数据的调制方式不同，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
通过为发送给同一设备并且调制方式不同的两个数据分配大小不同且不重叠的目标子阵列，可以实现对同一用户多业务的高效传输，满足多种业务对传输指标的要求。
在一种可能的设计中，若所述第一待发送数据的调制阶数高于所述第二待发送数据的调制阶数，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量大于所述第二目标子阵列的阵列单元数量。
在一种可能的设计中，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为不同设备，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
通过为发送至不同接收设备的数据分配不同阵列单元数量不同的子阵列，能够实现电磁超表面可利用资源的最优分配，可最大化系统的和速率。
在一种可能的设计中，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为不同设备，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量相同。
第一目标子阵列的阵列单元数量与第二目标子阵列的阵列单元数量相同，这种方式的实现简单，能够降低系统的处理复杂度。
在一种可能的设计中，在控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号按照所述星座信息进行幅度和相位调制时，可以控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号，按照所述星座信息以及所述第一待发送数据的波束赋形信息进行幅度和相位调制。
通过波束赋型，可以汇聚电磁超表面反射的信号能量，增强用户的等效信道质量，提高用户的数据传输速率和系统的传输效率，同时抑制多用户间的信号干扰。
在该可能的设计中，可以按照如下过程进行幅度和相位调制：
根据所述星座信息所指示的相位信息以及所述第一待发送数据的所述波束赋形信息，生成相位控制参数；使用所述相位控制参数控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行相位调制；控制所述第一目标子阵列基于所述第一目标子阵列中的每个阵列单元的反射系数幅度，对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行幅度调制。
在该可能的设计中，所述根据所述星座信息所指示的相位信息以及所述第一待发送数据的波束赋形信息，生成相位控制参数，包括：
根据所述星座信息所指示的相位信息，生成第一控制参数；根据所述第一待发送数据的波束赋形信息，生成第二控制参数；将所述第一控制参数和所述第二控制参数相加，得到所述相位控制参数。
在该可能的设计中，所述根据所述星座信息所指示的相位信息，生成第一控制参数，包括：
根据所述星座信息所指示的相位信息以及预设的相位与控制参数的映射关系，生成所述第一控制参数。
在该可能的设计中，所述使用所述相位控制参数控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行相位调制，包括：
对所述相位控制参数进行数模转换，得到相位控制信号；将所述相位控制信号输入所述第一目标子阵列，由所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号按照所述相位控制信号进行相位调制。
在一种可能的设计中，还可以根据第一系统参数，确定所述电磁超表面阵列中的可用阵列。
其中，上述第一系统参数包括如下至少一项：所述电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、所述电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离。
可用阵列中所有阵列单元对入射电磁波具有相近的处理能力，因此可以在可用阵列中通过子阵列的划分实现相应的幅度调制；同时，结合阵列单元或子阵列的相位调制，实现对入射电子波的幅度和相位调制，提高系统的传输效率。
在一种可能的设计中，所述第一目标子阵列为所述可用阵列的子阵列。
在一种可能的设计中，若第二子阵列的阵列单元数量大于第一子阵列的阵列单元数量，则所述第二子阵列包含所述第一子阵列的所有阵列单元。
其中，上述第二子阵列和上述第一子阵列均为上述可用阵列的子阵列。
在一种可能的设计中，还可以调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
在该可能的设计中，可以通过如下任意一种方式调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
根据第二系统参数，调整所述星座信息与子阵列的映射关系，所述第二系统参数包括如下至少一项：所述电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、所述电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离。或者，接收指示信息，所述指示信息用于指示所述星座信息与子阵列的映射关系。或者，根据参考信号的空口测量信息，调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
在一种可能的设计中，还可以通过发送参考信号确定所述电磁超表面阵列的状态信息。
首先，发送参考信号，该参考信号由电磁超表面阵列基于参考数据对入射载波信号进行相位和幅度调整后得到。其次，根据上述参考信号，确定电磁超表面阵列的状态信息，状态信息用于表征所述电磁超表面阵列的硬件参数。
在该可能的设计中，可以使用下行控制信道发送上述参考信号。
在该可能的设计中，可以通过如下任意一种方式确定电磁超表面阵列的状态信息。
根据所述参考信号的空口测量信息，确定所述电磁超表面阵列的状态信息。或者，根据所述参考信号的响应信号，确定所述电磁超表面阵列的状态信息。
通过发送参考信号确定所述电磁超表面阵列的状态信息，可以减少下行控制信道的资源的额外开销，另外，控制信道可独立完成发射机的参数的初始化和更新的任务，实现效率高，同时，发送参考信号的感知信道还可以用于支持更低时延或确定时延要求的业务需求。
第二方面，本申请实施例提供一种应用电磁超表面阵列的数据发送装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取第一待发送数据。
处理模块，用于根据所述第一待发送数据的星座信息以及星座信息与子阵列的映射关系，确定用于发送所述第一待发送数据的第一目标子阵列，所述第一目标子阵列为所述电磁超表面阵列的子阵列，所述第一目标子阵列包含预设数量的阵列单元；以及，控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号按照所述星座信息进行幅度和相位调制；
输出模块，用于输出调制后的所述第一待发送数据对应的载波信号。
在一种可能的设计中，所述星座信息与子阵列的映射关系用于指示目标数据的星座信息与发送所述目标数据的目标子阵列的阵列单元数量的对应关系。
在一种可能的设计中，目标子阵列的阵列单元数量根据目标数据在星座图中的幅度、目标数据的星座图中的最大幅度以及所述电磁超表面阵列的阵列单元数量得到。
在一种可能的设计中，所述目标子阵列的各阵列单元为连续分布，或者，所述目标子阵列的各阵列单元为离散分布。
在一种可能的设计中，所述处理模块还用于：
若存在与所述第一待发送数据同时发送的第二待发送数据，则控制第二目标子阵列对到达所述第二目标子阵列的入射载波信号按照所述第二待发送数据的星座信息进行幅度和相位调制；所述输出模块还用于：输出调制后的所述第二待发送数据对应的载波信号。
其中，所述第二目标子阵列的阵列单元与所述第一目标子阵列的阵列单元不重叠。
在一种可能的设计中，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为同一设备，且所述第一待发送数据的调制方式与所述第二待发送数据的调制方式相同，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量相同。
若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为同一设备，且所述第一待发送数据的调制方式与所述第二待发送数据的调制方式不同，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
在一种可能的设计中，若所述第一待发送数据的调制阶数高于所述第二待发送数据的调制阶数，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量大于所述第二目标子阵列的阵列单元数量。
在一种可能的设计中，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为不同设备，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
在一种可能的设计中，所述处理模块具体用于：
控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号，按照所述星座信息以及所述第一待发送数据的波束赋形信息进行幅度和相位调制。
在一种可能的设计中，所述处理模块具体用于：
根据所述星座信息所指示的相位信息以及所述第一待发送数据的所述波束赋形信息，生成相位控制参数；以及，使用所述相位控制参数控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行相位调制；以及，控制所述第一目标子阵列基于所述第一目标子阵列中的每个阵列单元的反射系数幅度，对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行幅度调制。
在一种可能的设计中，所述处理模块具体用于：
根据所述星座信息所指示的相位信息，生成第一控制参数；以及，根据所述第一待发送数据的波束赋形信息，生成第二控制参数；以及，将所述第一控制参数和所述第二控制参数相加，得到所述相位控制参数。
在一种可能的设计中，所述处理模块具体用于：
根据所述星座信息所指示的相位信息以及预设的相位与控制参数的映射关系，生成所述第一控制参数。
在一种可能的设计中，所述处理模块具体用于：
对所述相位控制参数进行数模转换，得到相位控制信号；以及，将所述相位控制信号输入所述第一目标子阵列，由所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号按照所述相位控制信号进行相位调制。
在一种可能的设计中，所述处理模块还用于：
根据第一系统参数，确定所述电磁超表面阵列中的可用阵列，所述第一系统参数包括如下至少一项：所述电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、所述电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离。
在一种可能的设计中，所述第一目标子阵列为所述可用阵列的子阵列。
在一种可能的设计中，若第二子阵列的阵列单元数量大于第一子阵列的阵列单元数量，则所述第二子阵列包含所述第一子阵列的所有阵列单元，其中，所述第二子阵列和所述第一子阵列均为所述可用阵列的子阵列。
在一种可能的设计中，所述处理模块还用于：
调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
在一种可能的设计中，所述处理模块具体用于：
根据第二系统参数，调整所述星座信息与子阵列的映射关系，所述第二系统参数包括如下至少一项：所述电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、所述电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离；或者，接收指示信息，所述指示信息用于指示所述星座信息与子阵列的映射关系；或者，根据参考信号的空口测量信息，调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
第三方面，本申请实施例提供一种通信装置，包括处理器，所述处理器与存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述通信装置执行如上述第一方面所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，实现如上述第一方面所述的方法。
第五方面，本申请实施例提供一种通信系统，包括上述第三方面所述的通信装置。
第六方面，本申请实施例提供一种芯片，包括通信接口和集成电路，所述集成电路用于根据如上述第一方面中所述的方法处理通过所述通信接口获取到的所述第一待发送数据，获得所述调制后的所述第一待发送数据对应的载波信号并通过所述通信接口输出。
第七方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码被计算机执行时，使得所述计算机执行上述第一方面所述的方法。
附图说明
图1为现有技术中基于电磁超表面阵列的发射机的系统示意图；
图2为本申请实施例的一种示例性的场景示意图；
图3为本申请实施例的一种示例性的系统架构图；
图4为本申请实施例的另一种示例性的系统架构图；
图5为本申请实施例提供的应用电磁超表面阵列的数据发送方法的流程示意图；
图6为16QAM的星座图；
图7为对第一待发送数据处理以及发送的交互示意图；
图8为目标子阵列包括160个阵列单元时的一种分布示例图；
图9为目标子阵列包括160个阵列单元时的另一种分布示例图；
图10为目标子阵列包括358个阵列单元时的一种分布示例图；
图11为目标子阵列包括358个阵列单元时的另一种分布示例图；
图12为目标子阵列包括160个阵列单元时的一种离散分布示例图；
图13为16QAM的完全重叠分布方式的示例图；
图14为两个数据均使用16QAM时的目标子阵列分布方式示例图；
图15为两个数据使用不同调制方式时的目标子阵列分布方式示例图；
图16为多流传输时存在可靠性要求高的数据时的子阵列分布示例图；
图17为按照星座信息以及第一待发送数据的波束赋形信息进行幅度和相位调制的流程示意图；
图18为结合波束赋形信息对第一待发送数据处理以及发送的交互示意图；
图19为发射机根据第一系统参数选择可用阵列的示例图；
图20为使用下行控制信道发送参考信号的示意图；
图21为感知信道一种示例性结构示意图；
图22为本申请实施例提供的一种应用电磁超表面阵列的数据发送装置的模块结构图；
图23为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
具体实施方式
图1为现有技术中基于电磁超表面阵列的发射机的系统示意图，如图1所示，由发射机中的发射信号源发出单音信号，单音信号通过功率放大器(power amplifier，PA)放大再耦合到馈源天线上发出，作为被调制的载波信号(入射电磁波)打在电磁超表面阵列上。同时，基带数据流首先根据系统配置的传输方案进行分组。示例性的，数据流为0010101101，调制方式为正交相移键控(quadrature phase shift keying，QPSK)调制方式，则输入流数据按照顺序每两个比特组成为一个符号，进而，基于QPSK调制方式的星座映射关系得出每个符号对应的相位信息。得到基带数据流的信号的相位信息后，按照阵列单元反射系数相位与控制电压的关系，将相位信息映射为控制电压，再通过数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)控制电磁超表面阵列的阵列单元变容二极管，实现对等效电路阻抗的动态调整，进而对入射载波信号的相位进行调制并进行反射和发送反射电磁波。
其中，针对电磁超表面阵列中的所有阵列单元，通过控制阵列单元变容二极管的电容值可以改变阵列单元的等效阻抗Z1，则入射电磁波经过该阵列单元时的反射系数Γ可以通过如下公式(1)表示。
Figure BDA0002516898220000071
其中，Z0为空气阻抗，为常数，通过调整阵列单元的等效阻抗Z1，可以控制反射电磁波的幅度和相位，其中，A为反射系数Γ的幅度，
Figure BDA0002516898220000072
为反射系数Γ的相位。
假设入射电磁波为S，反射电磁波为R，则通过上述公式(1)计算阵列单元的反射系数Γ后，可以通过下述公式(2)计算出反射电磁波。
R＝ΓS (2)
对于00时刻发送的符号，假设基于上述的星座映射关系得到的其对应的相位信息为
Figure BDA0002516898220000074
则反射该符号的发射电磁波R、阵列单元反射系数Γ和入射电磁波S的关系如下述公式(3)所示。
Figure BDA0002516898220000073
其中，A0为恒值，因此，由电磁超表面阵列反射出的反射电磁波是已对于入射电磁波完成相位调制的信号。
在上述图1所示的发射机中，如果在一个发射符号周期内保持阵列单元反射系数不变，则可以如上述公式(3)所述的，仅能够对入射电磁波进行相位调制，并且，针对电磁超表面阵列中的所有阵列单元，均使用相同的相位。这种方式无法对入射电磁波进行幅度调制，因此，会导致发射机的传输效率或速率受到影响。为了实现对入射电磁波的幅度和相位的同时调制，现有技术针对所有的阵列单元，通过在一个符号周期内对相位进行线性变化，以使得入射电磁波产生多次谐波，进而可以在对应的谐波上进行幅度和相位调制。由于谐波在入射电磁波的工作频点之外，因此，在谐波上对入射电磁波进行幅度和相位调制会形成严重的带外干扰问题，导致数据传输质量受到影响，且对接收设备的数据接收方式产生影响。
考虑到现有技术中对入射电磁波同时进行幅度和相位调整时出现的严重带外干扰的问题，本申请实施例通过改变用于信号调制的电磁超表面阵列中的子阵列的大小来完成对电磁波信号的幅度和相位同时调整，同时不会产生带外干扰的问题。
图2为本申请实施例的一种示例性的场景示意图，如图2所示，本申请实施例可以应用于无线接入设备210向至少一个终端设备(例如图2中的终端设备220和终端设备230)发送数据的场景中。在该场景中，无线接入网设备210上配置MIMO发射机，在该MIMO发射机上部署电磁超表面阵列。无线接入网设备利用本申请实施例的方法，基于电磁超表面阵列将数据发送至终端设备。终端设备可以使用原有的方式接收数据。终端设备通过无线的方式与无线接入网设备相连。终端设备可以是固定位置的，也可以是可移动的。终端设备也可以称为终端Terminal、用户设备(user equipment，UE)、移动台(mobile station，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)等。
值得说明的是，上述图2中仅是以无线接入网设备配置基于电磁超表面阵列的发射机为例进行了场景说明，但是，本申请实施例并不以此为限。具体实施过程中，可以在无线接入网上配置基于电磁超表面阵列的发射机，或者，也可以在终端设备上配置基于电磁超表面阵列的发射机，或者，也可以在其他需要以无线方式发送数据的设备上配置电磁超表面阵列的发射机。
将本申请实施例的方案应用于无线接入网设备时，无线接入网设备可以是全球移动通信系统(global system for mobile communication，GSM)或码分多址(codedivision multiple access，CDMA)网络中的基站收发信台(base transceiver station，BTS)、宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)中的节点基站(nodebase station，NB)、长期演进(long term evolution，LTE)中的演进型(evolutional)NB(eNB或eNodeB)、云无线接入网络(cloud radio access network，CRAN)场景下的无线控制器、5G移动通信系统或新一代无线(new radio，NR)通信系统中的基站、或者未来移动通信系统中的基站、WiFi系统中的接入节点、设备对设备(Device-to-Device，D2D)通信和机器通信中承担基站功能的设备、未来演进的PLMN网络中的接入网设备或车联网设备等，本申请实施例对无线接入网设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。在本申请实施例中，术语5G和NR可以等同。
将本申请实施例的方案应用于终端设备时，终端设备可以是手机(mobilephone)、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(Virtual Reality，VR)终端设备、增强现实(Augmented Reality，AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等等。
无线接入网设备和终端设备可以部署在陆地上，包括室内或室外、手持或车载；也可以部署在水面上；还可以部署在空中的飞机、气球和人造卫星上。本申请实施例对无线接入网设备和终端设备的应用场景不做限定。
为便于描述本申请实施例的方案，以下均以无线接入网设备上配置基于电磁超表面阵列的发射机为例进行说明。
图3为本申请实施例的一种示例性的系统架构图，如图3所示，发射机为集中式发射机。电磁超表面阵列通过一控制器进行控制，该控制器与电磁超表面阵列部署在同一位置。以无线接入网设备上配置该发射机为例，发射机包括天线阵列和电磁超表面阵列。天线阵列包括发射信号源、PA以及馈源天线。天线阵列与电磁超表面阵列可以均部署在与无线接入网设备的基带处理器距离较小的位置。在这种情况下，电磁超表面阵列的控制器与无线接入网设备的基带处理器可以为同一物理处理器，即可以通过无线接入网设备的基带处理器来控制电磁超表面阵列。或者，也可以为不同的物理处理器(图3示例出的为不同物理处理器)。以二者为不同的物理处理器为例，由天线阵列的发射信号源发出单音信号，经由PA放大后耦合到馈源天线上发出，并作为入射载波信号打在电磁超表面阵列，同时，基带处理器通过内部总线或外部连接线将待发送的数据发送给电磁超表面阵列的控制器，由该控制器产生控制信号来控制电磁超表面阵列对入射载波信号进行调制后反射并发送。
图4为本申请实施例的另一种示例性的系统架构图，如图4所示，发射机为分布式发射机。电磁超表面阵列通过一控制器进行控制，该控制器与电磁超表面阵列部署在同一位置。以无线接入网设备上配置该发射机为例，发射机包括天线阵列和电磁超表面阵列。天线阵列包括发射信号源、PA以及馈源天线。发射机的天线阵列与电磁超表面阵列之间距离较远，同时，电磁超表面阵列与基带处理器之间距离较远。在这种情况下，由天线阵列的发射信号源发出单音信号，经由PA放大后耦合到馈源天线上发出，并作为入射载波信号打在电磁超表面阵列，同时，基带处理器通过有线或者无线方式(图4中以无线方式示例)将待发送的数据发送给电磁超表面阵列的控制器，由该控制器产生控制信号来控制电磁超表面阵列对入射载波信号进行调制后反射并发送。
图5为本申请实施例提供的应用电磁超表面阵列的数据发送方法的流程示意图，该方法的执行主体可以为上述图3或图4所示的发射机，具体可以为电磁超表面阵列的控制器。值得说明的是，当发射机为图3所示的集中部署方式时，该控制器可以是为无线接入网设备的基带处理器，也可以是另外的控制单元，例如通过中央控制单元来进行控制，本申请中，以基带处理器控制为例进行说明。如图5所示，该方法包括：
S501、获取第一待发送数据。
示例性的，当无线接入网设备需要向终端设备发送第一待发送数据时，控制器可以获取到该第一待发送数据。例如，由无线接入网设备的基带处理器将第一待发送数据发送给控制器，或者，当基带处理器作为控制器时，在产生第一待发送数据后即获取到该第一待发送数据。
基带处理器生成的待发送的数据为连续的数据流，例如，为00101011。基于不同的调制方式，发射机发出的每个载波信号所承载的数据长度不同。例如，使用QPSK调制方式，则每个载波信号可以承载2个比特的数据。又例如，使用16正交振幅调制(quadratureamplitude modulation，QAM)方式，则每个载波信号可以承载4个比特的数据。因此，当控制器获取到连续的数据流后，可以首先根据数据的调制方式，对数据流按照顺序进行分组。并分别为每组数据进行调制以及反射发出。示例性的，待发送的数据流为00101011，使用的调制方式为16QAM，则可以将数据流分为0010和1011两组，每组数据由一个载波信号承载发出。针对每组数据进行处理以及反射发出的过程相同。上述第一待发送数据可以指数据分组后的任意一组待发送的数据。
可选的，第一待发送数据的调制方式可以由基带处理器预先根据数据的接收设备的状态信息以及第一待发送数据的数据状态，确定第一待发送数据的调制方式。接收设备例如可以为上述的终端设备，接收设备的状态信息可以包括信道状态信息以及接收设备的位置信息等。第一待发送数据的数据状态例如可以包括第一待发送数据的时延要求、重要程度以及数据长度等。
S502、根据上述第一待发送数据的星座信息以及星座信息与子阵列的映射关系，确定用于发送上述第一待发送数据的第一目标子阵列，上述第一目标子阵列为所述电磁超表面阵列的子阵列，第一目标子阵列包含预设数量的阵列单元。
其中，第一待发送数据的星座信息能够指示第一待发送数据在所使用的调制方式下的幅度和相位。
可选的，基于第一待发送数据的调制方式，根据该调制方式的星座图，可以得到第一待发送数据的星座信息。示例性的，第一待发送数据的调制方式为16QAM，16QAM的星座图如图6所示。图6为16QAM的星座图。假设第一待发送数据为0000，则根据该星座图，可以得到第一待发送数据的星座信息。该星座信息具体可以是以下任意一种形式：
1、星座信息是指第一待发送数据在16QAM星座图中的符号位置，即星座点。通过该星座信息可以指示第一待发送数据的幅度和相位。
2、星座信息可以指第一待发送数据在16QAM调制方式下的幅度和相位。
3、星座信息还可以指在16QAM星座图中的第一待发送数据。在16QAM星座图中，只要获知第一待发送数据的比特值，即可获知幅度和相位。
4、星座信息为上述三种部分或全部星座信息的组合。
在获知第一待发送数据的星座信息之后，控制器基于该星座信息以及星座信息与子阵列的映射关系，可以确定用于发送第一待发送数据的第一目标子阵列，该第一目标子阵列也可以称为用于调制的子阵列。
其中，一个子阵列可以包含电磁超表面阵列中预设数量的阵列单元，具体可以为电磁超表面阵列中部分或全部的阵列单元。具有相同幅度的星座信息所对应子阵列的阵列单元数量相同。以图6所示的16QAM的星座图为例，1111/1011/0011/0111这四个数据的幅度相同，均为星座图中最大的幅度值，则用于发送该四个数据的子阵列的阵列单元数量相同。基于星座信息与子阵列的映射关系，可以为第一待发送数据选择具有对应的阵列单元数量的子阵列。具体的，如果第一待发送数据对应星座点的幅度较小，则可以选择阵列单元数量较小的子阵列，如果第一待发送数据对应星座点的幅度较大，则可以选择阵列单元数量较大的子阵列。子阵列所包含的阵列单元数量不同，能够实现的调制的幅度不同，因此，本实施例基于星座信息与子阵列的映射关系，通过调整子阵列的大小，即所包含的阵列单元的数量，来完成对待发送数据对应入射载波信号的幅度的调制。
星座信息与子阵列的映射关系可以预先确定并获得，具体过程将在下述实施例中进行详细说明。特别地，考虑到阵列中个别阵列单元可能受损导致可用阵列单元的数量发生变化，则需要调整星座信息与子阵列的映射关系，当然这种调整也是准静态的，因此对于某一次具体的调度和数据传输来讲，这个映射关系还是可以认为是预先确定并已经获取到的。
S503、控制上述第一目标子阵列对到达上述第一目标子阵列的入射载波信号按照上述星座信息进行幅度和相位调制，并由上述第一目标子阵列发送调制后的上述第一待发送数据对应的载波信号。
如上所述，通过为第一待发送数据选择与第一待发送数据的星座信息所对应的第一目标子阵列，即通过改变子阵列的大小，可以实现对入射载波信号的幅度的调制。同时，基于第一待发送数据所指示的相位信息，可以控制第一目标子阵列中的每个阵列单元对入射载波信号进行相同的相位调制。
图7为对第一待发送数据处理以及发送的交互示意图，如图7所示，基带处理器向控制器发送数据流以及数据流的调制方式，控制器接收到数据流后，按照调制方式将数据流分组，其中一个分组为第一待发送数据。控制器基于第一待发送数据的星座信息以及上述的映射关系，选择出第一目标子阵列，该过程为从数据流至子阵列的映射过程(streamto panel，S/P)。控制器基于第一待发送数据的星座信息，可以获知需要调制的相位信息，将该相位信息映射至控制入射载波信号相位的电压信息(stream to voltage，S/V)，再通过对电压信息进行数模转换，得到偏置电压，将该偏置电压输入至第一目标子阵列的每个阵列单元上。同时，由天线阵列将入射载波信号打在第一目标子阵列的每个阵列单元上。偏置电压输入每个阵列单元，能够控制阵列单元上的电容值、电感值或者电阻值以改变阵列单元的等效阻抗，如前述的公式(1)所示的，通过调整阵列单元的等效阻抗控制了到达该阵列单元的入射载波信号的幅度和相位。第一目标子阵列中所有阵列单元对入射载波信号使用相同的相位调制，同时，第一目标子阵列中所有阵列单元共同完成对入射载波信号的幅度调制。第一目标子阵列完成入射载波信号的幅度和相位调制后，将调制后的载波信号反射出去。
本实施例中，基于第一待发送数据的星座信息以及星座信息与子阵列的映射关系，可以确定出用于发送该第一待发送数据的第一目标子阵列，由于子阵列所包含的阵列单元数量不同，能够实现的调制的幅度不同，因此，通过选择与星座信息对应的包含特定阵列单元数量的子阵列，可以实现对于入射载波信号的幅度调制，同时，基于星座信息还可以控制第一目标子阵列中所有阵列单元对入射载波信号的相同相位调制，从而实现对于入射载波信号的幅度和相位的同时调整，该方式无需基于谐波处理，因此，不会产生带外谐波，因此该方式在实现幅度和相位同时调制的同时还可以避免出现带外干扰的问题，保证数据传输质量和数据接收不受影响。另外，本实施例的发射机中，电磁超表面阵列不主动发射信号，而是仅对入射载波信号进行调制，因此发射机的功耗极低。同时，该发射机利用了基带输出的信息直接调制入射载波信号，而不需要使用任何有源射频电路，因此，需要的有源射频器件少，发射机结构简单，极大地避免了有源器件的功率损耗和转换效率低的问题。
以下说明确定前述的星座信息与子阵列的映射关系的可选方式。
假设电磁超表面阵列共有K个阵列单元，每个阵列单元的反射系数幅度为Ak，其中，Ak为小于等于1大于等于0的数，为0时可以认为等价于关闭该阵列单元，为1时则为满功率发射。每个阵列单元的相位控制参数相同，即每个阵列单元对入射载波信号的相位调制相同。如果使用该K个阵列单元对入射载波信号进行调制，则调制后反射出的载波信号S可以通过如下公式(4)表示。
Figure BDA0002516898220000111
在上述公式(4)中，A0可以表示用于调制幅度的子阵列的等效天线孔径，由此可以看出，通过改变子阵列的大小，即子阵列的有效孔径，即可以完对入射载波信号幅度的调制。示例性的，待发送数据对应的幅度越大，则可以增加子阵列所包含的阵列单元数量，则公式(4)中A0部分的值越大，即调制的幅度越大。
基于上述公式(4)的描述，可以使用如下方式确定用于调制的子阵列的大小，即子阵列包含的阵列单元的数量。
假设电磁超表面阵列共有K个阵列单元，如果使用该K个阵列单元共同实现星座图中的最大幅度值，则基于协议中星座点的距离关系，可用于不同星座信息调制的阵列单元数量N可以通过如下公式(5)计算得出。
Figure BDA0002516898220000112
/>
其中，Ax为某个星座信息所指示的幅度值(如上述图6中所示例)，A0000为星座图中的最大幅度值。
以16QAM调制方式为例，参照上述图6可知，0000/0010/1010/1000对应星座图中最大的幅度值，则A0000可以为0000/0010/1010/1000对应的幅度值。对于使用16QAM调制方式的任一数据，利用星座图获知该数据的幅度值Ax后，可以根据上述公式(5)计算出调制该幅度所需要的阵列单元的数量N。
对于一种特定的调制方式，均可以预先使用上述公式(5)计算得出调制每种幅度所需的阵列单元数量，在此基础上，可以建立上述的星座信息与子阵列的映射关系。
一种可选方式中，上述星座信息与子阵列的映射关系可以用于指示目标数据的星座信息与发送该目标数据的目标子阵列的阵列单元数量的对应关系。
以调制方式为16QAM为例，表1为上述映射关系的一种示例。
表1
Figure BDA0002516898220000121
在上述表1中，幅度关系一列表示目标数的幅度与星座图中最大幅度的比值。示例性的，目标数据为1111时，幅度关系为1，表示1111的幅度为星座图中的最大幅度。目标数据为0000时，幅度关系为1/3，表示0000的幅度为最大幅度的1/3。表1中最后一列为使用上述公式(5)计算出的每种星座信息所对应的子阵列的阵列单元数量。以表1中的序号1和5为例，序号1的目标数据0000和序号5的目标数据0100的幅度关系均为1/3，即这两个数据所需调制的幅度相同，因此，这两个数据对应的子阵列的阵列单元数量均为160。
由上述表1可知，针对16QAM调制方式，可以使用三种子阵列，所包括的阵列单元数量分别为160、358和480。在具体实施过程中，为控制的方便，可以选择这些数值对应的次优值。示例性的，假设电磁超表面阵列共15行32列，即共包括480个阵列单元，则可以使用160、360和480这三种子阵列。
下述表2为调制方式为64QAM时，上述映射关系的另一种示例。
表2
Figure BDA0002516898220000131
/>
Figure BDA0002516898220000141
如上述表2所示例的，针对64QAM，可以使用九种子阵列。假设电磁超表面阵列共包括480个阵列单元，则发射机需要的九种子阵列的大小可以分别为上述表2所示的：{69，154，206，248，283，343，370，418，480}。在具体实施过程中，为控制的方便，可以选择这些数值对应的次优值。假设电磁超表面阵列共包括480个阵列单元，则实际采用的子阵列的大小可以是{70，160，210，250，280，340，370，420，480})。
通过建立星座信息与子阵列的阵列单元数量的对应关系，在需要进行数据传输时，可以根据映射表的方式快速确定该星座点对应的调制子阵列大小，实现星座点对应信息的调制。
另一种可选方式中，上述星座信息与子阵列的映射关系可以用于指示目标数据的星座信息与发送该目标数据的目标子阵列的起始位置和/或结束位置。
在该方式中，目标子阵列的起始位置和/或结束位置能够唯一确定目标子阵列所包含的阵列单元。示例性的，可以首先使用上述公式(5)计算每种星座信息对应的子阵列的阵列单元数量，进而选择出子阵列的起始位置和/或结束位置。
在上述两种可选方式中，均基于上述公式(5)计算出幅度信息所需的阵列单元数量。即，目标子阵列的阵列单元数量可以根据目标数据在星座图中的幅度、目标数据的星座图中的最大幅度以及电磁超表面阵列的阵列单元数量得到。
通过这种方式确定的调制子阵可以准确的实现给定调制方式下所有对应星座点的信息的调制和发送。
可选的，上述确定的星座信息与子阵列的映射关系可以预先确定并保存在发射机中，当发射机需要发送第一待发送数据时，基于上述映射关系可以确定出用于调制的子阵列。
作为一种可选的实施方式，发射机还可以对上述映射关系进行调整。
一种示例中，根据第二系统参数，可以调整星座信息与子阵列的映射关系。其中，该第二系统参数包括如下至少一项：电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离。
另一种示例中，可以由其他设备确定出映射关系后，通过指示信息将映射关系发送给发射机，发射机根据该指示信息调整映射关系。
再一种示例中，发射机还可以根据参考信号的空口测量信息，调整映射关系。
例如，根据下行参考信号的测量和下行传输的控制指令，并通过上行参数反馈来调整上述映射关系。
以上说明了确定星座信息与子阵列的映射关系以及基于该映射关系实现入射载波信号调制的过程。以下说明在基于上述映射关系得到发送目标数据的目标子阵列后，目标子阵列在电磁超表面阵列的分布方式。
为便于描述，以下实施例均以表1所示例的调制方式为16QAM，子阵列包括160、358和480三种为例进行说明。
作为一种可选的实施方式，目标子阵列的各阵列单元为连续分布。
图8为目标子阵列包括160个阵列单元时的一种分布示例图，如图8所示，目标子阵列可以分布在电磁超表面阵列的最上方且连续分布，或者，分布在电磁超表面阵列的中间且连续分布，或者，分布在电磁超表面阵列的最下方且连续分布。
图9为目标子阵列包括160个阵列单元时的另一种分布示例图，如图9所示，目标子阵列可以分布在电磁超表面阵列最左侧且连续分布，或者，分布在电磁超表面阵列的最右侧且连续分布。
图10为目标子阵列包括358个阵列单元时的一种分布示例图，如图10所示，目标子阵列可以分布在电磁超表面阵列最左侧且连续分布。
图11为目标子阵列包括358个阵列单元时的另一种分布示例图，如图11所示，目标子阵列可以分布在电磁超表面阵列最左右且连续分布。
值得说明的是，对于需要使用160或358个阵列单元进行调制的数据，可以均选择上述示例中的某一种分布方式，或者，选择其中一部分分布方式，或者，顺序选择各分布方式。示例性的，对于需要使用160个阵列单元进行调制的目标数据，当前使用最上方的分布方式，当下一次再使用160个阵列单元进行调制时，可以使用中间的分布方式。具体的对应方式只需要预先设定即可。
通过将目标子阵列的各阵列单元连续分布，可使用较少的控制参数来实现所需调制子阵列的选择，降低处理的复杂度。
作为另一种可选的实施方式，目标子阵列的各阵列单元为离散分布。
图12为目标子阵列包括160个阵列单元时的一种离散分布示例图，如图12所示，由四块离散分布的子阵列共同作为目标子阵列，即目标子阵列为离散分布。
通过将目标子阵列的各阵列单元离散分布，可以灵活利用超表面所有单元，增强了超表面阵列性能的鲁棒性。
作为一种可选的实施方式，当第二子阵列的阵列单元数量大于第一子阵列的阵列单元数量时，第二子阵列包含第一子阵列的所有阵列单元。
示例性的，如表1所示例的，16QAM下可以包括160、358和480三种子阵列，则可以将358的子阵列包含160的子阵列的所有阵列单元，同时，480的子阵列包含358的子阵列的所有阵列单元。这种分布方式为完全重叠的分布方式。
图13为16QAM的完全重叠分布方式的示例图，如图13所示，160的子阵列分布在电磁超表面阵列的中心位置，358的子阵列以160的子阵列为中心向外扩展，并完全覆盖160的子阵列，480的子阵列以358的子阵列为中心向外扩展，并完全覆盖358的子阵列。
使用上述的完全重叠的分布方式，可以在重叠区域采用高质量的器件来设计阵列单元，而在非重叠区域可以采用低精度的器件设计阵列单元，从而在实现调制的同时降低了电磁超表面阵列的成本。或者，将所有子阵列都包含的中心区域的阵列单元作为必选单元，其他外围阵列单元作为可选项，从而可以降低子阵列选择的复杂度。
发射机工作过程中，在同一时刻可能仅需要发送一个数据流，可以称为单流传输，也可能在同一时刻需要发送多个数据流，可以称为多流传输。如果同一时刻进行多流传输，则所发送的多个数据流，可能为发送至同一接收设备的数据流，也可能为发送至不同接收设备的数据流。
如果发射机进行单流传输，则可以直接使用前述实施例的方法选择目标子阵列，并使用前述的任意一种子阵列分布方式。不再进行赘述。
以下说明发射机进行多流传输时的处理过程。为便于描述，以下均以发射机在同一时刻发送两个数据流为例进行说明，当同一时刻发送的数据流大于两个时，处理方式与两个数据流时一致。
可选的，如果发射机在获取到前述的第一待发送数据的同时，又获取到第二待发送数据，即存在与第一待发送数据同时发送的第二待发送数据，则可以控制第二目标子阵列对到达该第二目标子阵列的入射载波信号按照第二待发送数据的星座信息进行幅度和相位调制，并由第二目标子阵列发送调制后的第二待发送数据对应的载波信号。
其中，第二目标子阵列的阵列单元与第一目标子阵列的阵列单元不重叠。
如前文所述，可以使用上述公式(5)计算每种星座信息对应的子阵列的阵列单元数量，其中，公式(5)中的参数K表示可以使用该K个单元共同实现最大调制幅度。以电磁超表面阵列包括480个阵列单元为例，当单流传输时，K的值最大可以为480，即可以将该480个阵列单元全部用于该单流传输。而当需要同时传输第一待发送数据和第二待发送数据时，则针对每个数据，该K的值均相应减少。例如，第一待发送数据对应的K值为240，第二待发送数据对应的K值为240。相应的，针对多流传输，可以基于该K值确定出不同于单流传输时的星座信息与子阵列的映射关系，从而保证不同数据流的传输不存在重叠。具体过程不再进行赘述。
以下说明在多流传输时，传输第一待发送数据和第二待发送数据的子阵列的不同的分布方式。
首先说明第一待发送数据和第二待发送数据的接收设备相同时的子阵列的分布方式。
一种情况下，当第一待发送数据和第二待发送数据的接收设备为同一设备，并且第一待发送数据的调制方式和第二待发送数据的调制方式相同时，用于发送第一待发送数据的第一目标子阵列的阵列单元数量与用于发送第二待发送数据的第二目标子阵列的阵列单元数量相同。
其中，上述的第一待发送数据和第二待发送数据的接收设备为同一设备，是指第一待发送数据和第二待发送数据发送给同一个设备。示例性的，第一待发送数据和第二待发送数据均发送给某个终端设备A。
示例性的，对同一终端设备A进行两流传输，分别为第一待发送数据和第二待发送数据。该两个数据对应于同一业务，因此其业务要求相同，两个数据的调制方式可以相同。在这种情况下，可以为两个数据分配两个大小相同且不重叠的目标子阵列。
图14为两个数据均使用16QAM时的目标子阵列分布方式示例图，如图14所示，两个数据流时对应的两个子阵列可以分别分布在电磁超表面阵列的左右两侧，并分别使用电磁超表面阵列的一半阵列单元。其中，SubP-i-Lj表示第i个子阵列中对应的j级别的子阵列，例如，SubP-1-L1表示第一个子阵列中第一个级别的子阵列，即阵列单元数量最少的一个子阵列。
示例性的，第一目标子阵列在所述电磁超表面阵列中的位置与所述第二目标子阵列在所述电磁超表面阵列中的位置对称。
通过为发送给同一设备并且调制方式相同的两个数据分配大小相同且不重叠的目标子阵列，可以实现单用户双流的同时传输，提高了系统对用户传输的频谱效率或传输速率。其中，“用户”可以指接收设备。以下不再赘述。
另一种情况下，当第一待发送数据和第二待发送数据的接收设备为同一设备，并且第一待发送数据的调制方式和第二待发送数据的调制方式不同时，用于发送第一待发送数据的第一目标子阵列的阵列单元数量与用于发送第二待发送数据的第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
如果需要向同一设备传输不同的业务数据，则该不同的业务数据的调制方式可能不同。例如，对于时延要求较高的业务数据使用高阶的调制方式。
可选的，如果第一待发送数据的调制阶数高于所述第二待发送数据的调制阶数，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量大于所述第二目标子阵列的阵列单元数量。
图15为两个数据使用不同调制方式时的目标子阵列分布方式示例图，如图15所示，第一待发送数据的调制方式为16QAM，第二待发送数据的调制方式为相移键控(phaseshift keying，PSK)，对于PSK调制方式，仅可能存在一种子阵列，因此，基于第一待发送数据的星座信息，第一待发送数据对应的子阵列可能为SubP-1-L1、SubP-2-L2和SubP-1-L3这三种中的一种，而第二待发送数据的子阵列为SubP-2-L1这一种。
通过为发送给同一设备并且调制方式不同的两个数据分配大小不同且不重叠的目标子阵列，可以实现对同一用户多业务的高效传输，满足多种业务对传输指标的要求。
以下说明第一待发送数据和第二待发送数据的接收设备不同时的子阵列的分布方式。
可选的，如果第一待发送数据和第二待发送数据的接收设备为不同设备，一种可选方式中，第一目标子阵列的阵列单元数量与第二目标子阵列的阵列单元数量可以不同。
通过为发送至不同接收设备的数据分配不同阵列单元数量不同的子阵列，能够实现电磁超表面可利用资源的最优分配，可最大化系统的和速率。
另一种可选方式中，第一目标子阵列的阵列单元数量与第二目标子阵列的阵列单元数量相同，这种方式的实现简单，能够降低系统的处理复杂度。
当发射机需要为多个接收设备同时传输数据时，由于针对不同接收设备，多数据流对应的传输信道质量差别较大。因此，在进行多流传输时，可以对电磁超表面阵列进行不重叠的划分，不同的子阵列对应于传输至不同设备的数据流，每个数据流程可以采用独立的调制方式和不同的波束赋型矢量。示例性的，如果对两个接收设备进行两个数据流的传输。数据对应于的是不同信道质量或不同业务，因此其业务要求不同，在这种情况下，可以配置两个相同大小、不重叠的子阵列、采用不同或相同的调制方式进行数据调试和发射。相应的，可以使用上述图14所示例的子阵列分布方式，或者上述图15所示例的子阵列分布方式。具体过程可以参照上述图14和图15的描述，此处不再赘述。
在某些场景下，例如某个接收设备的数据为高可靠与低时延通信(ultra-reliable and low latency communications，URLLC)数据，针对这种数据，虽然对于传输速率要求较低，即可能选择较低级别的调制方式，但是，这种数据对于可靠性要求高，因此，需要为这种数据分配较大的子阵列。图16为多流传输时存在可靠性要求高的数据时的子阵列分布示例图，如图15所示，左侧为用于传输高阶调制的数据的子阵列，例如16QAM的子阵列，右侧为用于传输URLLC数据的子阵列。由图16可知，虽然URLLC数据参与的并非高阶调制，但是由于其可靠性要求高，因此分配的子阵列更大。
值得说明的是，上述图14-图16仅为多流传输时子阵列分布的几种示例，针对每个子阵列，其内部的阵列单元的分布可以为图8-图13中所示例的连续分布、离散分布或者完全重叠的分布方式，具体可以参照图8-图13的描述，此处不再赘述。
在具体实施过程中，发射机除了需要按照前述的星座信息对入射载波信号进行调制外，如果数据需要对反射信号进行波束赋形传输，则发射机需要同时结合波束赋形信息进行入射载波信号的调制。
可选的，发射机在对入射载波信号按照第一待发送数据的星座信息进行幅度和相位调制时，可以控制发送第一待发送数据的第一目标子阵列对到达第一目标子阵列的入射载波信号，按照星座信息以及第一待发送数据的波束赋形信息进行幅度和相位调制。
通过波束赋型，可以汇聚电磁超表面反射的信号能量，增强用户的等效信道质量，提高用户的数据传输速率和系统的传输效率，同时抑制多用户间的信号干扰。
其中，波束赋形信息可以为波束赋形矢量的相位信息。波束赋形信息可以由基带处理器发送给发射机。
图17为按照星座信息以及第一待发送数据的波束赋形信息进行幅度和相位调制的流程示意图，如图17所示，调制流程包括：
S1701、根据上述星座信息所指示的相位信息以及第一待发送数据的波束赋形信息，生成相位控制参数。
其中，可以根据上述星座信息所指示的相位信息，生成第一控制参数，并根据第一待发送数据的波束赋形信息，生成第二控制参数，进而，将第一控制参数和第二控制参相加，得到相位控制参数。
示例性的，可以根据星座信息所指示的相位信息以及预设的相位与控制参数的映射关系，生成第一控制参数。
如前文所述，第一目标子阵列中所有阵列单元对于入射载波信号的相位调制量相同，即为
Figure BDA0002516898220000181
在基于波束赋形的传输方式中，假设第一目标子阵列的阵列单元的数量为K，则每个阵列单元用于完成波束赋形的权值系数可以为/>
Figure BDA0002516898220000182
则每个阵列单元需要调整的相位量，即相位控制参数可以通过下述公式(6)计算得到。
Figure BDA0002516898220000183
发射机的控制器可以根据αk选择对应的控制电压信息，以控制第一目标子阵列对入射载波信号的相位调制。
假设接收设备侧有一根接收天线，则接收设备和发射机之间的信道可以表示为如下公式(7)所示的向量hT。
Figure BDA0002516898220000184
其中，
Figure BDA0002516898220000185
表示第k个阵列单元与接收设备间的信道，βk为信道的幅度信息,βk≥0，θk为信道的相位信息。则针对接收设备的波束矢量为下述公式(8)所示。
Figure BDA0002516898220000186
则，
Figure BDA0002516898220000187
接收设备端接收到的信号r可以表示为下述公式(9)的形式。
Figure BDA0002516898220000191
由上述公式(9)可知，接收设备获得了基于波束赋型传输的发送增益。
S1702、使用上述相位控制参数控制第一目标子阵列对到达第一目标子阵列中每个阵列单元上的入射载波信号进行相位调制。
在得到相位控制参数后，可以对相位控制参数数模转换，得到相位控制信号，具体可以为上述图7所示的偏置电压。将相位控制信号输入所述第一目标子阵列，由所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号按照所述相位控制信号进行相位调制。
S1703、控制第一目标子阵列基于第一目标子阵列中的每个阵列单元的反射系数幅度，对到达第一目标子阵列中每个阵列单元上的入射载波信号进行幅度调制。
其中，上述步骤S1702和S1703为同时并列执行，该两个步骤具体可通过前述的公式(4)来完成，即，将相位控制参数对应的相位控制信号以及第一目标子阵列中各阵列单元的发射系数幅度作为输入参数，利用公式(4)，可以得到反射的载波信号。
图18为结合波束赋形信息对第一待发送数据处理以及发送的交互示意图，如图18所示，基带处理器除了向控制器发送数据流以及数据流的调制方式外，还发送波束赋形信息。控制器接收到数据流后，按照调制方式将数据流分组，其中一个分组为第一待发送数据。控制器基于第一待发送数据的星座信息以及上述的映射关系，选择出第一目标子阵列)。控制器基于第一待发送数据的星座信息，可以获知需要调制的相位信息，将该相位信息与波束赋形信息所指示的相位信息相加，得到相位控制参数。将该相位控制参数映射至控制入射载波信号相位的电压信息，再通过对电压信息进行数模转换，得到偏置电压，将该偏置电压输入至第一目标子阵列的每个阵列单元上。再由各阵列单元反射出带有波束赋形的载波信号。
在上述各实施例中，对于发射机来说，应尽可能满足入射载波信号到达每个阵列单元时的相位一致，即入射载波信号到达阵列单元时的波前相位一致，或者不同阵列单元之间的波前相位差小于π/8。同时，电磁超表面阵列每两个阵列单元之间的距离为十分之一波长至二分之一波长不等，因此，电磁超表面阵列的阵列单元可以密集排列，每个阵列单元对于整个电磁超表面阵列的发射信号的功率贡献比较微小。因此，发射机可以根据第一系统参数，选择电磁超表面阵列中的可用阵列。
可用阵列中所有阵列单元对入射电磁波具有相近的处理能力，因此可以在可用阵列中通过子阵列的划分实现相应的幅度调制；同时，结合阵列单元或子阵列的相位调制，实现对入射电子波的幅度和相位调制，提高系统的传输效率。
其中，上述第一系统例如可以包括如下至少一项：电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离。
图19为发射机根据第一系统参数选择可用阵列的示例图，如图19所示，所选择的可用阵列的阵列单元数量小于电磁超表面阵列的所有阵列单元数量。
基于上述第一系统参数所确定的可用阵列可能为图19所示的小于电磁超表面阵列的阵列单元数量，或者，也可能等于电磁超表面阵列的阵列单元数量。
在此基础上，发射机进行入射电磁波调制时均以该可用阵列为基准进行。例如，发射机根据上述公式(5)确定星座信息与目标子阵列的映射关系时，参数K的取值应为可用阵列的阵列单元数量，而并非电磁超表面阵列的阵列单元数量。又例如，在确定多流传输的星座信息与子阵列的映射关系时，各映射关系对应的K值之和应为可用阵列的阵列单元数量，而并非电磁超表面阵列的阵列单元数量。
相应的，前述确定的第一目标子阵列和第二目标子阵列均为上述可用阵列的子阵列。
相应的，前述的在第二子阵列的阵列单元数量大于第一子阵列的阵列单元数量时，第二子阵列包含第一子阵列的所有阵列单元，其中的第二子阵列和第一子阵列均为可用阵列的子阵列。
作为一种可选的实施方式，本申请实施例还可以通过在感知信道发送预配置的参考信号，来感知系统的硬件参数的工作状态。
可选的，发射机可以发送参考信号，该参考信号由电磁超表面阵列基于参考数据对入射载波信号进行相位和幅度调整后得到。进而，根据上述参考信号，确定电磁超表面阵列的状态信息，该状态信息能够表征电磁超表面阵列的硬件参数。
其中，此处的电磁超表面阵列具体可以指上述的可用阵列。
一种可选方式中，发射机可以使用下行控制信道发送上述参考信号。
另一种可选方式中，发射机可以根据参考信号的空口测量信息，确定电磁超表面阵列的状态信息。
又一种可选方式中，发射机还可以根据参考信号的响应信号，确定电磁超表面阵列的状态信息。
图20为使用下行控制信道发送参考信号的示意图，如图20所示，下行控制信道包括控制信道以及感知信道。其中，控制信道用于完成传统的控制信道功能，感知信道用于完成上述参考信号的发送。感知信道包含有特定的具有不同功率分配的参考信号和保护时隙，不同功率分配的参考信号具有不同的特征参数。感知信道内传输的特征参数配置方式可以是系统默认配置，也可以时通过前端的公共控制信道配置和下发。
图21为感知信道一种示例性结构示意图，如图21所示，感知信道包含有X个发送时隙或发送符号。在感知信道内，有X1个时隙或符号用于系统参数的感知，每个时隙发送预定义或动态配置符号，这些符号具有不同的幅度和相位信息，通过空口测量或接收设备的反馈，可以获得系统硬件参数的感知。同时，在感知信道内预留有X2个保护时隙，用于隔离感知信道和后续信道，保证系统参数感知的准确性和不同时隙间转换的时效性。具体的，下行转上行需要保护时隙间隔以对齐多接收设备的上行接收，上行转下行则不需要保护时隙。参数(X1，X2)可根据应用的环境使用多种组合配置方案。
上述通过感知信道发送参考信号感知系统的硬件参数的工作状态的方式，具有如下效果：
(1)感知信道可以周期或半静态配置，因此，可以减少下行控制信道的资源的额外开销，保证了控制信道的容量。例如，在用户接入阶段或传输环境发生变化时，配置该时隙发射用于发射机参数校正的数据。
(2)控制信道可独立完成发射机的参数的初始化和更新的任务，实现效率高。
(3)感知信道可用于支持更低时延或确定时延要求的业务需求。
图22为本申请实施例提供的一种应用电磁超表面阵列的数据发送装置的模块结构图，该装置可以为前述的发射机，也可以为能够使得发射机实现本申请实施例提供的方法中的发射机的功能的装置，例如该装置可以是发射机中的装置或芯片系统。如图22所示，该装置包括：获取模块2201、处理模块2202和输出模块2203。
获取模块2201，用于获取第一待发送数据。
处理模块2202，用于根据所述第一待发送数据的星座信息以及星座信息与子阵列的映射关系，确定用于发送所述第一待发送数据的第一目标子阵列，所述第一目标子阵列为所述电磁超表面阵列的子阵列，所述第一目标子阵列包含预设数量的阵列单元；以及，控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号按照所述星座信息进行幅度和相位调制。
输出模块2203，用于输出调制后的所述第一待发送数据对应的载波信号。
作为一种可选的实施方式，所述星座信息与子阵列的映射关系用于指示目标数据的星座信息与发送所述目标数据的目标子阵列的阵列单元数量的对应关系。
作为一种可选的实施方式，目标子阵列的阵列单元数量根据目标数据在星座图中的幅度、目标数据的星座图中的最大幅度以及所述电磁超表面阵列的阵列单元数量得到。
作为一种可选的实施方式，所述目标子阵列的各阵列单元为连续分布，或者，所述目标子阵列的各阵列单元为离散分布。
作为一种可选的实施方式，处理模块2202还用于：
若存在与所述第一待发送数据同时发送的第二待发送数据，则控制第二目标子阵列对到达所述第二目标子阵列的入射载波信号按照所述第二待发送数据的星座信息进行幅度和相位调制。
输出模块2203还用于：输出调制后的所述第二待发送数据对应的载波信号。
其中，所述第二目标子阵列的阵列单元与所述第一目标子阵列的阵列单元不重叠。
作为一种可选的实施方式，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为同一设备，且所述第一待发送数据的调制方式与所述第二待发送数据的调制方式相同，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量相同；若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为同一设备，且所述第一待发送数据的调制方式与所述第二待发送数据的调制方式不同，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
作为一种可选的实施方式，若所述第一待发送数据的调制阶数高于所述第二待发送数据的调制阶数，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量大于所述第二目标子阵列的阵列单元数量。
作为一种可选的实施方式，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为不同设备，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
作为一种可选的实施方式，处理模块2202具体用于：
控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号，按照所述星座信息以及所述第一待发送数据的波束赋形信息进行幅度和相位调制。
作为一种可选的实施方式，处理模块2202具体用于：
根据所述星座信息所指示的相位信息以及所述第一待发送数据的所述波束赋形信息，生成相位控制参数；以及，使用所述相位控制参数控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行相位调制；以及，控制所述第一目标子阵列基于所述第一目标子阵列中的每个阵列单元的反射系数幅度，对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行幅度调制。
作为一种可选的实施方式，处理模块2202具体用于：
根据所述星座信息所指示的相位信息，生成第一控制参数；以及，根据所述第一待发送数据的波束赋形信息，生成第二控制参数；以及，将所述第一控制参数和所述第二控制参数相加，得到所述相位控制参数。
作为一种可选的实施方式，处理模块2202具体用于：
根据所述星座信息所指示的相位信息以及预设的相位与控制参数的映射关系，生成所述第一控制参数。
作为一种可选的实施方式，处理模块2202具体用于：
对所述相位控制参数进行数模转换，得到相位控制信号；以及，将所述相位控制信号输入所述第一目标子阵列，由所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号按照所述相位控制信号进行相位调制。
作为一种可选的实施方式，处理模块2202还用于：
根据第一系统参数，确定所述电磁超表面阵列中的可用阵列，所述第一系统参数包括如下至少一项：所述电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、所述电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离。
作为一种可选的实施方式，所述第一目标子阵列为所述可用阵列的子阵列。
作为一种可选的实施方式，若第二子阵列的阵列单元数量大于第一子阵列的阵列单元数量，则所述第二子阵列包含所述第一子阵列的所有阵列单元，其中，所述第二子阵列和所述第一子阵列均为所述可用阵列的子阵列。
作为一种可选的实施方式，处理模块2202还用于：
调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
作为一种可选的实施方式，处理模块2202具体用于：
根据第二系统参数，调整所述星座信息与子阵列的映射关系，所述第二系统参数包括如下至少一项：所述电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、所述电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离；或者，接收指示信息，所述指示信息用于指示所述星座信息与子阵列的映射关系；或者，根据参考信号的空口测量信息，调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
本申请实施例还提供一种芯片，包括通信接口和集成电路，其中通信接口用于获取待处理的第一待发送数据以及输出调制后的第一待发送数据对应的载波信号，而集成电路用于根据前述实施例中所述的方法处理第一待发送数据以获得调制后的第一待发送数据对应的载波信号。
本申请实施例提供的应用电磁超表面阵列的数据发送装置，可以执行上述方法实施例中的方法步骤，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，确定模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上确定模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(centralprocessing unit，CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，SOC)的形式实现。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(SSD))等。
图23为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。该通信装置例如可以为前述实施例中所述的发射机，或者，也可以为部署发射机的无线接入网设备、终端设备等。如图23所示，该通信装置2300可以包括：处理器231(例如CPU)、存储器232、收发器233；收发器233耦合至处理器231，处理器231控制收发器233的收发动作。存储器232中可以存储各种指令，以用于完成各种处理功能以及实现本申请实施例中发射机执行的方法步骤。存储器和处理器可以通过通信接口耦合，也可以集成在一起。
可选的，本申请实施例涉及的通信装置还可以包括：电源234、系统总线235以及通信端口236。收发器233可以集成在通信装置的收发信机中，也可以为通信装置上独立的收发天线。系统总线235用于实现元件之间的通信连接。上述通信端口236用于实现通信装置与其他外设之间进行连接通信。
在本申请实施例中，上述处理器231用于与存储器232耦合，读取并执行存储器232中的指令，以实现上述方法实施例中发射机执行的方法步骤。收发器233与处理器231耦合，由处理器231控制收发器233进行消息收发，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
该图23中提到的系统总线可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，EISA)总线等。所述系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含RAM，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
该图23中提到的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器CPU、网络处理器(network processor，NP)等；还可以是数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列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。
可选的，本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述图5至图21所示实施例的方法。
可选的，本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，所述芯片用于执行上述图5至图21所示实施例的方法。
本申请实施例还提供一种程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在存储介质中，至少一个处理器可以从所述存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序时可实现上述图5至图21所示实施例的方法。
在本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；在公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中，a，b，c可以是单个，也可以是多个。
可以理解的是，在本申请实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请实施例的范围。
可以理解的是，在本发明的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (38)

1.一种应用电磁超表面阵列的数据发送方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一待发送数据；
根据所述第一待发送数据的星座信息以及星座信息与子阵列的映射关系，确定用于发送所述第一待发送数据的第一目标子阵列，所述第一目标子阵列为电磁超表面阵列的子阵列，所述第一目标子阵列包含预设数量的阵列单元；
控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号按照所述星座信息进行幅度和相位调制，并由所述第一目标子阵列发送调制后的所述第一待发送数据对应的载波信号；
所述星座信息与子阵列的映射关系用于指示目标数据的星座信息与发送所述目标数据的目标子阵列的阵列单元数量的对应关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，目标子阵列的阵列单元数量根据目标数据在星座图中的幅度、目标数据的星座图中的最大幅度以及所述电磁超表面阵列的阵列单元数量得到。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标子阵列的各阵列单元为连续分布，或者，所述目标子阵列的各阵列单元为离散分布。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
若存在与所述第一待发送数据同时发送的第二待发送数据，则控制第二目标子阵列对到达所述第二目标子阵列的入射载波信号按照所述第二待发送数据的星座信息进行幅度和相位调制，并由所述第二目标子阵列发送调制后的所述第二待发送数据对应的载波信号；
其中，所述第二目标子阵列的阵列单元与所述第一目标子阵列的阵列单元不重叠。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为同一设备，且所述第一待发送数据的调制方式与所述第二待发送数据的调制方式相同，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量相同；
若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为同一设备，且所述第一待发送数据的调制方式与所述第二待发送数据的调制方式不同，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述第一待发送数据的调制阶数高于所述第二待发送数据的调制阶数，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量大于所述第二目标子阵列的阵列单元数量。
7.根据权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为不同设备，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
8.根据权利要求1-3、5、6任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号按照所述星座信息进行幅度和相位调制，包括：
控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号，按照所述星座信息以及所述第一待发送数据的波束赋形信息进行幅度和相位调制。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号按照所述星座信息进行幅度和相位调制，包括：
根据所述星座信息所指示的相位信息以及所述第一待发送数据的所述波束赋形信息，生成相位控制参数；
使用所述相位控制参数控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行相位调制；
控制所述第一目标子阵列基于所述第一目标子阵列中的每个阵列单元的反射系数幅度，对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行幅度调制。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述星座信息所指示的相位信息以及所述第一待发送数据的波束赋形信息，生成相位控制参数，包括：
根据所述星座信息所指示的相位信息，生成第一控制参数；
根据所述第一待发送数据的波束赋形信息，生成第二控制参数；
将所述第一控制参数和所述第二控制参数相加，得到所述相位控制参数。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述星座信息所指示的相位信息，生成第一控制参数，包括：
根据所述星座信息所指示的相位信息以及预设的相位与控制参数的映射关系，生成所述第一控制参数。
12.根据权利要求9-11任一项所述的方法，其特征在于，所述使用所述相位控制参数控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行相位调制，包括：
对所述相位控制参数进行数模转换，得到相位控制信号；
将所述相位控制信号输入所述第一目标子阵列，由所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号按照所述相位控制信号进行相位调制。
13.根据权利要求1-3、5、6、9-11任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据第一系统参数，确定所述电磁超表面阵列中的可用阵列，所述第一系统参数包括如下至少一项：所述电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、所述电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一目标子阵列为所述可用阵列的子阵列。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，若第二子阵列的阵列单元数量大于第一子阵列的阵列单元数量，则所述第二子阵列包含所述第一子阵列的所有阵列单元，其中，所述第二子阵列和所述第一子阵列均为所述可用阵列的子阵列。
16.根据权利要求1-3、5、6、9-11、14、15任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述调整所述星座信息与子阵列的映射关系，包括：
根据第二系统参数，调整所述星座信息与子阵列的映射关系，所述第二系统参数包括如下至少一项：所述电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、所述电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离；或者，
接收指示信息，所述指示信息用于指示所述星座信息与子阵列的映射关系；或者，
根据参考信号的空口测量信息，调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
18.一种应用电磁超表面阵列的数据发送装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取第一待发送数据；
处理模块，用于根据所述第一待发送数据的星座信息以及星座信息与子阵列的映射关系，确定用于发送所述第一待发送数据的第一目标子阵列，所述第一目标子阵列为电磁超表面阵列的子阵列，所述第一目标子阵列包含预设数量的阵列单元；以及，
控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号按照所述星座信息进行幅度和相位调制；
输出模块，用于输出调制后的所述第一待发送数据对应的载波信号；
所述星座信息与子阵列的映射关系用于指示目标数据的星座信息与发送所述目标数据的目标子阵列的阵列单元数量的对应关系。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，目标子阵列的阵列单元数量根据目标数据在星座图中的幅度、目标数据的星座图中的最大幅度以及所述电磁超表面阵列的阵列单元数量得到。
20.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述目标子阵列的各阵列单元为连续分布，或者，所述目标子阵列的各阵列单元为离散分布。
21.根据权利要求18-20任一项所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：
若存在与所述第一待发送数据同时发送的第二待发送数据，则控制第二目标子阵列对到达所述第二目标子阵列的入射载波信号按照所述第二待发送数据的星座信息进行幅度和相位调制；
所述输出模块还用于：输出调制后的所述第二待发送数据对应的载波信号；
其中，所述第二目标子阵列的阵列单元与所述第一目标子阵列的阵列单元不重叠。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为同一设备，且所述第一待发送数据的调制方式与所述第二待发送数据的调制方式相同，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量相同；
若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为同一设备，且所述第一待发送数据的调制方式与所述第二待发送数据的调制方式不同，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，若所述第一待发送数据的调制阶数高于所述第二待发送数据的调制阶数，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量大于所述第二目标子阵列的阵列单元数量。
24.根据权利要求21-23任一项所述的装置，其特征在于，若所述第一待发送数据和所述第二待发送数据的接收设备为不同设备，则所述第一目标子阵列的阵列单元数量与所述第二目标子阵列的阵列单元数量不同。
25.根据权利要求18-20、22、23任一项所述的装置，其特征在于，所述处理模块具体用于：
控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列的入射载波信号，按照所述星座信息以及所述第一待发送数据的波束赋形信息进行幅度和相位调制。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述处理模块具体用于：
根据所述星座信息所指示的相位信息以及所述第一待发送数据的所述波束赋形信息，生成相位控制参数；以及，
使用所述相位控制参数控制所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行相位调制；以及，
控制所述第一目标子阵列基于所述第一目标子阵列中的每个阵列单元的反射系数幅度，对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号进行幅度调制。
27.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，所述处理模块具体用于：
根据所述星座信息所指示的相位信息，生成第一控制参数；以及，
根据所述第一待发送数据的波束赋形信息，生成第二控制参数；以及，
将所述第一控制参数和所述第二控制参数相加，得到所述相位控制参数。
28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述处理模块具体用于：
根据所述星座信息所指示的相位信息以及预设的相位与控制参数的映射关系，生成所述第一控制参数。
29.根据权利要求26-28任一项所述的装置，其特征在于，所述处理模块具体用于：
对所述相位控制参数进行数模转换，得到相位控制信号；以及，
将所述相位控制信号输入所述第一目标子阵列，由所述第一目标子阵列对到达所述第一目标子阵列中每个阵列单元上的所述入射载波信号按照所述相位控制信号进行相位调制。
30.根据权利要求18-20、22、23、26-28任一项所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：
根据第一系统参数，确定所述电磁超表面阵列中的可用阵列，所述第一系统参数包括如下至少一项：所述电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、所述电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离。
31.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述第一目标子阵列为所述可用阵列的子阵列。
32.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，若第二子阵列的阵列单元数量大于第一子阵列的阵列单元数量，则所述第二子阵列包含所述第一子阵列的所有阵列单元，其中，所述第二子阵列和所述第一子阵列均为所述可用阵列的子阵列。
33.根据权利要求18-20、22、23、26-28、31、32任一项所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：
调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
34.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述处理模块具体用于：
根据第二系统参数，调整所述星座信息与子阵列的映射关系，所述第二系统参数包括如下至少一项：所述电磁超表面阵列的形状和大小、天馈天线的特性、载波频率、所述电磁超表面阵列与天馈天线之间的距离；或者，接收指示信息，所述指示信息用于指示所述星座信息与子阵列的映射关系；或者，根据参考信号的空口测量信息，调整所述星座信息与子阵列的映射关系。
35.一种通信装置，其特征在于，包括处理器，所述处理器与存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述通信装置执行如权利要求1至17中任一项所述的方法。
36.根据权利要求35所述的装置，其特征在于，所述处理器和所述存储器集成在一起。
37.一种芯片，其特征在于，包括通信接口和集成电路，所述集成电路用于根据如权利要求1至17中任一项所述的方法处理通过所述通信接口获取到的所述第一待发送数据，获得所述调制后的所述第一待发送数据对应的载波信号并通过所述通信接口输出。
38.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，实现如权利要求1至17中任一项所述的方法。
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