CN117081637A - 独立于网络的智能反射表面 - Google Patents

Abstract

本公开涉及独立于网络的智能反射表面。本发明提供了一种用户装备(UE)设备，该UE设备可以使用从独立于网络的智能反射表面(IRS)反射的信号来与基站通信。该UE设备和该IRS可以形成虚拟UE设备的一部分，该虚拟UE设备的部件通过与该基站的控制平面和数据平面分开的信道控制平面(CCP)彼此通信以及与其他虚拟UE设备通信。该CCP可用于执行针对该虚拟UE设备的控制功能，诸如信道估计、同步、调度、感测和波束成形。该IRS可以由该UE设备、服务控制器或其自身控制。将该UE设备和IRS分组到虚拟UE设备中可保持该IRS的存在对该网络透明的结构，同时允许该UE设备相对于在该IRS被注册到该网络时具有更有益的信道传播属性。

Description

独立于网络的智能反射表面

本申请要求于2023年3月9日提交的美国专利申请18/181,130号以及于2022年5月16日提交的美国临时专利申请63/342,489号的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线电路的电子设备。

背景技术

电子设备常具备无线能力。具有无线能力的电子设备具有包括一个或多个天线的无线电路。无线电路用于使用由天线传送的射频信号执行通信。

由于电子设备上的软件应用程序随着时间变得更加数据密集，因此对支持以更高数据速率进行无线通信的电子设备的需求已经增加。然而，由电子设备支持的最大数据速率受到射频信号的频率的限制。随着射频信号的频率增加，可能变得越来越难以执行令人满意的无线通信，因为信号经历显著的空中衰减并且通常需要视线。

发明内容

用户装备(UE)设备可以使用从智能反射表面(intelligent reflectingsurface，IRS)反射的无线信号与外部装备通信。IRS可以是对外部装备透明的独立于网络的IRS。外部装备可因此经由IRS与UE设备通信，如同其正在直接与UE设备通信一样(例如，出于信道估计和波束成形的目的)。同时，UE设备和IRS可以形成虚拟UE设备的一部分。虚拟UE设备可包括IRS，以及可选地包括服务控制器。虚拟UE设备的部件可通过专用信道控制平面(CCP)彼此通信以及/或者与其他虚拟UE设备通信。CCP可不同于外部装备的控制平面和数据平面，其用于在UE设备和外部装备之间传送无线信号。

CCP可用于执行虚拟UE设备的控制功能。由于IRS是独立于网络的，因此IRS可以由UE设备、由服务控制器、或由其自身(例如，作为自控IRS)来控制。CCP可用于使UE设备彼此同步、使UE设备与IRS同步，以及/或者选择主UE设备来控制IRS中的每一者。主UE设备或服务控制器可以使用CCP来向UE设备传输蜂窝配置参数、调度信息和/或信道数据。主UE设备或服务控制器可以使用CCP来调度IRS-UE信道测量、向IRS传输调度信息，以及/或者基于信道测量来生成(或发起/分配计算责任)用于IRS的波束成形系数。UE设备可以生成用于生成波束成形系数的信道测量，以及/或者可基于信道测量生成波束成形系数，并且可通过CCP通知其他UE设备、IRS和/或服务控制器。CCP可用于向IRS传输波束成形系数。当自控时，IRS可以为其自身生成信道测量和/或波束成形系数，并且可以使用CCP来通知UE设备和服务控制器。IRS可以使用波束成形系数来反射UE设备与外部装备之间的信号。

基于将通过CCP传输的数据的类型，CCP可以利用不同的物理接口或无线电接入技术。主UE设备或服务控制器可以选择并且调度用于CCP的物理接口。UE设备和IRS可以使用CCP来执行外部对象的射频感测(例如，使用同时定位和映射(SLAM)过程)。IRS可以使用CCP来向紧邻的UE设备传输标识符或其他信息以帮助将来自不同虚拟UE设备的UE设备同步在一起。在虚拟UE设备的结构和IRS的存在对网络保持透明时，将UE设备和IRS逻辑地分组到虚拟UE设备中以用于生成信道测量并且通过CCP控制IRS可允许UE设备在与外部装备通信时相对于其中IRS已知并且被注册到网络的示例具有更有益的信道传播属性。

本公开的一方面提供了一种操作具有用户装备(UE)设备、无线基站以及智能反射表面(IRS)的系统的方法。该方法可包括经由信道控制平面(CCP)在虚拟UE设备内无线地传送控制信号，该虚拟UE设备包括UE设备和IRS。该方法可包括使用CCP用波束成形系数集合来配置IRS上的天线元件。该方法可包括当天线元件配置有波束成形系数集合时，在IRS处反射无线基站与UE设备之间的无线信号，无线信号执行无线基站的不同于CCP的控制平面和数据平面的功能。

本公开的一个方面提供了一种电子设备。电子设备可包括一个或多个天线，该一个或多个天线被配置为经由从智能反射表面(IRS)的反射向外部装备传输无线信号，无线信号在外部装备的控制平面和数据平面上操作。电子设备可包括发射器，该发射器被配置为使用一个或多个天线来通过与外部装备的控制平面和数据平面不同的信道控制平面(CCP)向IRS传输控制IRS的操作的控制信号。

本公开的一个方面提供了一种操作智能反射表面(IRS)的方法。该方法可包括在一个或多个处理器处生成表征IRS与一个或多个用户装备(UE)设备之间的射频传播的信道测量。该方法可包括在一个或多个处理器处基于信道测量来生成波束成形系数。该方法可包括使用配置有波束成形系数的一组天线元件反射一个或多个UE设备与无线基站之间的无线信号。

附图说明

图1是根据一些实施方案的具有用户装备(UE)设备、外部通信装备和智能反射表面(IRS)的例示性通信系统的示意性框图。

图2是示出根据一些实施方案的UE设备和至少一个独立于网络的IRS可如何逻辑地形成在网络看来是没有IRS的UE设备的例示性虚拟UE设备的图。

图3是示出根据一些实施方案的例示性的独立于网络的IRS可如何并发地形成两个不同虚拟UE设备的一部分的图。

图4是示出根据一些实施方案在网络与虚拟UE设备之间传送的信号可如何由信道系数来表征的图。

图5是根据一些实施方案的在使用专用信道控制平面(CCP)来使用一个或多个UE设备、一个或多个独立于网络的IRS以及可选地使用服务控制器来建立和操作一个或多个虚拟UE设备时涉及到的例示性操作的流程图。

图6是根据一些实施方案的在使用外部通信装备来与虚拟UE设备内的UE设备通信时涉及到的例示性操作的流程图。

图7是示出根据一些实施方案的例示性自控的独立于网络的IRS可如何反射多个UE设备与相应的网络之间的信号的图。

图8是示出根据一些实施方案的服务控制器可如何使用CCP来控制多个独立于网络的IRS以反射外部通信装备与多个UE设备之间的信号的图。

图9是示出根据一些实施方案的UE设备和独立于网络的IRS可如何使用不同的无线电接入技术(RAT)通过CCP进行通信的图。

图10是示出根据一些实施方案的例示性UE设备可如何使用CCP和一个或多个独立于网络的IRS来对外部对象执行射频感测的图。

图11是示出根据一些实施方案的例示性UE设备可如何标识与不同UE设备相关联的独立于网络的IRS的图。

具体实施方式

图1是用于在通信终端之间传送无线数据的例示性通信系统8(在本文中有时被称为通信网络8)的示意图。通信系统8可包括网络节点(例如，通信终端)。网络节点可包括用户装备(UE)，诸如一个或多个UE设备10。网络节点还可包括外部通信装备(例如，除UE设备10之外的通信装备)，诸如外部通信装备34。外部通信装备34(本文中有时简称为外部装备34)可包括一个或多个电子设备并且可以为例如无线基站、无线接入点或其他无线装备。UE设备10和外部通信装备34彼此可使用无线通信链路来通信。如果需要，UE设备10可与外部装备34进行无线通信，而无需通过通信系统8中的任何其他居间网络节点传递通信(例如，UE设备10可与外部装备34直接无线通信)。

外部装备34可以经由有线和/或无线链路可通信地耦接到较大通信网络4中的一个或多个其他网络节点6。网络4可包括一个或多个有线通信链路(例如，使用电缆诸如以太网电缆、射频电缆诸如同轴电缆或其他传输线、光纤或其他光缆等形成的通信链路)、一个或多个无线通信链路(例如，在英寸、英尺或数十英尺的范围内操作的短程无线通信链路，在数百英尺、数千英尺、英里或数十英里的范围内操作的中程无线通信链路和/或在数百或数千英里的范围内操作的远程无线通信链路，等)、通信网关、无线接入点、基站、交换机、路由器、服务器、调制解调器、中继器、电话线、网卡、线路卡、端口、用户装备(例如，计算设备、移动设备等)等。网络4可包括使用这些部件或其他部件耦接在一起的通信(网络)节点或终端(例如，网状网络、中继网络、环形网络、局域网、无线局域网、个人局域网、云网络、星形网络、树形网络或具有其他网络拓扑的通信节点网络中的一些或全部)、互联网、这些的组合等。UE设备10可经由外部装备34发送数据到网络4中的其他节点或终端和/或可从所述其他节点或终端接收数据(例如，外部装备34可作为用户装备设备10与较大通信网络的其余部分之间的接口)。网络4可以由对应的网络服务提供商(例如，蜂窝网络运营商)管理、操作、控制或运行。

图1的用户装备(UE)设备10是电子设备(在本文中有时被称为电子设备10或设备10)并且可以是：计算设备，诸如膝上型计算机、台式计算机、包含嵌入式计算机的计算机监测器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或者其他手持式或便携式电子设备；较小的设备，诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、嵌入在眼镜中的设备、护目镜；或者佩戴在用户头部上的其他装备；或者其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备安装在信息亭或汽车中的系统)、连接无线互联网的语音控制的扬声器、家庭娱乐设备、遥控设备、游戏控制器、外围用户输入设备、实现这些设备中的两个或更多个设备的功能的装备；或者其他电子装备_。

如图1中的功能框图所示，UE设备10可包括位于电子设备外壳诸如外壳12上或该外壳内的部件。外壳12(有时可以称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝、金属合金等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些情况下，外壳12的部分或全部可由电介质或其他低电导率材料(例如，玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石等)形成。在其他情况下，外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。

UE设备10可包括控制电路14。控制电路14可包括存储装置，诸如存储电路16。存储电路16可包括硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等。存储电路16可包括集成在设备10内的存储装置和/或可移动存储介质。

控制电路14可包括处理电路，诸如处理电路18。处理电路18可用于控制设备10的操作。处理电路18可包括一个或多个处理器、微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等。控制电路14可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在设备10中执行操作的软件代码可以存储在存储电路16(例如，存储电路16可以包括存储软件代码的非暂态(有形)计算机可读存储介质)上。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。存储在存储电路16上的软件代码可由处理电路18来执行。

控制电路14可用于运行设备10上的软件，诸如卫星导航应用程序、互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装备进行交互，控制电路14可用于实现通信协议。可使用控制电路14实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网(WLAN)协议(例如，IEEE802.11协议——有时被称为)、诸如/>协议或其他无线个域网(WPAN)协议等用于其他短距离无线通信链路的协议、IEEE 802.11ad协议(例如，超宽带协议)、蜂窝电话协议(例如，3G协议、4G(LTE)协议、3GPP第五代(5G)新空口(NR)协议、第六代(6G)协议、次THz协议、THz议等)、天线分集协议、卫星导航系统协议(例如，全球定位系统(GPS)协议、全球导航卫星系统(GLONASS)协议等)、基于天线的空间测距协议、光学通信协议或任何其他期望的通信协议。每种通信协议可与对应的无线电接入技术(RAT)相关联，该无线电接入技术指定用于实现该协议的物理连接方法。

UE设备10可包括输入-输出电路20。输入-输出电路20可包括输入-输出设备22。输入-输出设备22可用于允许将数据提供到UE设备10并且允许将数据从UE设备10提供到外部设备。输入-输出设备22可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入-输出部件。例如，输入-输出设备22可包括触摸传感器、显示器(例如，触敏显示器和/或力敏显示器)、发光部件诸如没有触摸传感器能力的显示器、按钮(机械、电容、光学等)、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、运动传感器(加速度计、陀螺仪和/或检测运动的罗盘)、电容传感器、接近传感器、磁传感器、力传感器(例如，耦接到显示器以检测施加到显示器的压力的力传感器)、温度传感器等。在一些配置中，键盘、耳机、显示器、指向设备诸如触控板、鼠标和操纵杆以及其他输入-输出设备可以使用有线或无线连接耦接至UE设备10(例如，输入-输出设备22中的一些可为经由有线或无线链路耦接至UE设备10的主处理单元或其他部分的外围设备)。

输入-输出电路20可包括无线电路24以支持无线通信。无线电路24(在本文中有时被称为无线通信电路24)可包括基带电路诸如基带电路26(例如，一个或多个基带处理器和/或在基带处操作的其他电路)、射频(RF)收发器电路诸如收发器28，以及一个或多个天线30。如果需要，无线电路24可包括多个天线30，多个天线被布置成相控天线阵列(有时被称为相控阵列天线)，该相控天线阵列在可以在不同方向上被操纵的对应的信号波束内传送射频信号。基带电路26可通过一个或多个基带数据路径耦接到收发器28。收发器28可通过一个或多个射频传输线路径32耦接到天线30。如果需要，射频前端电路可设置在收发器28和天线30之间的射频传输线路径32上。

在图1的示例中，为了清楚起见，无线电路24被示出为仅包括单个收发器28和单个射频传输线路径32。一般来讲，无线电路24可包括任何期望数量的收发器28、任何期望数量的射频传输线路径32和任何期望数量的天线30。每个收发器28可通过相应的射频传输线路径32耦接到一个或多个天线30。射频传输线路径32可耦接到一个或多个天线30上的天线馈电部。每个天线馈电部可例如包括正天线馈电端子和接地天线馈电端子。射频传输线路径32可具有耦接到正天线馈电端子的正传输线信号路径，并且可具有耦接到接地天线馈电端子的接地传输线信号路径。该示例仅仅是例示性的，并且一般来讲，天线34可使用任何期望的天线馈电方案来馈电。

射频传输线路径32可包括用于路由设备10内的射频天线信号的传输线。设备10中的传输线可包括同轴电缆、微带传输线、带状线传输线、边缘耦接的微带传输线、边缘耦接的带状线传输线、由这些类型的传输线的组合形成的传输线等。设备10中的传输线诸如射频传输线路径32中的传输线可集成到刚性和/或柔性印刷电路板中。在一个实施方案中，射频传输线路径诸如射频传输线路径32还可包括传输线导体，这些传输线导体集成在多层层压结构(例如，在没有介入粘合剂的情况下层压在一起的导电材料(诸如铜)和介电材料(诸如树脂)的层)内。如果需要，多层层压结构可在多个维度(例如，二维或三维)上折叠或弯曲，并且可在弯曲之后保持弯曲或折叠形状(例如，多层层压结构可被折叠成特定的三维结构形状以围绕其他设备部件布线并且可为足够刚性的以在折叠之后保持其形状而不用加强件或其他结构保持在适当的位置)。层压结构的所有多个层可以在没有粘合剂的情况下分批层压在一起(例如，在单个压制过程中)(例如，与进行多个压制过程以将多个层用粘合剂层压在一起相反)。

在执行无线传输时，基带电路26可以向收发器28提供基带信号(例如，包括用于传输的无线数据的基带信号)。收发器28可包括用于将从基带电路26接收的基带信号转换为对应的射频信号(例如，用于将无线数据调制到一个或多个载波上以供传输、合成发射信号等)的电路。例如，收发器28可包括用于在通过天线30发射之前将基带信号上转换为射频的混频器电路。收发器28还可包括用于在数字域与模拟域之间转换信号的数模转换器(DAC)电路和/或模数转换器(ADC)电路。收发器28可以经由射频传输线路径32通过天线30传输射频信号。天线30可通过将射频信号辐射到自由空间中来将射频信号发射到外部无线装备。

在执行无线接收时，天线30可从外部装备34接收射频信号。所接收的射频信号可以经由射频传输线路径32传送到收发器28。收发器28可包括用于将所接收的射频信号转换为对应基带信号的电路。例如，收发器28可包括用于在将基带信号传送到基带电路26之前将所接收的射频信号下变频到基带频率的混频器电路，并且可包括用于从所接收的信号解调无线数据的解调电路。

设置在射频传输线路径32上的前端电路可包括射频前端部件，射频前端部件对通过射频传输线路径32传送的射频信号进行操作。如果需要，射频前端部件可形成在一个或多个射频前端模块(FEM)内。每个FEM可包括公共基板，诸如用于FEM中的每个射频前端部件的印刷电路板基板。前端电路中的射频前端部件可包括切换电路(例如，一个或多个射频开关)、射频滤波器电路(例如，低通滤波器、高通滤波器、陷波滤波器、带通滤波器、多路复用电路、双工器电路、同向双工器电路、三工器电路等)、阻抗匹配电路(例如，有助于使天线30的阻抗与射频传输线路径32的阻抗匹配的电路)、天线调谐电路(例如，调节天线30的频率响应的电容器、电阻器、电感器和/或开关的网络)、射频放大器电路(例如，功率放大器电路和/或低噪声放大器电路)、射频耦合器电路、电荷泵电路、功率管理电路、数字控制和接口电路、和/或对天线30所传输和/或接收的射频信号操作的任何其他期望的电路。

虽然为了清楚起见，在图1的示例中，控制电路14被示出为与无线电路24分开，但是无线电路24可包括处理电路和/或存储电路，该处理电路形成处理电路18的一部分，该存储电路形成控制电路14的存储电路16的一部分(例如，控制电路14的各部分可在无线电路24上实现)。作为一个示例，基带处理器26和/或收发器28的部分(例如，收发器28上的主机处理器)可形成控制电路14的一部分。基带电路26可例如访问控制电路14(例如，存储电路16)上的通信协议栈以：在PHY层、MAC层、RLC层、PDCP层、SDAP层和/或PDU层执行用户平面功能；和/或在PHY层、MAC层、RLC层、PDCP层、RRC层和/或非接入层执行控制平面功能。

如本文所用，术语“传送无线信号”意指无线信号的发射和/或接收(例如，用于执行与外部无线通信装备的单向和/或双向无线通信)。天线30可通过将信号辐射到自由空间中(或通过居间设备结构诸如介电覆盖层辐射到自由空间)来发射无线信号。除此之外或另选地，天线30可(例如，通过居间设备结构诸如介电覆盖层)从自由空间接收无线信号。天线30对无线信号的发射和接收各自涉及由天线的操作频带内的无线信号对天线中的天线谐振(辐射)元件上的天线电流的激励或谐振。

收发器电路26可使用天线30发射和/或接收无线信号，这些无线信号在设备10与外部通信装备34(例如，一个或多个其他设备，诸如设备10、无线接入点或基站等)之间传送无线通信数据。无线通信数据可双向地或单向地传送。无线通信数据可例如包括已编码到对应数据包中的数据，诸如与电话呼叫相关联的无线数据、流媒体内容、互联网浏览、与在设备10上运行的软件应用程序相关联的无线数据、电子邮件消息等。

除此之外或另选地，无线电路24可使用天线30执行无线(射频)感测操作。感测操作可允许设备10检测(例如，感测或识别)设备10外部对象的存在、位置、取向和/或速度(运动)。控制电路14可使用外部对象的所检测到的存在、位置、取向和/或速度执行任何期望的设备操作。作为示例，控制电路14可使用外部对象的所检测到的存在、位置、取向和/或速度识别用于在设备10上运行的一个或多个软件应用程序的对应用户输入，诸如由用户的手或其他身体部位执行或由外部触控笔、游戏控制器、头戴式设备或其他外围设备或附件执行的手势输入，以确定一个或多个天线30何时需要被禁用或设置有降低的最大发射功率电平(例如，以用于满足对射频暴露的监管限制)，以确定如何导引(形成)由用于无线电路24的天线30产生的射频信号波束(例如，在天线30包括天线30的相控阵列的情况下)，以映射或建模设备10周围的环境(例如，以产生设备10所位于的房间的软件模型以供由增强现实应用程序、游戏应用程序、地图应用程序、家居设计应用程序、工程应用程序等使用)、以检测在设备10附近(例如，周围)或在设备10的用户的运动方向上障碍物的存在等。感测操作可以例如涉及感测信号(例如，雷达波形)的传输、对应的反射信号的接收(例如，从外部对象反射的传输波形)，以及传输信号和所接收到的反射信号的处理(例如，使用雷达方案)。

无线电路24可在电磁频谱的对应频带(在本文中有时被称为通信带或简称为“带”)内发射和/或接收无线信号。由无线电路24处理的频带可以包括无线局域网(WLAN)频带(例如，(IEEE 802.11)或其他WLAN通信频带)诸如2.4GHz WLAN频带(例如，2400MHz至2480MHz)、5GHz WLAN频带(例如，5180MHz至5825MHz)、/>6E频带(例如，5925MHz至7125MHz)和/或其他/>频带(例如，1875MHz至5160MHz)；无线个人区域网(WPAN)频带诸如2.4GHz />频带或其他WPAN通信频带；蜂窝电话频带(例如，约600MHz至约5GHz的频带、3G频带、4G LTE频带、低于10GHz的5G新空口频率范围1(FR1)频带、在20GHz和60GHz之间的5G新空口频率范围2(FR2)频带、高于约100GHz的次THz或THz频率的6G频带等)；10GHz至100GHz之间的其他厘米或毫米波频带；近场通信频带(例如，13.56MHz)；卫星导航频带(例如，1565MHz至1610MHz的GPS频带、全球卫星导航系统(GLONASS)频带、北斗卫星导航系统(BDS)频带等)；在IEEE 802.15.4协议和/或其他超宽带通信协议下工作的超宽带(UWB)频带；在3GPP无线通信标准族下的通信频带；在IEEE802.XX标准族下的通信频带，和/或任何其他期望的感兴趣的频带。

随时间推移，电子设备(诸如设备10)上的软件应用程序已变得越来越数据密集。因此，电子设备上的无线电路需要以越来越高的数据速率支持数据传输。一般来讲，由无线电路支持的数据速率与由无线电路传送的无线信号的频率成比例(例如，与较低频率相比，较高频率可支持更高数据速率)。无线电路24可传送厘米和毫米波信号以支持相对高的数据速率(例如，因为厘米和毫米波信号处于介于约10GHz与100GHz之间的相对高频率)。然而，由厘米和毫米波信号支持的数据速率仍然可能不足以满足设备10的所有数据传输需求。为了支持甚至更高数据速率，诸如高达5Gbps-100Gbps或更高的数据速率，无线电路24可传送处于大于约100GHz的频率的无线信号。

如图1所示，无线电路24可以向外部装备34传输无线信号46并且/或者可以从外部装备34接收无线信号46。无线信号46可以是频率大于约100GHz(例如，介于100GHz与1THz之间、介于80GHz与10THz之间、介于100GHz与10THz之间、介于100GHz与2THz之间、介于200GHz与1THz之间、介于300GHz与1THz之间、介于300GHz与2THz之间、介于70GHz与2THz之间、介于300GHz与10THz之间、介于100GHz与800GHz之间、介于200GHz与1.5THz之间、或在任何期望的次THz、THz、THF、或次毫米频带(诸如6G频带)内)的极高频(THF)信号(例如，次THz或THz信号)，可以是介于10GHz与约70GHz之间的毫米(mm)或厘米(cm)波信号(例如，5G NR FR2信号)，或者可以是频率小于10GHz的信号(例如，5G NR FR1信号、LTE信号、3G信号、2G信号、WLAN信号、蓝牙信号、UWB信号等)。如果需要，由THF信号支持的高数据速率可由设备10利用，以执行蜂窝电话语音和/或数据通信(例如，同时支持空间多路复用以提供另外的数据带宽)，以执行空间测距操作诸如雷达操作来检测在设备10外部的对象的存在、位置和/或速度，以执行汽车感测(例如，具有增强的安全性)，以对设备10的用户或另一个人执行健康/身体监测，以执行气体或化学检测，以在设备10与另一个设备或外围设备之间形成高数据速率无线连接(例如，以在设备10上的显示驱动器与显示超高分辨率视频的显示器之间形成高数据速率连接)，以形成远程无线电头(例如，灵活的高数据速率连接)，以在设备10内形成支持高数据速率的THF芯片到芯片连接(例如，其中设备10中第一芯片上的一个天线30将THF信号32传输到设备10中第二芯片上的另一个天线30)和/或以执行任何其他期望的高数据速率操作。

在无线电路24传送THF信号的具体实施中，无线电路可包括电光电路。电光电路可包括生成第一光学本地振荡器(LO)信号和第二光学LO信号的光源。第一光学LO信号和第二光学LO信号可按无线信号46的预期频率在频率上分离。可以将无线数据调制到第一光学LO信号上，并且可以向光学LO信号中的一者提供光学相移(例如，以执行波束成形)。第一光学LO信号和第二光学LO信号可以照射光电二极管，该光电二极管在由第一光学LO信号和第二光学LO信号照射时在无线信号46的频率下产生电流。对应的天线30的天线谐振元件可以传送由光电二极管产生的电流并且可以辐射对应的无线信号46。这仅仅是例示性的，并且一般来讲，无线电路24可以使用任何期望的技术来生成无线信号46。

可使用任何期望的天线结构来形成天线30。例如，天线30可包括具有谐振元件的天线，该天线由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋形天线结构、单极子天线、偶极子(例如，平面偶极天线，诸如蝴蝶结天线)、这些设计的混合等形成。天线30中可包括寄生元件以调节天线性能。

如果需要，可以将天线30中的两个或更多个天线集成到相控天线阵列(本文中有时称为相控阵列天线或天线元件阵列)中。相控天线阵列中的每个天线30形成相控天线阵列的相应的天线元件。相控天线阵列中的每个天线30具有相应的相位和幅度控制器，该相位和幅度控制器将由该天线传送的射频信号赋予相应的相位和幅度。相应的相位和幅度可以被(例如，由控制电路14)选择以将由相控天线阵中的天线30传送的射频信号配置为相长干涉和相消干涉，使得射频信号共同形成指向对应的波束指向方向(例如，峰增益的方向)的信号波束(例如，无线信号46的信号波束)。控制电路可以调整相位和幅度以随时间推移改变(操纵)信号波束的取向(例如，波束指向方向)以指向其他方向。该过程有时在本文中也可称为波束成形。波束成形可以提升无线信号46的增益以帮助克服空中衰减，并且即使当UE设备10的位置和取向改变时，信号波束也可以随时间推移被操纵以指向外部装备34。

如图1所示，外部装备34还可以包括控制电路36(例如，具有与UE设备10中的控制电路14类似的部件和/或功能的控制电路)和无线电路38(例如，具有与UE设备10中的无线电路24类似的部件和/或功能的无线电路)。无线电路38可包括耦接到两个或更多个天线44(例如，具有与UE设备10中的天线30类似的部件和/或功能性的天线)的基带电路40和收发器42(例如，具有与UE设备10中的收发器电路28类似的部件和/或功能性的收发器电路)。天线44可被布置在一个或多个相控天线阵列(例如，执行类似于UE设备10上的天线30的相控天线阵列的波束成形的相控天线阵列)中。外部装备34可以使用无线电路38来将无线信号46的信号波束传输到UE设备10(例如，作为在下行链路方向上传输的下行链路(DL)信号)以及/或者接收由UE设备10传输的无线信号46的信号波束(例如，作为在上行链路方向上传输的上行链路(UL)信号)。

虽然在高频率下的通信允许极高的数据速率(例如，大于100Gbps)，但如此高频率的无线信号46在空中传播期间经历显著的衰减。将天线30和天线44集成到相控天线阵列中有助于通过提高信号波束内的信号增益来抵消这种衰减。然而，信号波束是高度定向的并且可能需要UE设备10与外部装备34之间的视线(LOS)。如果在外部装备34与UE设备10之间存在外部对象，则外部对象可以阻挡UE设备10与外部装备34之间的LOS，这可中断使用无线信号46的无线通信。如果需要，可以使用智能反射表面来允许UE设备10和外部装备34继续使用无线信号46进行通信，即使当外部对象阻塞UE设备10和外部装备34之间的LOS时也是如此(或者每当外部装备34和UE设备10之间的直接空中通信以其他方式表现出低于最佳性能的性能时)。

如图1所示，系统8可包括一个或多个智能反射表面，诸如智能反射表面(IRS)50。IRS 50有时也可以被称为智能可重配置表面、智能反射表面、可重配置或反射智能表面(RIS)、反射表面、或可重配置表面。外部装备34可通过视线(LOS)路径与UE设备10分离。在一些情况下，外部对象诸如对象51可以阻塞LOS路径。例如，对象51可以是建筑物的一部分诸如壁、窗、地板或天花板(例如，当UE设备10位于内部时)、家具、身体或身体部位、动物、盥洗室壁、车辆、景观特征、或可能阻塞外部装备34与UE设备10之间的LOS路径的其他障碍物或对象。

在不存在外部对象51的情况下，外部装备34可以形成在UE设备10的取向上定向的无线信号46的对应的信号波束，并且UE设备10可以形成在外部装备34的取向上定向的无线信号46的对应的信号波束。然后，UE设备10和外部装备34可以在它们相应的信号波束和LOS路径上传送无线信号46。然而，外部对象51的存在防止无线信号46在LOS路径上传送。

IRS 50可被放置或部署在系统8内，以便允许IRS 50反射UE设备10与外部装备34之间的无线信号46，而不管LOS路径内是否存在外部对象51。更一般地，当经由IRS 50的反射提供相对于LOS路径的优良射频传播条件而不管外部对象51的存在时(例如，当外部装备34与IRS 50之间的LOS路径以及IRS 50与UE设备10之间的LOS路径表现出比UE设备10与外部装备34之间的直接LOS路径优良的传播/信道条件时)，IRS 50可被用来反射UE设备10与外部装备34之间的无线信号46。当IRS 50被放置在系统8内时，外部装备34可以向IRS 50传输无线信号46(例如，在朝向IRS 50而非朝向UE设备10的信号波束内)并且IRS 50可以向UE设备10反射无线信号，如箭头54所示。相反，UE设备10可以朝向IRS 50传输无线信号46(例如，在朝向IRS 50而非朝向外部装备34定向的信号波束内)，并且IRS 50可以朝向外部装备34反射无线信号，如箭头56所示。

IRS 50是包括具有用于执行外部装备34与UE设备10之间的通信的可重新配置属性的工程材料的二维表面的电子设备。IRS 50可包括在底层基板上的天线元件48的阵列。基板可以是刚性或柔性印刷电路板、封装、塑料基板、超材料或任何其他期望的基板。基板可以是平面的或可以在一个或多个维度上弯曲。如果需要，基板和天线元件48可以被封闭在外壳内。外壳可以由对无线信号46透明的材料形成。如果需要，可以将IRS 50设置(例如，分层)到下面的电子设备上。IRS 50还可以设置有安装结构(例如，粘合剂、支架、框架、螺钉、销、夹子等)，这些安装结构可用于将IRS 50附连或附连到底层结构诸如另一个电子设备、壁、天花板、地板、家具等。作为示例，将IRS 50设置在天花板、壁、窗、柱、柱子上，或者设置在房间的角落(例如，两个壁相交的角落、壁与地板或天花板相交的角落、两个壁与地板相交的角落、或者两个壁与天花板相交的角落)处或附近可特别有助于允许IRS 50反射可能存在的各种对象51周围在外部装备34和UE设备10之间的无线信号(例如，当外部装备34位于外部而UE设备10位于内部时，当外部装备34和UE设备10两者位于内部或外部时，等等)。

IRS 50是无源自适应控制反射表面和包括帮助控制天线元件48的操作的控制电路52(例如，控制电路诸如控制电路14中的一个或多个处理器)的用电设备。当电磁(EM)能量波(例如，无线信号46的波)入射到IRS 50上时，该波经由每个天线元件48的重新辐射而被每个天线元件48反射，具有相应的相位和振幅响应。天线元件48可包括无源反射器(例如，天线谐振元件)。每个天线元件48可包括耦接到对应的天线谐振元件的可调整设备，该可调整设备由控制电路52编程、设置和/或(例如，使用包括相应的波束成形系数的控制信号)控制为配置该天线元件48以相应的相位和振幅响应反射入射EM能量。可调整设备可以是可编程光电二极管、可调整阻抗匹配电路、可调整移相器、可调整放大器、变容二极管、天线调谐电路，等等。

IRS 50上的控制电路52可基于每元件或每元件组的基础上配置天线元件48的反射响应(例如，其中每个天线元件具有相应的编程的相位和振幅响应，或者天线元件的不同集合/组中的天线元件各自被编程为跨该集合/组共享相同的相应的相位和振幅响应，但在集合/组之间具有不同的相位和振幅响应)。整个IRS的散射、吸收、反射和衍射性质因此可以随时间推移改变并且被控制(例如，通过在IRS上运行的软件或可通信地耦接到IRS的其他设备诸如外部装备34或UE设备10)。实现天线元件48的每元件相位和振幅响应的一种方式是通过调整天线元件48的阻抗来进行，从而控制确定重新辐射信号的振幅和相位的变化的复反射系数。IRS 50上的控制电路52可以配置天线元件48以表现出用于将从特定入射角入射的无线信号46反射到特定的输出角上的阻抗。可以调整天线元件48(例如，天线阻抗)以改变入射无线信号46从IRS 50反射的角度。

例如，IRS 50上的控制电路可以配置天线元件48以朝向UE设备10反射由外部装备34传输的无线信号46(如箭头54所示)并且朝向外部装备34反射由UE设备10传输的无线信号46(如箭头56所示)。在该示例中，控制电路36可以配置(例如，编程)外部装备34上的天线44的相控阵列以形成朝向IRS 50定向的信号波束，控制电路14可以配置(例如，编程)UE设备10上的天线30的相控阵列以形成朝向IRS 50定向的信号波束，控制电路52可以配置(例如，编程)天线元件48以接收并且重新辐射(例如，有效地反射)从外部装备34的方向朝向UE设备10的方向入射的无线信号(如箭头54所示)，并且控制电路52可以配置(例如，编程)天线元件48以接收并且重新辐射(例如，有效地反射)从UE设备10的方向朝向外部装备34的方向入射的无线信号(如箭头56所示)。可以使用相应的波束成形系数来配置天线元件。IRS50上的控制电路52可以随时间推移设置和调整耦接到天线元件48的可调整设备(例如，可以设置和调整天线元件48的阻抗)以将从不同的所选择的入射角入射的无线信号46反射到不同的所选择的输出角上。

为了最小化IRS 50的成本、复杂性和功率消耗，IRS 50可仅包括控制和操作天线元件48以反射无线信号46所需的部件和控制电路。此类部件和控制电路可包括例如天线元件48的可调整设备，根据需要改变天线元件48的相位和幅度响应，从而改变IRS 50反射无线信号46的方向。部件可包括例如调整天线元件48的阻抗以使得每个天线元件表现出相应的复反射系数的部件，该复反射系数确定由每个天线元件产生的经反射(重新辐射)信号的相位和振幅(例如，使得跨阵列反射的信号相长和相消地干涉以在对应的波束指向方向上形成经反射的信号波束)。否则将存在于UE设备10或外部装备34中的所有其他部件可以从IRS 50中省略。例如，IRS 50不包括基带电路(例如，基带电路26或40)并且不包括耦接到天线元件48的收发器电路(例如，收发器42或收发器28)。因此，天线元件48和IRS 50不生成用于传输的无线数据，不合成用于传输的射频信号，并且不接收和解调射频信号。IRS 50也可以在没有显示器或用户输入设备的情况下实现。换句话讲，IRS 50上的控制电路可以调整天线元件48以引导和操纵所反射的无线信号46，而不使用天线元件48来执行任何数据传输或接收操作，并且不使用天线元件48来执行射频感测操作。

这可用于最小化IRS 50的硬件成本和功率消耗。如果需要，IRS 50还可包括一个或多个天线(例如，与用于反射无线信号46的天线元件48分开的天线)以及使用一个或多个天线(例如，使用控制信道平面)来与外部装备34或UE设备10传送控制信号的对应的收发器/基带电路。此类控制信号可用于结合外部装备34和/或UE设备10来协调IRS 50的操作，但与传输或接收无线信号46相比需要低得多的数据速率并且因此需要少得多的处理资源和少得多的功率。这些控制信号可例如由UE设备10传输以配置天线元件48的相位和量值响应(例如，控制信号可以传送波束成形系数)。这可允许从IRS 50卸载天线元件48的相位和幅度响应的计算，从而进一步减少IRS 50所需的处理资源和功率。在其他具体实施中，IRS50可以是包括用于生成其自身的相位和幅度响应和/或用于协调多个UE设备之间的通信(例如，在作为服务的IRS(IRS-as-a-service)配置中)的处理电路的自控IRS。

以此方式，当对象51阻塞外部装备34之间的LOS路径时以及/或者当从外部装备34到IRS 50以及从IRS 50到UE设备10的传播条件以其他方式优于从外部装备34到UE设备10的传播条件时，IRS 50可以帮助在外部装备34与UE设备10之间中继无线信号46。例如，仅单个IRS 50可以将UE设备10的信号与干扰加噪声比(SINR)增加多达+20dB，并且可相对于没有IRS的环境增加有效信道等级。同时，IRS 50仅包括处理资源并且消耗执行控制过程所需的功率，从而最小化IRS 50的成本并且最大化IRS 50可被放置在环境中的灵活性。

在一些情况下，网络4考虑IRS 50以形成网络4的网络节点。在这些情况下，IRS 50被注册到网络4，因此网络4的部件(例如，外部装备34)知晓系统8内的IRS 50的存在、位置和/或操作参数。然而，当网络4知晓IRS 50的存在时，外部装备34基于IRS 50的已知存在来调整其通信操作、调度和/或波束成形以经由IRS 50与UE设备10通信(例如，通过基于外部装备34与IRS 50之间的信道测量来执行波束成形)。这可能不必要地使针对网络4的通信调度复杂化，并且可能不期望地限制在调度与UE设备10的通信中使用的信道传播属性(例如，因为在知道IRS 50的情况下作出的网络决策对于由IRS服务的UE设备10而言可能不是最优的，网络决策通常能够比网络更好地表征IRS与UE设备之间的信道传播属性)。

为了减轻这些问题，IRS 50可以是对网络4的节点和外部装备34完全透明(例如，未知或不可见)的独立于网络的(NI)IRS。因此，IRS 50在本文中有时可被称为NI IRS 50。为了形成NI IRS，至少一个IRS 50和UE设备10可被逻辑地分组在一起以共同形成与外部装备34和网络4通信的单个虚拟UE设备。

图2是示出UE设备10和IRS 50可如何逻辑地形成与网络4通信的虚拟UE设备的图。如图2所示，UE设备10和一个或多个IRS 50可以在逻辑上形成虚拟UE设备60。UE设备10还可包括可选的服务控制器64，该可选的服务控制器执行并且协调虚拟UE设备60的一个或多个控制功能。虚拟UE设备60在本文中有时也可被称为虚拟UE 60、逻辑UE设备60或逻辑UE 60。只有UE设备10、IRS 50和可选的服务控制器64知晓虚拟UE设备60以及虚拟UE设备60内的IRS 50的存在和逻辑结构。

虚拟UE设备60中的UE设备10、IRS自身或服务控制器64可以控制虚拟UE设备60中的IRS 50(例如，以控制、协调和编程IRS如何反射UE设备10与外部装备34之间的无线信号46)。外部装备34和网络4不知道虚拟UE设备60中的IRS 50或虚拟UE设备60的结构，并且因此不控制虚拟UE设备60中的IRS 50的操作。网络4和外部装备34因此与虚拟UE设备60进行交互，如同虚拟UE设备60是虚拟UE设备60内的常规(物理)UE设备10一样(例如，外部装备34执行与虚拟UE设备60的通信调度和波束成形，如同虚拟UE设备60是物理UE设备10一样)。

例如，外部装备34可以经由IRS 50与UE设备10一起执行数据平面和控制平面功能，如同数据平面和控制平面功能是直接与UE设备10一起执行的，而不知道外部装备34正在经由IRS 50与UE设备10进行物理通信(例如，对IRS 50没有任何了解)。数据平面功能可包括基于波束的传输68(例如，在图1的无线信号46的信号波束中传送的无线数据)。外部装备34上的天线44可以执行波束成形以用于与虚拟UE设备60的基于波束的传输68(例如，不知晓IRS 50)。控制平面功能可包括信道测量66和控制平面过程70。换句话讲，外部装备34可以对虚拟UE设备60执行信道测量，如同该虚拟UE设备是物理UE设备10一样，并且可以对虚拟UE设备10执行控制过程和调度，如同该虚拟UE设备是物理UE设备10一样(例如，不知道IRS 50)。

虽然从网络4的角度来看虚拟UE设备60充当物理UE设备10，但虚拟UE设备60内的UE设备10、IRS 50和可选的服务控制器64和/或一个或多个其他虚拟UE设备60中的UE设备和IRS知晓虚拟UE设备60的部件。一个或多个虚拟UE设备60中的UE设备10、IRS 50和可选的服务控制器64可通过独立于网络的(NI)通信路径(链路)62彼此直接通信(例如，无需经由网络4路由通信)。由于虚拟UE设备60的结构和部件对于网络4是透明的(不可见的)，所以经由NI通信路径62执行的控制功能不被外部装备34所使用的传统网络数据平面或控制平面覆盖。相反，单独的专用控制信道平面(CCP)被定义用于支持NI通信路径62(例如，NI通信路径62上的通信通过CCP执行)。

CCP可以负责UE设备10与一个或多个虚拟UE设备60内的IRS 50之间的控制信息的交换，并且可允许UE设备10的比IRS 50为网络4所知的场景中的传播质量更好的传播质量。与由外部装备34使用的现有数据平面和控制平面不同，CCP不涉及基站、接入点或核心网络功能性的使用。CCP可以利用一个或多个底层上的资源和/或策略。CCP可以使用专用或专有协议来实现，或者可以集成到一个或多个现有协议的无线标准中。对于5G网络，CCP可以例如利用允许来自不同蜂窝网络提供商的UE设备10彼此通信的未授权频谱。对于6G网络，CCP可以例如使用侧链路来改善可靠性和等待时间延迟(例如，作为子网协议设计的使用情况)。换句话讲，虚拟UE设备60的部件可以使用CCP来协调虚拟UE设备60内和这些虚拟UE设备之间的通信以优化经由一个或多个IRS 50与网络4通信的虚拟UE设备60内的UE设备10的信道传播特性，同时允许虚拟UE设备60内的结构和设备保持对网络4透明(例如，对由外部装备34执行的控制平面和数据平面功能透明)。

图2的示例仅为例示性的。系统8可包括多个虚拟UE设备60(例如，每个具有相应的UE设备10)。虚拟UE设备的部件可以使用NI通信路径62和CCP彼此通信。一般来讲，每个虚拟UE设备60可包括任何期望数量的IRS 50。如果需要，可以省略服务控制器64。服务控制器64可以在一个或多个电子设备上实现，并且可包括执行如本文所述的服务控制器64的操作的一个或多个处理器。如果需要，一个或多个IRS 50可以同时形成多个不同虚拟UE设备60的一部分。

图3是示出IRS 50可以如何同时形成多个不同虚拟UE设备60的一部分的一个示例的图。如图3所示，可以为第一UE设备10-1定义第一虚拟UE设备60-1，并且可以为第二UE设备10-2定义第二虚拟UE设备60-2。第一虚拟UE设备60-1和第二虚拟UE设备60-2两者可包括一个或多个IRS 50-3(例如，IRS 50-3可以由虚拟UE设备60-1和60-2共享)。第一虚拟UE设备60-1还可包括不形成第二虚拟UE设备60-2的一部分的一个或多个IRS 50-1。第二虚拟UE设备60-2可包括不形成第一虚拟UE设备60-1的一部分的一个或多个IRS 50-2。UE设备10-1可以使用NI通信路径62和CCP(例如，用于执行控制功能)与虚拟UE设备60-1中的每个IRS50以及第二虚拟UE设备60-2的一个或多个部件通信。类似地，UE设备10-2可以使用NI通信路径62和CCP(例如，用于执行控制功能)与虚拟UE设备60-2中的每个IRS 50以及第一虚拟UE设备60-1的一个或多个部件通信。

图4是具有虚拟UE设备60和外部装备34的例示性环境72的图。如图4所示，UE设备10和IRS 50可以形成虚拟UE设备60。虚拟UE设备60可位于建筑物74内或环境72中的其他位置。IRS 50可例如被安装在建筑物74内允许IRS 50反射外部装备34(建筑物74外部)与UE设备10(建筑物74内)之间的无线信号的位置处。

当反射外部装备34与UE设备10之间的无线信号时，IRS 50可以反射外部装备45的位置与UE设备10的位置之间的信号波束76(例如，图1的无线信号46的波束)。信号波束76可包括外部装备34与IRS 50之间的第一部分以及IRS 50与UE设备10之间的第二部分。IRS 50上的天线元件48可被编程为将所选择的相位和幅度赋予在来自外部装备34的波束内入射的信号，使得重新辐射的信号在朝向UE设备10定向的波束内有效地反射(并且反之亦然)。

与IRS 50和UE设备10之间的路径相关联的信道状况可以由信道矩阵H^IU来表征。与IRS 50和外部装备34之间的路径相关联的信道状况可以由信道矩阵H^BI来表征。与UE设备10与外部装备34之间的路径相关联的信道状况可以由信道矩阵H^BU来表征。IRS 50上的天线元件48的配置(图1)可以由矩阵Λ表征，该矩阵包括天线元件的反射系数或相移系数(例如，波束成形系数)。

由于IRS 50对网络是透明的，因此外部装备34可以在外部装备34正在与实际上由虚拟UE设备60形成的物理UE设备通信(例如，经由外部装备34与虚拟UE设备60之间的有效波束78)的假设下操作。有效波束78的信道条件可以由信道矩阵H^EFF来表征，该信道矩阵由等式77定义。信道矩阵是外部装备34需要知晓以与UE设备10执行波束成形和信号传输(反之亦然)的信道系数矩阵。外部装备34可以生成估计信道矩阵H^EFF的信道(例如，可测量信道矩阵H^EFF的元素)，但一般不知道等式77的部分79，因为外部装备34不知道IRS 50或虚拟UE设备60的结构。外部装备34然后可以使用信道矩阵H^EFF来在与UE设备10的通信中执行其自身的传输和波束成形。

等式77的部分79定义UE设备10和外部装备34之间经由一个或多个IRS 50的级联信道的信道条件。UE设备10可以估计(测量)等式77的部分79的元素(例如，在执行其自身的信道测量和处理操作时)并且可以使用等式77的部分79来控制其自身的传输和波束成形以及用于IRS 50的相位和幅度(波束成形)设置。以此方式，IRS 50对网络和UE设备10保持透明，并且网络仅能够测量由信道矩阵H^EFF表征的有效信道，而UE设备10能够执行信道测量并且基于等式77的部分79作出通信决策，这可导致与网络已知IRS 50的场景相比在与外部装备34通信时改善的传播性能。

一般来讲，虚拟UE设备60中的IRS 50可以由三个实体中的一个实体以独立于网络的方式来控制。给定IRS 50可以控制其自身(例如，作为自控IRS)，给定UE设备10可以控制IRS 50(例如，使用CCP)，或者服务控制器64可以控制IRS 50(例如，使用CCP)。控制IRS 50可涉及调度与IRS 50的通信、测量或估计IRS 50的信道状况、(例如，基于所测量的信道状况)生成IRS 50的波束成形系数(例如，天线元件48的相位和幅度设置)和/或在IRS不是独立于网络的IRS的具体实施中以其他方式将由网络4执行的任何其他期望的控制操作。使用给定UE设备10来控制IRS 50(在本文中有时被称为主UE设备、控制UE设备或主要UE设备)可允许IRS 50处的最小功率消耗，但仅在具有所实现的功能性的UE设备10存在的情况下工作。另一方面，使用自控IRS 50可消耗更多的功率，但可允许更多的灵活性(例如，自控IRS可以服务于支持协议的所有UE)。

在一些示例中，IRS 50可以由给定UE设备10的用户拥有或操作(例如，供在私人或家庭空间中使用)。这些示例可以特别适合于使用UE设备10来控制IRS(例如，最小化IRS的功率消耗和成本)。由于IRS 50是独立于网络的，因此IRS可以服务于多个频带(包括非许可频带)并且不依赖于移动运营商的选择。在其他示例中，IRS 50可由企业(例如，咖啡店、酒店、图书馆、美发沙龙、大学等)拥有或操作。这些配置在本文中有时可被称为作为服务的IRS配置。在作为服务的IRS配置中，IRS可被提供给一个或多个UE设备10以用作服务(例如，免费或收费)。在这些示例中，服务控制器64可以由企业操作并且可以用于例如控制IRS50。例如，服务控制器可以服务于支持CCP的协议的所有UE设备。

图5是在使用CCP来使用一个或多个UE设备、一个或多个独立于网络的IRS以及可选地使用服务控制器来建立和操作一个或多个虚拟UE设备时涉及到的例示性操作的流程图。在操作80处，CCP可用于发现和建立一个或多个UE设备10、一个或多个IRS 50以及可选地服务控制器64之间的通信。CCP通信可用于在底层UE设备10和IRS 50上初始化和建立一个或多个虚拟UE设备60。虚拟UE设备60的部件可以知道虚拟UE设备60的存在和结构，但该信息可以对网络4透明。如果需要，CCP可被UE设备10用来发现和标识一个或多个相邻的UE设备10(例如，其他虚拟UE设备的UE设备)以及/或者发现和标识一个或多个相邻的IRS 50。

在操作82处，CCP可用于协调与IRS 50、UE设备10以及可选地与虚拟UE设备60中的服务控制器64相关联的控制信息的生成。控制信息可包括例如信道状态信息、信道测量、用于虚拟UE设备60中的UE设备10和IRS 50的相位和幅度设置(例如，波束成形系数)、调度信息等。控制信息和CCP可用于配置虚拟UE设备60内的UE设备10和/或IRS 50。

如图5所示，UE设备10、IRS 50以及可选地服务控制器64可使用CCP执行操作84-96中的一个或多个操作。可以同时执行操作84至操作96中的两个或更多个操作。可以按任何期望的顺序执行操作84至操作96。操作84至操作96中的一个或多个操作可以被省略。

在操作84处，虚拟UE设备60中的UE设备10可以通过CCP执行彼此的同步(UE-UE同步)。虚拟UE设备60中的UE设备10可以另外或另选地通过CCP执行与虚拟UE设备50中的IRS50的同步。以此方式，CCP可用于跨虚拟UE设备60同步定时。作为同步过程的一部分，作为一个示例，给定UE设备10可以使用CCP来发现和标识属于不同UE设备10的IRS 50。

在操作86处，虚拟UE设备60的部件可以使用CCP来为虚拟UE设备60中的每个IRS50选择主UE设备10(例如，使用主要/主设备选择/挑选过程)。操作86可以例如针对不是自控IRS并且不受服务控制器64控制的每个IRS来执行。如果需要，可以基于优先级来选择主UE设备10。例如，具有较高功率电平、较高充电状态、距IRS 50的较短距离、或IRS 50的较少路径损耗的UE设备10相比于具有较低功率电平、较低充电状态、距IRS 50的较长距离、或IRS 50的较多路径损耗的UE设备10可具有更高的优先级。对于每个IRS 50具有最高优先级的UE设备10可被选择(挑选)为该IRS的主UE设备，并且此后可被用来控制该IRS，直到另一个主UE设备被选择。优先级可以例如被周期性地更新。CCP可用于在虚拟UE设备60中的UE设备10之间共享优先级(或用于标识优先级的信息)，并且UE设备10可以使用所共享的信息来挑选或选择主UE设备10(例如，以分散式方式)。如果需要，CCP可以引入偏移以避免乒乓问题(例如，在新的主UE设备仅在其表现出比给定IRS 50的先前主UE设备显著更高的优先级度量时才被选择的情况下)。主UE设备10可用于通过CCP控制IRS 50。

在操作88处，对于不是自控IRS的IRS 50，主UE设备10或服务控制器64可以选择并且调度一个或多个物理接口或RAT以供与CCP一起使用。主UE设备10或服务控制器64可以使用CCP来向虚拟UE设备60中的其他UE设备10(例如，非主UE设备10，在本文中有时被称为辅UE设备10)通知所选择的物理接口(RAT)以及用于CCP的对应的调度。例如，物理接口的选择可基于待通过对应的NI通信路径62传送的数据的类型。

在操作90处，主UE设备10或服务控制器64可以使用CCP来向虚拟UE设备60中的其他UE设备10传输控制信息。例如，主UE设备10或服务控制器64可以使用CCP向其他UE设备10传输蜂窝配置参数、调度信息和/或信道数据。蜂窝配置参数可包括与和外部装备34的通信相关联的控制信息，诸如频带信息(例如，标识待使用的一个或多个频带的信息)、关于外部装备34中的服务基站的类型的信息、帧和参数集信息(例如，与无线信号46的调制相关联)、信道状态信息参考信号(CSI-RS)和探测参考信号(SRS)配置信息和/或带宽部分(BWP)配置。调度信息可包括调度数据(例如，上行链路许可、上行链路请求等)、半持久调度信息、UE对业务的期望(例如，无线电链路控制(RLC)或分组数据汇聚协议(PDCP)等待分组)，或与UE设备10与外部装备34之间的通信的调度相关联的其他信息。

如果需要，CCP可用于在UE设备10和可选的服务控制器64之间传送信道数据。信道数据可包括由UE设备10和/或服务控制器64执行的信道测量。一般来讲，UE设备10可周期性地(或在经由CCP从主要UE设备10或服务控制器64请求时)测量与每个IRS 50相关联的级联信道(例如，UE设备10可针对虚拟UE设备60中的每个IRS 50测量图4的等式77的部分79)。例如，UE设备可基于等式77的部分79中的CSI-RS测量来联合地测量每个IRS 50的信道矩阵H^BU和H^BI。如果需要，可以在基于侧向链路的感测的帮助下估计信道的最动态部分(例如，侧链路资源可以用于UE感测)。当UE设备10没有数据要传输或接收时可以运行该过程。UE可以扮演雷达的角色，其中IRS 50在该过程期间被认为是被动散射体。然后，CCP可用于在虚拟UE设备60中的UE设备10之间共享信道测量(例如，所测量的信道矩阵)，以用于后续通信决策。

在操作92处，主UE设备10或服务控制器64可以使用CCP向虚拟UE设备690中的IRS50传输控制信息。例如，主UE设备10或服务控制器64可以使用CCP来调度对IRS 50和/或其他UE设备10的IRS-UE信道测量(例如，控制UE设备10和/或IRS 50执行图4的等式77的部分79的信道测量的定时)。主UE设备10或服务控制器64可通过CCP向IRS 50传输调度信息。

主UE设备10或服务控制器64可基于由UE设备10和/或IRS 50收集的(并且如由主UE设备10或服务控制器64通过CCP接收的)信道测量来生成(例如，计算、运算等)用于虚拟UE设备60中的IRS 50的波束成形系数。波束成形系数可以是用于虚拟UE设备60中的每个IRS 50中的天线元件48的设置，这些设置配置天线元件以给予具有所选择的相位和幅度的反射射频信号，从而操纵IRS反射外部装备34与UE设备10(图1)之间的无线信号46的入射角和输出角。除此之外或另选地，主UE设备10或服务控制器64可以使用CCP来发起波束成形系数的计算责任或将波束成形系数的计算责任分配到其他UE设备10上。然后，CCP可用于向虚拟UE设备60中的每个IRS 50提供对应的波束成形系数。换句话讲，CCP可用于计算、配置和编程每个IRS 50中的天线元件48以反射虚拟UE设备60中的UE设备10与外部装备50之间的射频信号。

IRS波束成形和资源分配可在集中式或分散式过程中通过CCP执行。在集中式过程中，主UE设备10或服务控制器64可以使用CCP来请求由其他UE设备10生成的信道数据，该信道数据表征UE设备10与每个IRS 50之间的IRS-UE信道。然后，每个被请求的UE设备10可以通过CCP向主要UE设备10或服务控制器64发送其最新的信道测量(例如，所测量的信道矩阵)。然后，主要UE设备10或服务控制器64可以基于所接收的信道测量来计算每个IRS 50的波束成形系数，并且可以使用CCP将波束成形系数传输到对应的IRS 50。在分散式过程中，主要UE设备10或服务控制器64可以决定哪些UE设备10将收集信道测量并且计算用于每个IRS 50的波束成形系数，并且可以使用CCP来指示那些UE设备10收集信道测量和计算波束成形系数。然后，所指示的UE设备10可以收集信道测量，并且可以基于所收集的信道测量来生成(例如，计算)对应的IRS 50的波束成形系数。然后，所指示的UE设备10可以使用CCP来向主UE设备10或服务控制器64传输波束成形系数。主UE设备10或服务控制器64然后可以使用CCP来将由UE设备10计算的波束成形系数提供给对应的IRS 50。

当主要UE设备10或服务控制器64分配资源时(例如，在集中式过程中的波束成形系数的计算期间或在决定哪些UE设备10应该在分散式过程中执行信道测量和波束成形系数计算时)，主要UE设备10或服务控制器64可以考虑来自受控UE设备10的业务预期、延迟要求、历史速率等。资源分配的最简单解决方案可以是在UE设备10之间均等地拆分IRS 50。同时，还应考虑公平性。例如，可针对每个UE设备定义公平性度量并且可以优化公平性度量以选择适当的资源分配。也可以考虑其他优化目标(例如，以感知的吞吐量最大化、特定QoS等为目标)。波束成形系数计算方法可取决于IRS 50处的相移系数的分辨率。如果仅允许离散相移，则可以采用贪婪方法来进行系数选择。如果使用分散过程，则UE设备10能够执行联合波束成形计算和部分信道估计以减少计算和导频开销。可能需要IRS 50的码本(例如，存储天线元件48的波束成形系数的码本)来减少IRS 50与UE设备10之间的通信开销。

在虚拟UE设备60包括自控IRS 50的示例中，在操作94处，自控IRS 50自身可以执行IRS-UE信道测量(例如，表征IRS与UE设备之间的传播的信道测量)，可基于其IRS-UE信道测量或基于通过CCP从UE设备10接收到的IRS-UE信道测量来生成(例如，计算)其自身的波束成形系数，以及/或者可以使用CCP来向UE设备10和/或服务控制器64通知其IRS-UE信道测量和/或其生成的波束成形系数。如果虚拟UE设备60不包括自控IRS，则操作94可被省略。

在操作96处，一个或多个UE设备10和/或一个或多个IRS 50可以使用CCP来执行感测操作。作为示例，感测操作可包括用于IRS信道估计和/或同时定位和映射(SLAM)辅助的主动感测过程。

总而言之，CCP可用于执行与独立于网络4的虚拟UE设备60的操作相关联的许多控制操作。例如，CCP可包括用于UE-UE同步(在操作84处)、UE-IRS同步(在操作84处)和主UE选择过程(在操作88处)的接口。CCP可以由主UE设备10或服务控制器64用来在其邻域/邻近范围内调度CCP过程(例如，在操作90至92处)。CCP的逻辑从用于实现CCP的物理技术中提取。主UE设备10或服务控制器64可以选择并且调度用于通过CCP执行这些控制操作的物理接口(在操作88处)。

物理上，CCP可以使用多个不同的底层接口或RAT。例如，CCP可以使用蜂窝侧链路、UWB、Wi-Fi直连和/或蓝牙来实现。主UE设备10和/或服务控制器64可基于将由CCP在虚拟UE设备60中的每个NI通信路径62上执行的控制过程的类型来分配不同的物理接口(RAT)以用于每个NI通信路径62。某些控制过程可涉及不同类型的数据传输，这些数据传输可能比其他数据传输更适合于一些物理方法。

例如，CCP可用于在UE设备10之间发送小的消息传输(例如，通过UE设备10之间的NI通信路径62)。作为示例，此类小消息UE-UE传输可包括同步信息、数据请求、调度信息、配置数据，以及可选地包括确认。可以选择物理接口(例如，蜂窝侧链路、UWB、Wi-Fi直连和/或蓝牙)中的任一者来支持这些类型的传输(例如，在操作88处)。

CCP还可以用于在UE设备10之间发送大数据块传输(例如，通过UE设备10之间的NI通信路径62)。作为示例，此类大数据块UE-UE传输可包括信道数据(例如，信道测量、信道矩阵等)、业务期望信息，以及可选的部分波束成形系数。例如，可以选择蜂窝式侧向链路、UWB或Wi-Fi直连来支持这些类型的传输(例如，这些NI通信路径可以使用蜂窝式侧向链路、UWB或Wi-Fi直连来物理地操作以执行CCP在UE设备10与IRS 50之间传输大数据CCP的逻辑操作)。

CCP还可用于在UE设备10与IRS 50之间发送小消息传输(例如，通过UE设备10与IRS 50之间的NI通信路径62)。作为示例，此类小消息UE-IRS传输可包括同步和调度信息。例如，可以选择UWB或蓝牙来支持这些类型的传输(例如，这些NI通信路径可以使用UWB或蓝牙物理地操作以执行CCP在UE设备10与IRS 50之间传输小消息时的逻辑操作)。

CCP还可以用于在UE设备10和IRS 50之间发送大数据块。此类大数据块可包括波束成形系数(例如，如在操作92至94处生成的)。例如，可以选择UWB或蓝牙来支持这些类型的传输(例如，这些NI通信路径可以使用UWB或蓝牙物理地操作以执行CCP在UE设备10与IRS50之间传输大数据块时的逻辑操作)。

CCP还可以用于从IRS 50向UE设备10发送小消息传输。此类小消息传输可包括同步消息和可选的确认。CCP还可以用于执行SLAM过程的主动感测。可以选择物理接口(例如，蜂窝侧链路、UWB、Wi-Fi直连和/或蓝牙)中的任一者来支持这些类型的传输(例如，在操作88处)。作为示例，用于信道估计的UE主动感测可以使用蜂窝侧链路来执行。

在操作98处，虚拟UE设备60中的UE设备10可经由虚拟UE设备60中的IRS 50中的一个或多个IRS与外部装备34传送无线信号46(例如，同时使用操作82的CCP和控制信息来配置虚拟UE设备60的部件)。IRS 50可例如在使用当处理操作82时生成的波束成形系数进行编程时反射UE设备10与外部装备34之间的无线信号46(图1)。以此方式(例如，经由跨虚拟UE设备60建立的CCP)独立于网络4操作IRS 50相对于其中IRS不是网络独立的具体实施可以改进UE设备10的信道传播属性。处理可循环回到操作80(例如，随着更多虚拟UE设备60被定义)或操作82(例如，随着时间推移(例如，随着UE设备10的信道条件随着时间推移改变)根据需要更新虚拟UE设备60的部件的配置(例如，由IRS 50使用的波束成形系数))。

图6是在与UE设备10通信时可由外部装备34执行的例示性操作的流程图。例如，图6的操作可以与图5的操作同时执行。外部装备34不知道IRS 50的存在或虚拟UE设备60的结构，并且如同每个虚拟UE设备60是物理UE设备10一样操作。

在操作100处，外部装备34可以生成与虚拟UE设备60和外部装备34之间的有效信道相关联的信道测量。例如，外部装备34可以为每个虚拟UE设备60生成(例如，测量、计算等)信道矩阵H^EFF(例如，没有深入了解图4的公式77中的部分79)(例如，与外部装备34和每个虚拟UE设备60之间的信道相关联的信道矩阵)。

在操作102处，外部装备34可以基于在操作100处收集的有效信道测量经由IRS 50与UE设备10通信。例如，外部装备34可以基于所生成的信道矩阵H^EFF来更新其天线44的波束成形。由于外部装备34不知道IRS 50，因此基于外部装备46与虚拟UE设备60之间的信道而不是外部装备46与IRS 50之间的信道来执行波束成形。在外部装备34和UE设备10之间传送的通信可包括数据平面和控制平面功能(信号)。从网络的角度来看，通信可以正常地进行，如同每个虚拟UE设备10本身是物理UE设备10一样。

其中UE设备10与单个网络4通信的图1至图6的示例仅仅是例示性的。如果需要，UE设备10和IRS 50可以与多个网络4通信。图7是示出在其中IRS 50作为用于多个UE设备10的作为服务的IRS操作的布置中，例示性自控的独立于网络的IRS 50可如何反射多个UE设备10和相应的网络之间的信号的图。如图7所示，系统8可包括自控IRS 50。IRS 50可以反射针对第一网络4-1(例如，由第一蜂窝电话供应商或运营商拥有或操作的网络)和针对第二网络4-1(例如，由第二蜂窝电话供应商或运营商拥有或操作的网络)的信号。

一些UE设备诸如UE设备10-1可以是网络4-1的订户，而其他UE设备诸如UE设备10-2可以是网络4-2的订户。IRS 50可以生成其自身的波束成形系数(例如，在图5的操作94处)，这些波束成形系数配置IRS 50以反映网络4-1与UE设备10-1之间的数据平面(DP)和控制平面(CP)信号104，同时并发地反射网络4-2与UE设备10-1之间的数据平面和控制平面信号。IRS 50可以向UE设备10-1和10-2免费或付费地提供该服务。CCP和NI通信路径62可用于协调和控制IRS 50与UE设备10-1和10-2之间的通信(例如，在两个对应的虚拟UE设备内：包括UE设备10-1和IRS 50的第一虚拟UE设备以及包括UE设备10-2和IRS 50的第二虚拟UE设备)。CCP和NI通信路径62可用于验证对每个UE设备的IRS的接入、注册UE设备以使用作为服务的IRS、协调服务记账、认证UE设备，等等。以此方式，IRS 50可以增强不同蜂窝网络的用户的服务质量。

图8是示出例示性服务控制器64可如何控制多个IRS 50以向多个UE设备10提供服务(例如，在IRS 50作为用于多个UE设备10的作为服务的IRS来操作的布置中)的图。如图8所示，环境72可包括服务控制器64、第一IRS 50-1、第二IRS 50-2、第一UE设备10-1和第二UE设备10-2(例如，包括UE设备10-1和IRS 50-1的第一虚拟UE设备以及包括UE设备10-2、IRS 50-1和IRS 50-2的第二虚拟UE设备)。服务控制器64可以使用CCP和NI通信路径62来协调和控制UE设备10-1和10-2与外部装备34之间经由IRS 50-1和50-2的通信。

服务控制器64可以在IRS 50的集群内实现CCP功能。服务控制器可以独立于网络，并且可以由也控制IRS 50-1和50-2的企业或其他服务提供商操作。如图8所示，服务控制器64可以使用CCP来控制IRS 50-1以反射UE设备10-1与外部装备34之间的无线信号46(图1)(例如，如反射波束108所示)。服务控制器64可以例如使用配置IRS 50-1的天线元件的波束成形系数来编程IRS 50-1以形成用于由UE设备10-1和外部装备34传送的无线信号的反射波束108。反射波束108可用于执行针对UE设备10-1与外部装备34之间的通信的数据平面和/或控制平面功能。

如果需要，多个IRS 50可被级联以向给定UE设备10提供服务。例如，IRS 50-1和IRS 50-2可被级联以向UE设备10-2提供服务。如图8所示，服务控制器64可以使用CCP来控制IRS 50-1和IRS 10-2以反射UE设备10-2与外部装备34之间的无线信号46(图1)(例如，如由二次反射波束110所示)。服务控制器64可以例如使用配置IRS 50-1的天线元件的波束成形系数来编程IRS 50-1以形成从IRS 50-2和外部装备34入射的无线信号的反射波束110。服务控制器64可以使用配置IRS 50-2的天线元件的波束成形系数来同时编程IRS 50-2以形成从UE设备10-2和IRS 50-1入射的无线信号的反射波束110。这可以将IRS 50-2配置为向IRS 50-1反射由UE设备10-2传输的信号，IRS 50-1被配置为向外部装备34反射从IRS50-2接收的信号，并且反之亦然。反射波束110可用于执行针对UE设备10-1与外部装备34之间的通信的数据平面和/或控制平面功能。一般来讲，可以级联任何所要数量的IRS 50以反射给定UE设备10与外部装备34之间的通信。

图9是示出可以如何使用不同的物理方法(RAT)来支持用于不同NI通信路径62(例如，如在图5的处理操作88时所选择的)的CCP的图。如图9所示，CCP和NI通信路径62可用于执行UE设备10-1、10-2和10-2与IRS 50-1和50-2之间的通信(例如，针对彼此通信且共享IRS 50-1和50-2中的一者或两者的三个相应的虚拟UE设备)。如果需要，UE设备之间的NI通信路径62(诸如UE设备10-1与UE设备10-3之间的NI通信路径62以及UE设备10-1与UE设备10-2之间的NI通信路径62)可以使用第一RAT(诸如RAT1)来实现。同时，UE设备10-1与IRS50-1之间的NI通信路径62、UE设备10-3与IRS 50-1之间的NI通信路径62、UE设备10-1与IRS50-2之间的NI通信路径62，以及UE设备10-2与IRS 50-2之间的NI通信路径62可以使用第二RAT诸如RAT2来实现。RAT1可以支持相对较高的数据速率，而RAT2可以支持相对较低的数据速率。例如，RAT1可以是Wi-Fi直连或蜂窝侧链路，而RAT2是UWB。这可允许UE设备之间的CCP通信支持比UE设备与IRS之间的数据速率更高的数据速率(例如，因为通常在UE设备之间传送的数据比UE设备与IRS之间传送的数据更多)，同时最小化IRS 50的功率和成本。

如果需要，可针对相同的TTI调度位于相同的IRS附近的多个UE设备10(例如，在OFDMA和/或MU-MIMO方案下)。在这些场景中，对IRS的控制可以在共处的UE设备10之间共享。通过CCP的UE至IRS通信可以使用低成本调制(例如，UWB)或使用未经许可的频带来执行。通过CCP的UE到UE通信可以使用未授权频带(例如，UWB或Wi-Fi直连)、蜂窝侧链路等。例如，UE设备10可以使用侧链路彼此通信以实现关于IRS被动波束成形的共同决定、实现更好的信道测量质量，以及/或者避免控制通信中的干扰。如果需要，CCP过程也可以扩展到附近通信协议。

图10是示出例示性UE设备10可如何使用CCP和一个或多个独立于网络的IRS来对外部对象执行射频感测(例如，在图5的处理操作96时)的图。如图10所示，虚拟UE设备60可包括UE设备10、第一IRS 50-1和第二IRS 50-2。

UE设备10可以在IRS 50-1和50-2的帮助下使用高频无线电资源来执行外部对象诸如对象136的同时定位和映射(SLAM)。该过程可涉及由UE设备10在信号波束120内传输和接收射频信号。UE设备10可以测量所传输和所接收的信号以检测UE设备10与对象136之间的距离。UE设备10可以操纵信号波束120(如箭头130所示)以扫过对象136以空间映射对象136和/或其相对于UE设备10的位置。同时，UE设备10可以将射频信号124传输到IRS 50-1，IRS 50-1在对应的波束126内反射射频信号。可随时间推移调整IRS 50-1的波束成形系数以扫描波束126，如箭头128所示。UE设备10可以接收来自信号波束126和IRS 50-1的反射信号，并且可以处理所传输和所反射的信号以空间映射对象136和/或其相对于IRS 50-1和/或UE设备10的位置。同时，UE设备10可以将射频信号122传输到IRS 50-2，IRS 50-2在对应的波束132内反射射频信号。可随时间推移调整IRS 50-2的波束成形系数以扫描波束132，如箭头134所示。UE设备10可以接收来自信号波束132和IRS 50-2的反射信号，并且可以处理所传输和所反射的信号以空间映射对象136和/或其相对于IRS 50-2和/或UE设备10的位置。

以此方式，IRS 50-1和IRS 50-2可以从环境72内除UE设备10的视场之外的其他视场提供关于对象136的附加的空间映射数据，由此允许UE设备10收集对象136及其位置的更完整的空间地图。UE设备10可以使用CCP(例如，使用蜂窝侧链路)来配置IRS 50-1(例如，以形成和轻扫波束126)和IRS 50-2(例如，以形成和轻扫波束132)的波束成形系数。如果需要，UE设备10可以使用与用于传输用于对象136的反射和映射的信号不同的调制来控制IRS50-1和IRS 50-2。IRS与UE设备10之间的信道估计也可以这种方式执行。例如，基于IRS的定位和扫描过程，可以选择波束成形系数以将信号反射回UE设备。

图11是示出例示性UE设备可如何标识与不同UE设备相关联的独立于网络的IRS(例如，在图5的操作84处执行的同步期间)的图。如图11所示，第一虚拟UE设备60-1可包括第一UE设备10-1和由第一UE设备10-1通过CCP和对应的NI通信路径62控制的第一IRS 50-1。还可以存在附近的第二虚拟UE设备60-2，该附近的第二虚拟UE设备包括第二UE设备10-2和由第二UE设备10-2通过CCP和对应的NI通信路径62控制的第二IRS 50-2。

一般来讲，给定UE设备诸如UE设备10-1可以使用CCP来发现由其他UE设备控制的IRS 50并且与之同步。例如，当UE设备10-1在UE设备10-1附近时，UE设备10-1可以使用CCP和通信路径140(例如，NI通信路径)来从IRS 50-2接收标识信息。通信路径140可以例如使用UWB或蓝牙来实现。标识信息可包括由IRS 50-2通过CCP传输的全球唯一标识符IDENT(例如，周期性地、在UE设备10-1请求时，等等)。除此之外或另选地，标识信息可包括由UE设备10-1和/或IRS 50-2传输的被处理以标识IRS 50-2相对于UE设备10-1的位置(坐标)的UWB信号UWB_SIG。UE设备10-1随后可根据所标识的坐标来计算IRS 50-2的身份。如果需要，可以使用这些方法的组合(例如，使用随机标识符与UWB来执行冲突避免)。

UE设备10可以收集和/或使用个人可识别信息。众所周知，使用个人可识别信息应遵循公认为满足或超过维护用户隐私的行业或政府要求的隐私政策和做法。具体地，应管理和处理个人可识别信息数据，以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化，并应当向用户明确说明授权使用的性质。

以上结合图1至图11描述的方法和操作可以由UE设备10、IRS 50、服务控制器64和/或外部装备34的部件使用软件、固件和/或硬件(例如，专用电路或硬件)来执行。用于执行这些操作的软件代码可存储在非暂态计算机可读存储介质(例如，有形计算机可读存储介质)上，该非暂态计算机可读存储介质存储在UE设备10、IRS 50、服务控制器64和/或外部装备34的部件中的一个或多个部件上。该软件代码有时可被称为软件、数据、指令、程序指令或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括驱动器、非易失性存储器诸如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可移动闪存驱动器或其他可移动介质、其他类型的随机存取存储器等。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可由UE设备10、IRS 50、服务控制器64和/或外部装备34的部件中的一个或多个部件上的处理电路来执行。处理电路可包括微处理器、中央处理单元(CPU)、具有处理电路的专用集成电路或其他处理电路。

对于一个或多个方面，在前述附图中的一个或多个中示出的部件中的至少一个可被配置为执行如下示例部分中所述的一个或多个操作、技术、过程或方法。例如，与上文结合前述附图中的一个或多个所述的UE设备、基站、接入点、网络元件、IRS、服务控制器等相关联的电路可被配置为根据以下在示例部分中阐述的示例中的一个或多个示例进行操作。

实施例

在以下部分中，提供了另外的示例性方面。

实施例1包括一种操作具有用户装备(UE)设备和智能反射面(IRS)的系统的方法，所述方法包括：使用信道控制平面(CCP)来在覆盖所述UE设备和所述IRS的虚拟UE设备内传送控制信号；使用所述CCP利用波束成形系数集合来配置所述IRS上的天线元件；以及当所述天线元件配置有所述波束成形系数集合时，利用所述IRS，反射无线基站和所述UE设备之间的无线信号，其中所述无线信号执行所述无线基站的不同于所述CCP的控制平面和数据平面的功能。

实施例2包括根据实施例1或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，还包括：利用所述UE设备，生成与所述UE设备和所述IRS之间的射频传播相关联的信道测量；利用所述UE设备，基于所述信道测量生成所述波束成形系数；以及利用所述UE设备，使用所述CCP向所述IRS传输所述波束成形系数。

实施例3包括根据实施例1或2或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，还包括：利用所述UE设备和至少一个其他UE设备，使用所述CCP来选择所述UE设备作为控制所述IRS的主UE设备。

实施例4包括根据实施例1至3中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，还包括：利用所述UE设备，使用所述CCP来向至少一个其他UE设备或服务控制器传输蜂窝配置参数、调度信息和信道测量。

实施例5包括根据实施例1至4中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，还包括：对于所述UE设备，使用所述CCP来控制至少一个其他UE设备以生成所述波束成形系数中的至少一些波束成形系数。

实施例6包括根据实施例1至5中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，还包括利用服务控制器，使用所述CCP来控制所述UE设备以生成与所述UE设备和所述IRS之间的射频传播相关联的信道测量；利用所述服务控制器，通过所述CCP从所述UE设备接收所述信道测量；利用所述服务控制器，基于所述信道测量来生成所述波束成形系数；以及利用所述服务控制器，使用所述CCP向所述IRS传输所述波束成形系数。

实施例7包括根据实施例1至6中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，还包括：利用所述服务控制器，使用所述CCP向所述UE设备传输蜂窝配置参数和调度信息。

实施例8包括根据实施例1至7中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，还包括：利用所述服务控制器，使用所述CCP来控制所述UE设备以生成与所述UE设备和所述IRS之间的射频传播相关联的信道测量，并且基于所述信道测量生成所述波束成形系数；利用所述服务控制器，通过所述CCP从所述UE设备接收所述波束成形系数；以及利用所述服务控制器，使用所述CCP向所述IRS传输所述波束成形系数。

实施例9包括根据实施例1至8中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，还包括：利用所述UE设备，使用所述CCP和所述IRS来执行对外部对象的同时定位和映射。

实施例10包括根据实施例1至9中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，还包括：利用所述UE设备，使用物理接口通过所述CCP向所述IRS传输所述控制信号中的至少一些控制信号；以及利用所述UE设备，使用相比于所述第一物理接口支持更高的数据速率的第二物理接口，通过所述CCP向另一个UE设备传输所述控制信号中的至少一些控制信号。

实施例11包括根据实施例1至10中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，其中所述第一物理接口包括超宽带，并且其中所述第二物理接口包括Wi-Fi直连或蜂窝侧链路。

实施例12包括一种用户装备(UE)设备，所述UE设备包括：一个或多个天线，所述一个或多个天线被配置为经由从智能反射表面(IRS)的反射向外部装备传输无线信号，所述无线信号在所述外部装备的控制平面和数据平面上操作；以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为生成控制所述IRS的操作的控制信号，并且使用所述一个或多个天线来通过与所述外部装备的所述控制平面和所述数据平面不同的信道控制平面(CCP)向所述IRS传输所述控制信号。

实施例13包括根据实施例12或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，其中所述控制信号包括调度信息。

实施例14包括根据实施例12、13或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为：生成表征所述UE设备与所述IRS之间的射频传播的信道测量；以及基于所述信道测量来生成用于所述IRS的波束成形系数，所述控制信号包括所述波束成形系数。

实施例15包括根据实施例12至14中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为：生成表征所述UE设备与所述IRS之间的射频传播的信道测量；以及使用所述一个或多个天线通过所述CCP向另一个UE设备或服务控制器传输所述信道测量。

实施例16包括根据实施例12至15中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，其中所述一个或多个处理器被配置为使用所述一个或多个天线来接收由所述UE设备附近的附加的IRS通过所述CCP传输的标识符，所述附加的IRS经由所述CCP由另一个UE设备控制。

实施例17包括根据实施例12至16中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，其中所述一个或多个天线被配置为使用第一无线电接入技术来传输所述无线信号，并且被配置为使用相比于所述第一无线电接入技术与更低的数据速率相关联的第二无线电接入技术通过所述CCP传输所述控制信号。

实施例18包括根据实施例12至17中任一项所述或本文的一些其他实施例或实施例的组合所述的方法，其中所述控制信号包括同步信息，所述一个或多个处理器被配置为使用通过CCP传输的所述控制信号来将所述UE设备与另一个UE设备或所述IRS同步。

实施例19包括一种操作智能反射面(IRS)的方法，包括：利用一个或多个处理器，生成表征所述IRS与一个或多个用户装备(UE)设备之间的射频传播的信道测量；利用所述一个或多个处理器，基于所述信道测量生成波束成形系数；以及利用一组天线元件，使用所述波束成形系数来反射所述一个或多个UE设备与无线基站之间的无线信号。

实施例20包括根据权利要求19或本文的一些其他实施例或实施例组合所述的方法，其中所述无线信号支持与所述无线基站相关联的数据平面和控制平面，所述方法还包括：使用与所述无线基站的所述控制平面和所述数据平面不同的信道控制平面(CCP)来向所述一个或多个UE设备或服务控制器通知波束成形系数或信道测量。

实施例21可包括一种装置，所述装置包括用于执行根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的方法或本文所述的任何其他方法或过程的一个或多个元素的装置。

实施例22可包括一个或多个非暂态计算机可读介质，所述一个或多个非暂态计算机可读介质包括指令，这些指令在由电子设备的一个或多个处理器执行时，使电子设备执行根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的方法或本文所述的任何其他方法或过程的一个或多个元素。

实施例23可包括一种装置，所述装置包括用于执行根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的方法或本文所述的任何其他方法或过程的一个或多个元素的逻辑部件、模块或电路。

实施例24可包括根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的方法、技术或过程，或它们的部分或部件。

实施例25可包括一种装置，所述装置包括：一个或多个处理器以及一个或多个非暂态计算机可读存储介质，所述一个或多个非暂态计算机可读存储介质包括指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的方法、技术或过程，或它们的部分。

实施例26可包括根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的信号，或他们的部分或部件。

实施例27可包括根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的数据报、信息元素、分组、帧、段、PDU或消息，或它们的部分或部件，或在本公开中以其他方式描述。

实施例28可包括根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的编码有数据的信号，或它们的部分或部件，或者在本公开中以其他方式描述的。

实施例29可包括根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的编码有数据报、IE、分组、帧、段、PDU或消息的信号，或它们的部分或部件，或在本公开中以其他方式描述。

实施例30可包括承载计算机可读指令的电磁信号，其中由一个或多个处理器执行所述计算机可读指令将使所述一个或多个处理器执行根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的方法、技术或过程，或它们的部分。

实施例31可包括一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，其中由处理元件执行所述程序将使所述处理元件执行根据实施例1至20中任一项所述或与之相关或它们的组合的方法、技术或过程，或它们的部分。

实施例32可包括如本文所示和所述的无线网络中的信号。

实施例33可包括如本文所示和所述的在无线网络中进行通信的方法。

实施例34可包括如本文所示和所述的用于提供无线通信的系统。

实施例35可包括如本文所示和所述的用于提供无线通信的设备。

除非另有明确说明，否则上述示例中的任一者可与任何其他示例(或示例的组合)组合。一个或多个具体实施的前述描述提供了说明和描述，但是并不旨在穷举或将各个方面的范围限制为所公开的精确形式。

根据一个实施方案，提供了一种操作具有用户装备(UE)设备、无线基站和智能反射表面(IRS)的系统的方法，该方法包括：经由信道控制平面(CCP)在虚拟UE设备内无线地传送控制信号，该虚拟UE设备包括UE设备和IRS；使用CCP用波束成形系数集合来配置IRS上的天线元件；以及当天线元件配置有波束成形系数集合时在IRS处反射无线基站与UE设备之间的无线信号，该无线信号执行无线基站的不同于CCP的控制平面和数据平面的功能。

根据另一个实施方案，该方法包括：在UE设备的一个或多个处理器处生成与UE设备和IRS之间的射频传播相关联的信道测量；在UE设备的一个或多个处理器处基于信道测量生成波束成形系数；以及使用UE设备上的发射器和CCP向IRS传输波束成形系数。

根据另一个实施方案，该方法包括使用CCP、UE设备和至少一个其他UE设备将UE设备选择为控制IRS的主UE设备。

根据另一个实施方案，该方法包括使用UE设备上的发射器和CCP向至少一个其他UE设备或服务控制器传输蜂窝配置参数、调度信息和信道测量。

根据另一个实施方案，该方法包括使用UE设备上的发射器和CCP来控制至少一个其他UE设备以生成所述波束成形系数中的至少一些波束成形系数。

根据另一个实施方案，该方法包括：使用服务控制器和CCP来控制UE设备以生成与UE设备和IRS之间的射频传播相关联的信道测量；在服务控制器的接收器处并且使用CCP从UE设备接收信道测量；在服务控制器的一个或多个处理器处基于信道测量生成波束成形系数；以及使用服务控制器的发射器和CCP来向IRS传输波束成形系数。

根据另一个实施方案，该方法包括利用服务控制器，使用CCP向UE设备传输蜂窝配置参数和调度信息。

根据另一个实施方案，该方法包括：使用服务控制器上的发射器和CCP来控制UE设备以生成与UE设备和IRS之间的射频传播相关联的信道测量，并且基于信道测量来生成波束成形系数；使用服务控制器上的接收器和CCP从UE设备接收波束成形系数；以及使用服务控制器上的发射器和CCP向IRS传输波束成形系数。

根据另一个实施方案，该方法包括使用UE设备上的发射器和CCP来控制IRS以执行对外部对象的感测或同时定位和映射。

根据另一个实施方案，该方法包括使用UE设备上的发射器使用CCP的第一物理接口向IRS传输控制信号中的至少一些控制信号，以及使用UE设备上的发射器和CCP的相比于第一物理接口支持更高的数据速率的第二物理接口向另一个UE设备传输控制信号中的至少一些控制信号。

根据另一个实施方案，第一物理接口包括超宽带或蓝牙，并且第二物理接口包括Wi-Fi直连或蜂窝侧链路。

根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括：一个或多个天线，该一个或多个天线被配置为经由从智能反射表面(IRS)的反射向外部装备传输无线信号，无线信号在外部装备的控制平面和数据平面上操作；以及发射器，该发射器被配置为使用一个或多个天线来通过与外部装备的控制平面和数据平面不同的信道控制平面(CCP)向IRS传输控制IRS的操作的控制信号。

根据另一个实施方案，控制信号包括调度信息。

根据另一个实施方案，电子设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为：生成表征电子设备与IRS之间的射频传播的信道测量；以及基于信道测量来生成用于IRS的波束成形系数，该控制信号包括波束成形系数。

根据另一个实施方案，电子设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为生成表征电子设备与IRS之间的射频传播的信道测量结果，该发射器被配置为使用一个或多个天线通过CCP向另一个电子设备或服务控制器传输信道测量。

根据另一个实施方案，电子设备包括接收器，该接收器被配置为使用一个或多个天线来接收由电子设备附近的附加的IRS通过CCP传输的标识符，附加的IRS经由CCP由另一个电子设备控制。

根据另一个实施方案，一个或多个天线被配置为使用第一无线电接入技术来传输无线信号，并且被配置为使用相比于第一无线电接入技术与更低的数据速率相关联的第二无线电接入技术通过CCP传输控制信号。

根据另一个实施方案，控制信号包括同步信息，并且电子设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为使用通过CCP传输的控制信号来使电子设备与另一个电子设备或IRS同步。

根据一个实施方案，提供了一种操作智能反射表面(IRS)的方法，该方法包括：在一个或多个处理器处生成表征IRS与一个或多个用户装备(UE)设备之间的射频传播的信道测量；在一个或多个处理器处基于信道测量生成波束成形系数；以及使用配置有波束成形系数的一组天线元件来反射一个或多个UE设备与无线基站之间的无线信号。

根据另一个实施方案，无线信号支持与无线基站相关联的数据平面和控制平面，该方法包括使用发射器和与无线基站的控制平面和数据平面不同的信道控制平面(CCP)向一个或多个UE设备或服务控制器通知波束成形系数或信道测量。

前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种操作具有用户装备(UE)设备、无线基站和智能反射表面(IRS)的系统的方法，所述方法包括：

经由信道控制平面(CCP)在虚拟UE设备内无线地传送控制信号，所述虚拟UE设备包括所述UE设备和所述IRS；

使用所述CCP用波束成形系数集合来配置所述IRS上的天线元件；以及

当所述天线元件配置有所述波束成形系数集合时，在所述IRS处反射所述无线基站与所述UE设备之间的无线信号，所述无线信号执行所述无线基站的不同于所述CCP的控制平面和数据平面的功能。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述UE设备的一个或多个处理器处生成与所述UE设备和所述IRS之间的射频传播相关联的信道测量；

在所述UE设备的所述一个或多个处理器处基于所述信道测量生成所述波束成形系数；以及

使用所述UE设备上的发射器和所述CCP向所述IRS传输所述波束成形系数。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

使用所述CCP、所述UE设备和至少一个其他UE设备将所述UE设备选择为控制所述IRS的主UE设备。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：

使用所述UE设备上的所述发射器和所述CCP向至少一个其他UE设备或服务控制器传输蜂窝配置参数、调度信息和所述信道测量。

5.根据权利要求2所述的方法，还包括：

使用所述UE设备上的所述发射器和所述CCP来控制至少一个其他UE设备以生成所述波束成形系数中的至少一些波束成形系数。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用服务控制器和所述CCP来控制所述UE设备以生成与所述UE设备和所述IRS之间的射频传播相关联的信道测量；

在所述服务控制器的接收器处并且使用所述CCP从所述UE设备接收所述信道测量；

在所述服务控制器的一个或多个处理器处基于所述信道测量生成所述波束成形系数；以及

使用所述服务控制器的发射器和所述CCP向所述IRS传输所述波束成形系数。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

利用所述服务控制器，使用所述CCP向所述UE设备传输蜂窝配置参数和调度信息。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述服务控制器上的发射器和所述CCP来控制所述UE设备以生成与所述UE设备和所述IRS之间的射频传播相关联的信道测量，并且基于所述信道测量生成所述波束成形系数；

使用所述服务控制器上的接收器和所述CCP从所述UE设备接收所述波束成形系数；以及

使用所述服务控制器上的所述发射器和所述CCP向所述IRS传输所述波束成形系数。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述UE设备上的发射器和所述CCP控制所述IRS以执行对外部对象的感测或同时定位和映射。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述UE设备上的发射器使用所述CCP的第一物理接口向所述IRS传输所述控制信号中的至少一些控制信号；以及

使用所述UE设备上的所述发射器和所述CCP的相比于所述第一物理接口支持更高的数据速率的第二物理接口，向另一个UE设备传输所述控制信号中的至少一些控制信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一物理接口包括超宽带或蓝牙，并且其中所述第二物理接口包括Wi-Fi直连或蜂窝侧链路。

12.一种电子设备，包括：

一个或多个天线，所述一个或多个天线被配置为经由从智能反射表面(IRS)的反射向外部装备传输无线信号，所述无线信号在所述外部装备的控制平面和数据平面上操作；以及

发射器，所述发射器被配置为使用所述一个或多个天线来通过与所述外部装备的所述控制平面和所述数据平面不同的信道控制平面(CCP)向所述IRS传输控制所述IRS的操作的控制信号。

13.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述控制信号包括调度信息。

14.根据权利要求12所述的电子设备，还包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：

生成表征所述电子设备和所述IRS之间的射频传播的信道测量；以及

基于所述信道测量来生成用于所述IRS的波束成形系数，所述控制信号包括所述波束成形系数。

15.根据权利要求12所述的电子设备，还包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：

生成表征所述电子设备与所述IRS之间的射频传播的信道测量，所述发射器被配置为使用所述一个或多个天线通过所述CCP向另一个电子设备或服务控制器传输所述信道测量。

16.根据权利要求12所述的电子设备，还包括接收器，所述接收器被配置为使用所述一个或多个天线来接收由所述电子设备附近的附加的IRS通过所述CCP传输的标识符，所述附加的IRS经由所述CCP由另一个电子设备控制。

17.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述一个或多个天线被配置为使用第一无线电接入技术来传输所述无线信号，并且被配置为使用相比于所述第一无线电接入技术与更低的数据速率相关联的第二无线电接入技术通过所述CCP传输所述控制信号。

18.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述控制信号包括同步信息，并且所述电子设备包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为使用通过所述CCP传输的所述控制信号来使所述电子设备与另一个电子设备或所述IRS同步。

19.一种操作智能反射表面(IRS)的方法，所述方法包括：

在一个或多个处理器处生成表征所述IRS与一个或多个用户装备(UE)设备之间的射频传播的信道测量；

在所述一个或多个处理器处基于所述信道测量生成波束成形系数；以及

使用配置有波束成形系数的一组天线元件反射所述一个或多个UE设备与无线基站之间的无线信号。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述无线信号支持与所述无线基站相关联的数据平面和控制平面，所述方法还包括：

使用发射器和与所述无线基站的所述控制平面和所述数据平面不同的信道控制平面(CCP)向所述一个或多个UE设备或服务控制器通知所述波束成形系数或所述信道测量。