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CN112865845B - 一种快速确定智能超表面反射系数的方法及系统 - Google Patents

一种快速确定智能超表面反射系数的方法及系统 Download PDF

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CN112865845B CN202110002114.XA CN202110002114A CN112865845B CN 112865845 B CN112865845 B CN 112865845B CN 202110002114 A CN202110002114 A CN 202110002114A CN 112865845 B CN112865845 B CN 112865845B
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Abstract

本发明公开了一种快速确定智能超表面反射系数的方法及系统，属于无线通信技术领域，本发明运用分级扫描的方法，波束由宽到窄，首先利用宽波束覆盖范围广的特性，确定接收天线的大致范围，接着在第一阶段中被宽波束覆盖的方向利用更窄的波束进行扫描，在更小的扫描范围内，使用分辨率更高的波束，波束对准接收天线的精度也会越高；由此确定最优角度，进而计算得到各个反射单元反射系数。如此，本发明在保证时间复杂度低的前提下能有比较高的准确度；同时通过改变RIS反射单元的反射系数，使反射信号主波束指向用户方位，不需要移动用户的位置。

Description

一种快速确定智能超表面反射系数的方法及系统
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，更具体地，涉及一种快速确定智能超表面反射系数的方法及系统。
背景技术
在5G无线通信领域甚至是未来6G无线通信领域，毫米波技术都作为一项关键技术有着极其重要的作用，但是，毫米波又有着十分致命的缺陷，遇到障碍物时损耗严重，导致通信效果不理想。
为了解决这个问题，现有技术是在无线通信环境增加一种特殊制造的、低成本、可编程的智能超表面(RIS/Large Intelligent Surface/Reconfigurable IntelligentSurface/Software Defined Surface/Metasurface/IRS/Intelligent ReflectingSurface/Reconfigurable Meta-Surfaces/Holographic MIMO等，下文均用RIS表述)来辅助通信。当AP(Access Point)或基站(Base Station)与用户设备(UE)之间有阻隔时，可以通过在合适的位置加装一块RIS，信号可以在RIS处反射，从而形成信道AP-RIS-UE使得AP与UE可以进行有效通信，如图1所示。
然而，现有的绝大部分研究中，RIS反射系数矩阵的计算是基于AP-RIS或RIS-UE的无线信道信息(Channel State Information,CSI)实现的，其复杂度至少为O(N2)或者更高。但与传统的多入多出技术(MIMO)不同，RIS上不具备射频链路(RF-Chain)，无法感知到环境中的电磁波信号，因此AP-RIS或RIS-UE的无线信道信息的获取本身就是一个比较困难的问题。
在无线信道信息无法有效获取时，RIS反射系数矩阵的确定可以采用穷举搜索法。穷举搜索法可以找到最佳的反射系数(也就是反射单元产生的相移和幅度)，但是时间复杂度太高，如果我们对反射系数进行n-bit量化且RIS上反射单元个数为m时，其时间复杂度为O(2m*n)，如果反射单元数量比较多，过高的时间复杂度无法适应快速变化的信道，这种方法的实用性受限。
因此在大多数已经实现的RIS中，并没有一个好的方法来自主的调节反射信号主波瓣的方位，使能量最强的主波束指向用户方向。为了使接收信号最强，最常规的做法是调整用户的位置来搜寻接最佳的接收位置，显然这种做法缺乏灵活性且有很大的不确定性。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种快速确定智能超表面反射系数的方法及系统，由此解决现有技术计算RIS反射系数过程中出现的时间复杂度过高或者是性能不能满足要求的技术问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种快速确定智能超表面反射系数的方法，包括以下步骤：
(1)给定RIS反射信号主波瓣的初始角度，在RIS上选择部分反射单元，并将其激活；各个反射单元被激活后可以反射射向其的电磁信号；所述角度包括俯仰角和方位角；
(2)改变RIS反射信号主波瓣的角度，使RIS利用不同方向波束进行扫描，并接收用户反馈的数据；
(3)将步骤(2)中每次扫描后反馈的数据进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，由此确定第一角度范围；
(4)激活更多反射单元，在所述第一角度范围内，执行步骤(2)和(3)，确定第二角度范围；直至所有反射单元均被激活，由此确定最优角度；
(5)基于所述最优角度，计算各个反射单元反射系数。
进一步地，还包括：
(1)给定RIS反射信号主波瓣的初始俯仰角，在RIS上选择部分反射单元，并将其激活；各个反射单元被激活后可以反射射向其的电磁信号；
(2)改变RIS反射信号主波瓣的方位角，使RIS利用不同方向波束进行扫描，并接收用户反馈的数据；
(3)将步骤(2)中每次扫描后反馈的数据进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，由此确定第一方位角范围；
(4)激活更多反射单元，在所述第一方位角范围内，执行步骤(2)和(3)，确定第二方位角范围；直至所有反射单元均被激活，由此确定最优方位角；
(5)给定RIS反射信号主波瓣的初始方位角，按照步骤(1)至(4)同样的方式确定最优俯仰角；
(6)基于所述最优方位角和最优俯仰角，计算各个反射单元反射系数。
进一步地，反射单元未激活指的是反射单元处于基本不反射状态或是透射电磁波状态。
进一步地，通过施加电压信号或者光信号或者压力信号的方式，使反射单元被激活。
进一步地，通过施加电压信号或者光信号或者压力信号的方式，改变反射单元的反射系数。
进一步地，所述用户反馈的数据为用户接收信号强度的指标，包括CQI、SNR、SINR、RSRP、RSRQ、RSSI。
进一步地，用户在每次扫描后都进行一次反馈，由RIS进行比较；或者，由RIS向用户发送指令，指示用户在未来K个时序内RIS会进行连续扫描，待连续扫描过后，由用户进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，并反馈给RIS。
进一步地，所述步骤(6)中，基于所述最优方位角和最优俯仰角，以及RIS阵列的导向矢量，计算各个反射单元反射系数。
另一方面，本发明提供了一种快速确定智能超表面反射系数的系统，包括：
最优角度确定模块，用于给定RIS反射信号主波瓣的初始角度，在RIS上选择部分反射单元，并将其激活；各个反射单元被激活后可以反射射向其的电磁信号；所述角度包括俯仰角和方位角；改变RIS反射信号主波瓣的角度，使RIS利用不同方向波束进行扫描，并接收用户反馈的数据；将每次扫描后反馈的数据进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，由此确定第一角度范围；激活更多反射单元，在所述第一角度范围内，改变RIS反射信号主波瓣的角度，确定第二角度范围；直至所有反射单元均被激活，由此确定最优角度；
反射系数计算模块，用于基于所述最优角度，计算各个反射单元反射系数。
进一步地，反射单元未激活指的是反射单元处于基本不反射状态或是透射电磁波状态。
进一步地，通过施加电压信号或者光信号或者压力信号的方式，使反射单元被激活。
进一步地，通过施加电压信号或者光信号或者压力信号的方式，改变反射单元的反射系数。
进一步地，所述用户反馈的数据为用户接收信号强度的指标，包括CQI、SNR、SINR、RSRP、RSRQ、RSSI。
进一步地，用户在每次扫描后都进行一次反馈，由RIS进行比较；或者，由RIS向用户发送指令，指示用户在未来K个时序内RIS会进行连续扫描，待连续扫描过后，由用户进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，并反馈给RIS。
进一步地，基于所述最优方位角和最优俯仰角，以及RIS阵列的导向矢量，计算各个反射单元反射系数。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明运用分级扫描的方法，波束由宽到窄，首先利用宽波束覆盖范围广的特性，确定接收天线的大致范围，接着在第一阶段中被宽波束覆盖的方向利用更窄的波束进行扫描，在更小的扫描范围内，使用分辨率更高的波束，波束对准接收天线的精度也会越高；由此确定最优方位角和最优俯仰角，进而计算得到各个反射单元反射系数。如此，本发明在保证时间复杂度低的前提下能有比较高的准确度；同时通过改变RIS反射单元的反射系数，使反射信号主波束指向用户方位，不需要移动用户的位置。
(2)本发明的普适性很强，可以适用于各种RIS阵列，例如方阵、圆阵等，时间复杂度较低为O(n)级别，性能良好，整体性能优于码本穷举搜索法。
附图说明
图1是现有RIS的无线通信系统架构图；
图2是本发明提供的均匀矩形面阵模型；
图3是本发明提供的一种快速确定智能超表面反射系数的方法流程图；
图4-1至图4-3分别为未量化时，最佳情况下的波束方向图、两维DFT码本穷举搜索得到的最佳码字对应的波束方向图、采用本发明计算得到的反射系数对应的波束方向图；
图5-1至图5-3分别为1-bit量化时，最佳情况下的波束方向图、两维DFT码本穷举搜索得到的最佳码字对应的波束方向图、采用本发明计算得到的反射系数对应的波束方向图；
图6-1至图6-4分别为激活4列反射单元时，方位角θ＝-90°,-30°,30°,90°对应的波束方向图；
图7-1至图7-4分别为激活8列反射单元时，方位角θ＝30°,50°,70°,90°对应的波束方向图；
图8-1至图8-3分别为激活16列反射单元时，方位角θ＝30°,40°,50°对应的波束方向图；
图9-1至图9-3分别为激活32列反射单元时，方位角θ＝40°,45°,50°对应的波束方向图；
图10-1至图10-6分别为激活64列反射单元时，方位角θ＝45°,46°,47°,48°,49°,50°对应的波束方向图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明研究的平面阵列模型由M*N个结构单元组成，M是RIS阵列中反射单元的行数、N是RIS阵列中反射单元的列数。如图2所述，y轴和z轴的天线单元均匀排布，dy表示y轴天线单元间的间隔，dz表示z轴天线单元间的间隔。本模型中信号源设置为远场窄带信号，因而入射波到达天线时相当于平面波，俯仰角和方位角分别用
Figure BDA0002881878910000061
和θ表示。我们以原点处的天线单元作为参考点，以空间中一点P(x，y，z)为观察点，其在xoy平面上的投影点为P1(x，y，0)，其信号传播方向上的单位向量在x、y、z轴上的投影表示为：
Figure BDA0002881878910000062
因此沿y轴和z轴方向均匀线阵的相位差分别为：
Figure BDA0002881878910000071
Figure BDA0002881878910000072
因此y轴和z轴方向均匀线阵的导向矢量分别为：
Figure BDA0002881878910000073
Figure BDA0002881878910000074
整个平面阵的导向矢量为：
Figure BDA0002881878910000075
RIS阵列有M*N个可以独立控制的反射单元。利用RIS阵列进行辅助通信时，发射接收信号关系如下：
Y＝GTQHX+N
其中，Y为用户接收信号、X为AP发射信号、N为噪声信号、Q为反射系数矩阵，G为AP-IRS的信道，H为IRS-UE的信道。
Figure BDA0002881878910000076
aAP-RIS是AP-RIS的信道幅值，φAP-RIS是信道相位，
Figure BDA0002881878910000077
表示AP-RIS的导向矢量。
Figure BDA0002881878910000078
aRIS-UE是RIS-UE的信道幅值，φRIS-UE是信道相位，
Figure BDA0002881878910000079
表示UE-RIS的导向矢量。
反射系数矩阵由RIS收集发射信道和接收信道信息以及反射单元相移后计算得出，计算RIS反射系数矩阵Q∈CM×M,求解：
Q＝argmax{|GTQH|2}
其中，
Figure BDA0002881878910000081
需要注意的是，RIS反射单元的相移参数有时候需要进行离散/量化。在这种情况下，上述计算的RIS反射系数矩阵Q需要进一步计算出离散/量化情况下的合适的解
Figure BDA0002881878910000082
同样的，可以对Q中每个参数分别找出其最邻近的量化/离散值，从而得到量化/离散情况下的反射系数矩阵
Figure BDA0002881878910000083
使用反射系数矩阵Q改变等效信道GTQH的强弱。为了减小计算复杂度，我们可以采取比特量化的方式来简化Q的计算过程，比特数越多，量化越精细。
一般而言，当RIS包含的反射单元越多，其反射的波束就会越窄，能量越聚集。在反射单元反射电磁波的过程中，主波瓣有着最大的最稳定的信号强度。但是我们在进行波束扫描时，需要快速确定用户所在角度范围，避免穷举式搜索。因此本发明方案包括：前期使用宽角度波束进行扫描，通过用户反馈后在确定一个覆盖UE的角度范围，然后在此角度范围内用较窄的波束进行扫描。波束越窄，分辨率越高，扫描精度越高，在此基础上确定一个更精确的角度范围，波束宽度不断变窄，扫描的角度范围也不断缩小，最后使RIS反射的电磁波主瓣指向用户方位。
产生宽波束的方法：可以调整部分反射单元相位，使其基本不反射电磁波，剩下的反射单元可以继续工作，从而可以产生较宽的波束来进行扫描，达到精准定位快速波束赋形的效果。
参阅图3，为本发明提出的一种快速确定智能超表面反射系数的方法流程图，包括以下步骤：
(1)给定RIS反射信号主波瓣的初始角度，在RIS上选择部分反射单元，并将其激活；各个反射单元被激活后可以反射射向其的电磁信号；所述角度包括俯仰角和方位角；
(2)改变RIS反射信号主波瓣的角度，使RIS利用不同方向波束进行扫描，并接收用户反馈的数据；
(3)将步骤(2)中每次扫描后反馈的数据进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，由此确定第一角度范围；
(4)激活更多反射单元，在所述第一角度范围内，执行步骤(2)和(3)，确定第二角度范围；直至所有反射单元均被激活，由此确定最优角度；
(5)基于所述最优角度，计算各个反射单元反射系数。
需要说明的是，可以先俯仰角扫描、后方位角扫描，或者先方位角扫描、后俯仰角扫描，或者两个角度联合扫描，或者旋转坐标系之后斜着扫描。
下面以先方位角扫描、后俯仰角扫描为例，具体介绍本发明的操作步骤，包括：
(1)给定RIS反射信号主波瓣的初始俯仰角，在RIS上选择部分反射单元，并将其激活；各个反射单元被激活后可以反射射向其的电磁信号；
(2)改变RIS反射信号主波瓣的方位角，使RIS利用不同方向波束进行扫描，并接收用户反馈的数据；
(3)将步骤(2)中每次扫描后反馈的数据进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，由此确定第一方位角范围；
(4)激活更多反射单元，在所述第一方位角范围内，执行步骤(2)和(3)，确定第二方位角范围；直至所有反射单元均被激活，由此确定最优方位角；
(5)给定RIS反射信号主波瓣的初始方位角，按照步骤(1)至(4)同样的方式确定最优俯仰角；
(6)基于所述最优方位角和最优俯仰角，计算各个反射单元反射系数。
具体的，通过施加电压信号或者光信号或者压力信号的方式，使反射单元被激活。
具体的，通过施加电压信号或者光信号或者压力信号的方式，改变反射单元的反射系数。
具体的，UE反馈的数据为UE接收信号强度的指标，包括CQI、SNR、SINR、RSRP、RSRQ、RSSI等。
具体的，UE可以在每次扫描后都进行一次反馈，由RIS进行比较。也可以由RIS向UE发送指令，告知UE在未来K个时序内RIS会进行连续扫描，连续扫描过后，由UE比较确定最佳扫描波束，并且进行反馈，告知RIS哪个反射系数矩阵时信号最强。
具体的，基于最优方位角和最优俯仰角，以及RIS阵列的导向矢量，计算各个反射单元反射系数。
进一步地，基于各个反射单元反射系数，通过改变RIS反射单元的反射系数，使反射信号主波束指向用户方位，并不需要改变UE的位置，就能实现无线AP与UE之间的有效通信。
另一方面，本发明提供了一种快速确定智能超表面反射系数的系统，包括：
最优角度确定模块，用于给定RIS反射信号主波瓣的初始角度，在RIS上选择部分反射单元，并将其激活；各个反射单元被激活后可以反射射向其的电磁信号；所述角度包括俯仰角和方位角；改变RIS反射信号主波瓣的角度，使RIS利用不同方向波束进行扫描，并接收用户反馈的数据；将每次扫描后反馈的数据进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，由此确定第一角度范围；激活更多反射单元，在所述第一角度范围内，改变RIS反射信号主波瓣的角度，确定第二角度范围；直至所有反射单元均被激活，由此确定最优角度；
反射系数计算模块，用于基于所述最优角度，计算各个反射单元反射系数。
上述快速确定智能超表面反射系数的系统中各个模块的划分仅用于举例说明，在其他实施例中，可将快速确定智能超表面反射系数的系统按照需要划分为不同的模块，以完成上述系统的全部或部分功能。
下面以一个具体的应用场景，进一步说明本发明。
1、前提条件和相关预设
(1)存在一个通信系统，由一个AP、一个UE、一个无源RIS构成。AP、RIS的相关参数已知，包括RIS反射单元的分布等。
(2)RIS反射阵列尺寸为M*N，反射单元间距分别为Dy、Dz。
(3)反射单元的反射系数存在n-bit量化。
2、具体步骤
(1)设定模型初始值：频率、速度、波长、反射单元间距、初始俯仰角和方位角。
(2)利用宽波束确定接收天线大致方位。
(3)增加可反射电磁波单元数量，在(2)确定的方位范围内扫描。
(4)波束扫描：进行波束扫描时，接收天线接到信号后需要及时向RIS控制器反馈相应数据。
3、设置仿真参数
RIS：行数N＝20，列数M＝64，反射单元总数1280，每一列有4个控制单元，每一个控制单元控制5个反射单元；反射单元间距dz＝dy＝0.262λ。
空间位置：以RIS左下角单元为坐标原点(0，0，0)建立坐标系，RIS位于yoz平面，y方向和z方向反射单元均匀分布，间距为Dy和Dz。
发射源：频率f＝5.5GHz，波速v＝3×108m/s，垂直入射。
远场模型：到达RIS时为平面波。
接收天线：位于xoy平面，方位角为45°。
量化：对每个反射系数qn,n进行1-bit量化。
信道幅值a＝1。
对于Q＝argmax{|GTQH|2}，G为全1列向量，可由反射信号导向矢量生成不同方位的反射系数矩阵Q(Q中每个元素的相移与对应导向矢量元素相移相反)，反射系数幅值|qn,n|＝1。
4、仿真结果
最佳情况是依据已知UE俯仰角和方位角计算得出，该情况下RIS能提供最大的增益。
图4-1至图4-3为未量化时，最佳情况下的波束方向图、两维DFT码本穷举搜索得到的最佳码字对应的波束方向图、采用本发明计算得到的反射系数对应的波束方向图。
图5-1至图5-3为1-bit量化时，最佳情况下的波束方向图、两维DFT码本穷举搜索得到的最佳码字对应的波束方向图、采用本发明计算得到的反射系数对应的波束方向图。
(1)未量化
(11)首先激活4列反射单元，取方位角θ＝-90°,-30°,30°,90°，俯仰角
Figure BDA0002881878910000121
计算出反射系数矩阵Q，扫描后方向图如图6-1至图6-4。
(12)由(11)可以判断接收天线位于30°到90°之间，被激活的反射单元增加至8列，再取方位角θ＝30°,50°,70°,90°，扫描后方向图如图7-1至图7-4。
(13)由(12)可以判断接收天线位于30°到50°之间，被激活的反射单元增加至16列，再取方位角θ＝30°,40°,50°，扫描后方向图如图8-1至图8-3。
(14)由(13)可以判断接收天线位于40°到50°之间，被激活的反射单元增加至32列，再取方位角θ＝40°,45°,50°，扫描后方向图如图9-1至图9-3。
(15)由(14)可以判断接收天线位于45°到50°之间，被激活的反射单元增加至64列，再取方位角θ＝45°,46°,47°,48°,49°,50°，扫描后方向图如图10-1至图10-6。
(16)由(15)可以知道θ＝45°时接收天线信号强度最大，因此可以判断接收天线方位角位于θ＝45°方向附近或者方位角在θ＝45°。
(2)1-bit量化
(21)进行量化后，[-90°,0°]和[0°,90°]两个角度范围内波束是对称的，所以只需要在[0°,90°]范围内扫描。被激活的反射单元数量为8列，方位角θ＝0°,10°,20°,30°,40°,50°,60°,70°,80°,90°。
(22)由(21)的扫描结果可以判断角度范围[30°,50°]时接收天线信号强度最大，被激活的反射单元增加至16列，再取方位角θ＝30°,35°,40°,45°,50°。
(23)由(22)的扫描结果可以判断角度范围[40°,50°]时接收天线信号强度最大，被激活的反射单元增加至32列，再取方位角θ＝40°,42.5°,45°,47.5°,50°。
(24)由(23)的扫描结果可以判断角度范围[42.5°,47.5°]时接收天线信号强度最大，被激活的反射单元增加至64列，再取方位角θ＝42.5°,43°,44°,45°,46°,47°,47.5°。
(25)由(24)的扫描结果可以知道θ＝45°时接收天线信号强度最大，因此可以判断接收天线方位角位于θ＝45°方向附近或者方位角在θ＝45°。
由此可见，本发明在保证时间复杂度低的前提下仍然有比较高的准确度。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速确定智能超表面反射系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）给定RIS反射信号主波瓣的初始角度，在RIS上选择部分反射单元，并将其激活；各个反射单元被激活后可以反射射向其的电磁信号；所述角度包括俯仰角和方位角；
（2）改变RIS反射信号主波瓣的角度，使RIS利用不同方向波束进行扫描，并接收用户反馈的数据；
（3）将步骤（2）中每次扫描后反馈的数据进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，由此确定第一角度范围；
（4）激活更多反射单元，在所述第一角度范围内，执行步骤（2）和（3），确定第二角度范围；直至所有反射单元均被激活，由此确定最优角度；
（5）基于所述最优角度，计算各个反射单元反射系数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过施加电压信号或者光信号或者压力信号的方式，使反射单元被激活。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过施加电压信号或者光信号或者压力信号的方式，改变反射单元的反射系数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户反馈的数据为用户接收信号强度的指标，包括CQI、SNR、SINR、RSRP、RSRQ、RSSI。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用户在每次扫描后都进行一次反馈，由RIS进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向；或者，
由RIS向用户发送指令，指示用户在未来K个时序内RIS会进行连续扫描，待连续扫描过后，由用户进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，并反馈给RIS。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（5）中，基于所述最优角度，以及RIS阵列的导向矢量，计算各个反射单元反射系数。
7.一种快速确定智能超表面反射系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）给定RIS反射信号主波瓣的初始俯仰角，在RIS上选择部分反射单元，并将其激活；各个反射单元被激活后可以反射射向其的电磁信号；
（2）改变RIS反射信号主波瓣的方位角，使RIS利用不同方向波束进行扫描，并接收用户反馈的数据；
（3）将步骤（2）中每次扫描后反馈的数据进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，由此确定第一方位角范围；
（4）激活更多反射单元，在所述第一方位角范围内，执行步骤（2）和（3），确定第二方位角范围；直至所有反射单元均被激活，由此确定最优方位角；
（5）给定RIS反射信号主波瓣的初始方位角，按照步骤（1）至（4）同样的方式确定最优俯仰角；
（6）基于所述最优方位角和最优俯仰角，计算各个反射单元反射系数。
8.一种快速确定智能超表面反射系数的系统，其特征在于，包括：
最优角度确定模块，用于给定RIS反射信号主波瓣的初始角度，在RIS上选择部分反射单元，并将其激活；各个反射单元被激活后可以反射射向其的电磁信号；所述角度包括俯仰角和方位角；改变RIS反射信号主波瓣的角度，使RIS利用不同方向波束进行扫描，并接收用户反馈的数据；将每次扫描后反馈的数据进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，由此确定第一角度范围；激活更多反射单元，在所述第一角度范围内，改变RIS反射信号主波瓣的角度，确定第二角度范围；直至所有反射单元均被激活，由此确定最优角度；
反射系数计算模块，用于基于所述最优角度，计算各个反射单元反射系数。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，用户在每次扫描后都进行一次反馈，由RIS进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向；或者，
由RIS向用户发送指令，指示用户在未来K个时序内RIS会进行连续扫描，待连续扫描过后，由用户进行比较，确定一个接收信号强度最大的波束方向，并反馈给RIS。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，基于所述最优角度，以及RIS阵列的导向矢量，计算各个反射单元反射系数。
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