[发明专利]一种室内反射面辅助通信的网络规划方法

说明书

本发明公开一种室内反射面辅助通信的网络规划方法，属于无线通信技术领域，该方法包含以下步骤：(1)依据室内基站与终端各自的视距传播区域的重叠区域，为反射面部署求得可行区域，同时将终端划分为域内终端和域外终端二个集合；(2)以可行区域为约束，为域内终端计算反射面的第一最佳位置；(3)将部署在第一最佳位置的第一反射面当作基站，为域外终端重复第(1)和第(2)步计算，得到第二最佳位置用于部署第二反射面。本发明为智能反射面技术在室内无线通信的应用，设计了一个高效的最佳部署问题的求解方法。

技术领域

本发明涉及一种室内反射面辅助通信的网络规划方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface，IRS)是一种可实时编程的信号反射表面，是包含大量低成本阵元的阵列式反射天线，它借助波束成形技术可实现无线信号的定向和聚焦式反射，用于提高无线接收设备的接收功率。为方便工程部署，反射面装置的外形一般设计为平面结构或平板式结构，楼宇等建筑物的外立面为室外安装基础，室内安装标的则是墙面或屋顶。

在室内无线信号传输环境中，终端与其接入基站之间的直接路径存在被障碍物阻隔的情况。在这种情况下，将反射面布放在基站和终端之间，可以建立绕过障碍物的非视距路径(Non Line ofSight，NLOS)，这是扩展室内基站覆盖范围的有效手段。为结构复杂的建筑物室内空间计算得到反射面部署的最佳位置，是IRS技术的应用关键。

公开号为CN202210379879.X的发明专利提供了一种智能反射面的位置部署方法和系统，该发明未考虑建筑物室内墙壁的阻挡作用，计算求得的部署位置在室内环境有不能实施的可能。公开号为CN202210441211.3的专利公开了一种智能超表面辅助的室内通信方法，该发明在室内每个房间的附近部署智能超表面，总体方案未涉及最佳位置的网络规划。

发明内容

发明目的：目前对IRS室内部署问题的研究较少，针对现有技术的不足，本发明目的在于提出一种智能反射面辅助通信的室内部署网络规划方法，根据基站和所有终端的位置信息，结合无线传输环境中墙面和障碍物的几何参数，找出两个智能反射面在该无线传输环境下联合部署的最优部署位置，为智能反射面辅助通信的室内部署规划问题提供了一种新方法。

技术方案：本发明是一种室内智能反射面辅助通信的网络规划方法，包含以下步骤：

步骤1，根据预先设定或配置的室内基站位置S和终端集合D，依次从终端集合D中取终端和基站作为假想光源，应用射线法计算出各自在室内三维空间墙面上的两个视距区，所述两个视距区的重叠区即是该终端与基站间反射面部署的最大可行区域，并将该区域加入到视距重叠区域集合A中。室内墙面就是室内反射面初始的部署可行区域。射线法指的是将终端或基站的位置作为端点，朝外发射射线，该射线没有穿过障碍物能够到达的墙面区域即为视距区域，所以该区域中的点与终端的直连链路中不存在障碍物的阻隔，无线信号可以在两端之间无遮挡的进行直线传播；

步骤2，按照基站到终端的直线距离从小到大的顺序对视距重叠区域集合A和终端位置集合D进行排序，随后按顺序依次取集合A中的每对基站终端的视距传播重叠区a进行集合交运算，直到a为空集或者集合A已遍历完并完成了相应的计算，得到范围最小的非空区域集合，当作反射面部署的可行区域c。并且在部署可行区域的计算过程中，将按序遍历过的所有终端编入域内终端集合LOS中，未遍历过的终端编入域外终端集合NLOS中；

步骤3，将上述步骤得到的反射面部署可行区域c作为反射面最佳位置问题求解的约束条件，构建出使基站至所有域内终端的信号接收功率的平均值最大的目标函数，该目标函数形式定义如下所示：