基于标量衍射理论的RIS波束码本设计
2022-07-21崔亦军CUIYijun窦建武DOUJianwu刘怡平LIUYiping
中兴通讯技术 2022年3期
关键词:方向
崔亦军/CUI Yijun, 窦建武/DOU Jianwu,刘怡平/LIU Yiping,
(1. 中兴通讯股份有限公司,中国深圳 518057;2. 移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室,中国深圳 518055;3. 西安电子科技大学广州研究院,中国广州 510555)
智能电磁表面或可重构智能超表面(RIS)近年来在学术界和工业界得到越来越多的关注[1-10]。作为6G 的潜在技术方向,它为无线传播环境的控制和重构提供了可能。对于在Z方向的尺寸远小于波长而在X、Y方向的尺寸与波长可比拟的超表面[9],其单元调控的方法包括[2-10]:
(1)控制等效电路中的等效阻抗,比如通过PIN管(PI-N结构二极管)/微机电系统(MEMS)开关/变容二极管来控制;
(2)控制材料参数,比如通过外加电场来调节液晶的介电常数(频带可调),或者在基底材料中引入钇铁石榴石,也可以通过磁场来调节基底材料的磁导率等;
(3)机械控制,即通过微机电系统,利用微马达步进电机来控制辐射单元的方向,进而改变辐射相位;
(4)其他方法,比如光控/光电联合控制等。
目前学术界或工业界RIS的原型主要以单元的相位调控为主。这给RIS单元相位码本增加了恒模的限制。当RIS的目标波束是宽波束时,在恒模约束条件下,如何设计合适的码本是一个关键问题。目前,基于最优化方法进行码本设计是一个研究方向,比如通过遗传算法、梯度下降法或粒子群算法等。但优化目标函数的设计、初始值、优化权值配置等对优化结果的性能影响比较大。在恒模约束限制下,当RIS面板的规模非常大时,优化效率不高的问题尤其突出,同时主波束性能也不佳。……
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