【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于ris辅助反向散射通信领域，特别涉及一种ris设备。
技术介绍
1、可重构智能表面(ris,reconfigurable intelligence surface)是一项旨在提高现代通信系统性能的新技术；事实上，ris是大型平坦的反射表面，可安装在室内/室外环境中，通过智能控制射频信号反射来提供信道可重构性。在第六代(6g)无线通信的未来愿景中，ris将广泛安装用于通信、定位、能源可持续性等。
2、公开号为cn 116569496 a的现有技术中涉及多天线设备的波束控制。该设备接收激活信号，并输出具有不同相移的信号。该设备上的多个天线元件中的每个元件都从相关移相器接收相移信号，并基于相关移相器接收的相移信号输出波束。
3、公告号为cn 221202564 u的现有技术中提出了一种1位多功能智能反射器，包括多个智能反射器单元(包括上层结构、放大层和底层结构)，通过改变变容二极管的偏置电压，可以调节相位和幅度；将放大电路与上述设计的ris单元结合起来，实现信号放大功能，从而实现多功能ris。
4、公告号为cn 221151028 u的现有技术中提出了一种用于多功能ris辅助通信系统的能量收集系统。能量收集使ris组件能够自主、连续地运行，而无需连续的外部电源或电池，这对于利用射频信号等环境源的能量不间断运行的应用至关重要。
5、公告号为cn 221010109 u的现有技术中提出了一种多功能可重构智能面装置，包括：ris反射单元、ris发射单元、功率放大电路、功率分配电路
6、公开号为cn 118157813 a的现有技术中公开了一种智能超表面控制方法及相关装置，对控制信令的结构采取动态设计，对ris阵列中不同的权重调整方式采用不同长度的控制信号，有效降低了控制信令的开销，提高了通信效率。
7、在
技术介绍
中，基站与ris通过额外的控制信道进行通信，根据信道估计发送信令到ris，从而控制信号传输到终端。附加的控制通道不仅需要额外的硬件资源，还需要更复杂的通信协议，必须集成ris控制通道和bs终端通信技术。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术采用的ris设备可以在没有附加控制链路的情况下进行重新配置。
2、本专利技术采用的技术方案之一为：一种用于ris辅助反向散射通信的ris设备，包括若干ris单元构成的阵列，每个ris单元的结构包括：贴片天线、可重构相位反射负载、天线负载；还包括贴片天线上设置的金属通孔；贴片天线通过金属通孔将撞击贴片天线表面的电磁波能量传输到天线负载，可重构相位反射负载与天线负载并联。
3、所述贴片天线上设置两个正交金属通孔。
4、本专利技术采用的技术方案之二为：一种基于ris设备的通信系统，包括上述ris设备、基站bs、以及接收器；基站bs发送的bs信号入射到ris设备，ris设备将入射的bs信号反射至接收器。
5、本专利技术采用的技术方案之三为：一种用于ris辅助反向散射通信协议，基于上述的通信系统，包括以下步骤：
6、s1、初始时所有ris单元配置为吸收状态；
7、s2、所有ris单元进行能量收集；
8、s3、执行传统反向散射标签识别过程；所有接收‘查询命令’的ris通信单元在识别过程期间回复基站bs；
9、s4、基站选中的ris单元配置为反射状态。
10、本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种ris设备，该设备可以在没有附加控制链路的情况下进行重新配置，类比目前最新的ris辅助反向散射通信的实现情况；本专利技术所提出的ris设备包括电磁射频信号吸收/反射表面，该表面由具有可重构行为的多个高效天线单元实现，以便吸收入射射频信号功率，充当传统天线并使ris控制单元能够处理ris重构协议控制消息，以及利用每个单元的可重构反射相位能力将入射射频信号反射到特定方向。天线元件连接到多波束成形网络，该网络同时合成静态或可重构正交高增益波束，并将从不同方向(多波束成形端口)接收/发射的信号传输到ris通信单元(反向散射设备)，从而使基站/反向散射读写器和ris之间能够进行通信，并根据基站要求重新配置每个ris单元反射行为；
11、本专利技术的另一个方面涉及利用大型ris表面和多波束成形网络来实现高效能量收集的可能性，这可用于获得ris设备的全部或部分能量自持续能力；为了实现此功能，ris天线单元元件不直接连接到ris通信单元，而是通过rf开关或非等分功率分配器将接收/发射信号分配到能量收集电路和ris通信单元；
12、最后，扩展的采集-传输协议也是本专利技术的一部分，该协议包括ris完全/部分通电、ris重新配置、支持反射模式的最终和额外通电以及朝向特定反射方向的ris操作。
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1.一种用于RIS辅助反向散射通信的RIS设备，其特征在于，包括若干RIS单元构成的阵列，每个RIS单元的结构包括：贴片天线、可重构相位反射负载、天线负载；还包括贴片天线上设置的金属通孔；贴片天线通过金属通孔将撞击贴片天线表面的电磁波能量传输到天线负载，可重构相位反射负载与天线负载并联。
2.根据权利要求1所述的一种用于RIS辅助反向散射通信的RIS设备，其特征在于，所述贴片天线上设置两个正交金属通孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于RIS辅助反向散射通信的RIS设备，其特征在于，还包括：多波束形成网络、RF开关或功率分配器、能量收集电路以及RIS通信单元；所述多波束形成网络一端连接到RIS单元的天线端口，多波束形成网络另一端通过RF开关或功率分配器连接能量收集电路以及RIS通信单元。
4.根据权利要求3所述的一种用于RIS辅助反向散射通信的RIS设备，其特征在于，可重构相位反射负载包括多个并联漏极的MOS晶体管、各MOS晶体管源极连接的不同的长度的短路传输线，各MOS晶体管漏极连接对应贴片天线上的金属通孔，各MOS晶体管栅极连接偏置电压
5.根据权利要求4所述的一种用于RIS辅助反向散射通信的RIS设备，其特征在于，可重构相位反射负载包括单个MOS晶体管，该MOS晶体管源极连接到具有离散/连续相位调整机制的短路可变移相器，该MOS晶体管漏极连接对应贴片天线上的金属通孔，该MOS晶体管栅极连接偏置电压。
6.根据权利要求3所述的一种用于RIS辅助反向散射通信的RIS设备，其特征在于，当给RIS单元中的MOS晶体管栅极施加偏置，其漏极与源极沟道导通，则该RIS单元工作于反射状态。
7.根据权利要求6所述的一种用于RIS辅助反向散射通信的RIS设备，其特征在于，当RIS单元中的MOS晶体管栅极未施加偏置时，则该RIS单元工作于吸收状态。
8.根据权利要求3所述的一种用于RIS辅助反向散射通信的RIS设备，其特征在于，还包括：RIS控制单元，用于控制MOS晶体管栅极的偏置信号，还用于根据入射BS信号方向和所需的反射方向确定每个RIS单元的可重构反射相位状态。
9.一种基于RIS设备的通信系统，其特征在于，包括权利要求8所述的RIS设备、基站BS、以及反向散射标签；基站BS发送的BS信号入射到RIS设备，RIS设备将入射的BS信号反射至反向散射标签。
10.一种用于RIS辅助反向散射通信协议，其特征在于，基于权利要求9所述的通信系统，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于ris辅助反向散射通信的ris设备，其特征在于，包括若干ris单元构成的阵列，每个ris单元的结构包括：贴片天线、可重构相位反射负载、天线负载；还包括贴片天线上设置的金属通孔；贴片天线通过金属通孔将撞击贴片天线表面的电磁波能量传输到天线负载，可重构相位反射负载与天线负载并联。
2.根据权利要求1所述的一种用于ris辅助反向散射通信的ris设备，其特征在于，所述贴片天线上设置两个正交金属通孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于ris辅助反向散射通信的ris设备，其特征在于，还包括：多波束形成网络、rf开关或功率分配器、能量收集电路以及ris通信单元；所述多波束形成网络一端连接到ris单元的天线端口，多波束形成网络另一端通过rf开关或功率分配器连接能量收集电路以及ris通信单元。
4.根据权利要求3所述的一种用于ris辅助反向散射通信的ris设备，其特征在于，可重构相位反射负载包括多个并联漏极的mos晶体管、各mos晶体管源极连接的不同的长度的短路传输线，各mos晶体管漏极连接对应贴片天线上的金属通孔，各mos晶体管栅极连接偏置电压。
5.根据权利要求4所述的一种用于ris辅助反向散射通信的ris设备，其特征在于，可重构...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷丹，陈鹏天，陈梦琪，王宪平，王裕辉，文光俊，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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