一种基于RIS的终端级网络优化的辅助方法与流程

本发明涉及网络优化，具体涉及一种基于ris的终端级网络优化的辅助方法。

背景技术：

1、移动通信网络从1g发展到5g，技术发展和更新速度越来越快，不仅拓展了“人联”，更在千行百业中建立了“物联”，其对社会生产和人民生活带来的改变使得人们的需求不断提高，不再满足于“尽力而为”的“万物互联”，而是希望实现以新一代6g网络技术为代表的“泛在互联、普惠智能”。结合5g发展的现状和挑战，可知将来部署在更高频段的6g网络，其无线信号弱覆盖区域甚至盲区的问题将更加突出。目前移动通信网络中无线传播环境存在较大的随机性和不确定性，且无线信号是以基站天线为中心向外逐渐减弱的，并不能均匀或者按需分布。为此人们只能采取一些被动适应的手段加以改善，且无一例外是从小区级、从基站侧来实施的，无法面对单个用户实现更精细的网络环境质量提升。若要实现6g“万物智联、无缝覆盖、随时随地接入”的愿景目标，业界亟需一个可通过主动控制、按需智能动态优化无线传播环境以提升网络质量环境的新范式。

2、智能反射面irs是一种全新的革命性技术，它可以通过在平面上集成大量低成本的无源反射元件，智能地重新配置无线传播环境，从而显著提高无线通信网络的性能。具体地说，irs的不同元件可以通过控制其幅度和/或相位来独立地反射入射信号，从而协同地实现用于定向信号增强或零陷的精细的三维无源波束形成。近年来，ris技术的理论研究、材料工艺、工程试验都有重大突破，在室外、室内移动通信中均可通过与覆盖补盲、多流增速、反射、透射等方式合作实现提升、优化无线传播环境的目标。

技术实现思路

1、本发明主要是为了解决目前无线传播环境存在较大的随机性和不确定性，且无线信号不能按需分布的问题，提供了一种基于ris的终端级网络优化的辅助方法，将终端所反馈的当前所处位置无线网络质量指标值与所订购的无线网络质量指标参数进行对比，根据对比结果和预设的门限值发送优化信令给基站，通知基站激活附近的ris启动优化程序，利用ris实现终端级别颗粒度的网络优化调整，通过主动控制，按需智能动态优化无线传播环境，实现终端级、动态、智能按需提供差异化服务，不仅有效提升终端用户感知，而且使得无线电磁能量分配更合理。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

3、一种基于ris的终端级网络优化的辅助方法，包括以下步骤：

4、步骤s1：终端将当前状态信息通过ris反馈给基站，基站再传给核心网；

5、步骤s2：核心网根据终端的唯一识别号查询其服务等级，根据其订购的服务等级查询其相应的无线网络质量指标参数；

6、步骤s3：核心网将终端当前实际的无线网络质量指标值与所订购的无线网络质量指标参数进行对比，根据对比结果和预设的门限值发送优化信令给基站，通知基站激活附近的ris启动优化程序；

7、步骤s4：重复循环步骤s1-s3，直至终端当前实际的无线网络质量指标符合要求。

8、本发明提供了一种基于ris的终端级网络优化的辅助方法，当某终端与基站通信时会将当前自己的状态信息上报给核心网，核心网网元将收到的终端状态信息与终端在注册时定制的网络服务质量作比较判决，判决结果若高于设定的门限值，则通知ris调整适合的相位幅度或极化方向来加强或减弱反射的无线信号，从而重塑无线传播环境，使得终端接收到的信号增强或减弱，这一过程往复循环，直至终端上报的当前所处位置网络性能指标在预设的网络服务质量指标范围内。通过这套算法，可以实现终端级别颗粒度的网络优化调整，从而进一步提升单个终端的用户感知，更智能、绿色、经济地优化分配无线信号的强度，为不同终端动态、智能按需提供差异化服务，使得无线电磁能量分配更合理，从电磁能量的角度看也提高了使用效率。

9、作为优选，步骤s1中，终端u发送自己当前位置处网络状态信息x经由附近ris装置反射给基站，基站再将当前状态信息x反馈给核心网。当前状态信息x中包括终端的唯一识别号和当前实际的无线网络质量指标值等内容，设为集合{xi}(i＝1,2,3,4…n)。

10、作为优选，步骤s2的具体过程，包括以下步骤：

11、步骤s21：核心网收到当前状态信息x后，根据终端u的唯一识别号查询其订购的服务等级l，设为集合{ln}(n＝1,2,3,4…n)，若查询结果为空，则流程结束，否则继续下一步；

12、步骤s22：设系统中设定的服务等级为ln的业务集合z，设为集合{zk}(k＝1,2,3,4…n)，核心网通过查询得到终端当前业务类型z，业务类型z为服务等级l下的业务类型，设业务类型z下的各项无线网络质量指标参数为y，设为集合{yj}(j＝1,2,3,4…n)，若查询结果为空，则流程结束，否则继续下一步。

13、作为优选，步骤s3的具体过程，包括以下步骤：

14、步骤s31：核心网将当前状态信息x中的各项无线网络质量指标值与业务类型z下的各项无线网络质量指标参数y进行比较，得到差值的绝对值集合d，设为集合{dm}(m＝1,2,3,4…n)；步骤s32：将差值的绝对值集合d与预设的门限值进行比较，若差值的绝对值集合d高于预设的门限值，则核心网通过发送优化信令通知基站激活附近ris装置启动优化程序，否则流程结束。

15、作为优选，步骤s32中，受到激活的ris装置迅速计算出需要减小d的反射图样，从而调整每个电磁单元的相位幅度或极化方向来加强或减弱反射的无线信号，实现信号强覆盖区域或信号弱覆盖区域增强或减弱、多流增速或减速等优化效果，返回并执行步骤s1，其中，初始图样可根据仿真结果进行预配置。

16、作为优选，步骤s4中，重复循环步骤s1-s3，直至终端上报的当前位置处所有无线网络质量指标都在预设的网络服务质量指标范围内。

17、本方案是针对终端当前业务下的优化流程，如果终端发起新的业务，则重新从步骤s1开始执行，从而侦测网络状况，并分析是否激活ris启动优化程序调整网络性能质量指标；如果当前位置不变或者没有新的业务触发，则不主动激活ris启动优化程序。

18、本发明首先针对移动通信网络弱覆盖问题，区别于现有的基于基站侧、小区级的网络优化手段，从弱覆盖区出发，从小区覆盖边缘出发，结合新兴材料ris技术，实现基于终端级的辅助网络优化；其次，在通常以信号增强为优化目标之外，增加了减弱多余覆盖、实现恰好够用的服务理念，符合6g更高效、更节能、更绿色的愿景。目前通信基站的密集度已经接近极限，干扰问题也日趋严重，却仍然不能完全解决弱覆盖问题。将来进入更高频段的6g，面对空天地一体的全域、立体、无缝覆盖的无线通信环境，已经不可能通过无线加密站点或传统优化手段就能实现，本发明提出的基于ris的终端级网络优化方案不失为一种新颖合理的辅助优化方法。

19、作为优选，步骤s22中，所述业务类型包括但不限于传统业务和新型业务，所述传统业务包括但不限于短视频业务、高清视频业务和xr交互业务。

20、作为优选，所述传统业务包括但不限于直播业务和语音业务。

21、作为优选，步骤s22中，所述无线网络质量指标包括但不限于rsrp和数据速率。

22、作为优选，步骤s22中，所述无线网络质量指标包括但不限于mimo流数和系统可用资源。

23、因此，本发明的优点是：

24、(1)实现终端级别颗粒度的网络优化调整，从而进一步提升单个终端的用户感知，更智能、绿色、经济地优化分配无线信号的强度，为不同终端动态、智能按需提供差异化服务，使得无线电磁能量分配更合理，从电磁能量的角度看也提高了使用效率；

25、(2)区别于现有的基于基站侧、小区级的网络优化手段，从弱覆盖区出发，从小区覆盖边缘出发，结合新兴材料ris技术，实现基于终端级的辅助网络优化；

26、(3)在通常以信号增强为优化目标之外，增加了减弱多余覆盖、实现恰好够用的服务理念，符合6g更高效、更节能、更绿色的愿景。