CN117642987A - 用于非陆地网络的自适应相变设备 - Google Patents

Abstract

在各方面中，高空平台站HAPS使用自适应相变设备APD与用户设备UE进行通信。HAPS接收APD(805)的特性，并且至少部分地基于特性选择APD以包括在与UE的无线通信路径中(810)。HAPS向APD传输资源许可，该资源许可包括用于在HAPS和APD(815)之间的APD‑物理下行链路控制信道(APD‑PDCCH)的空中接口资源的指示，使用APD‑PDCCH向APD传输APD的表面的相位矢量和定时信息的指示(820)，并且使用沿着包括APD(825)的表面的无线通信路径行进的无线传输与UE进行通信。

Description

用于非陆地网络的自适应相变设备

背景技术

基于非陆地的通信***，诸如基于卫星或基于航空器的通信***，向终端用户提供灵活性。为了说明，充当中继的单个卫星可以向难以到达的远程方位(诸如具有有限的可访问性的山区或海洋区域)提供覆盖。

虽然演进的非陆地通信***的较高频率范围可用于增加数据容量，但使用这些较高频率范围传输和恢复信息同样带来挑战。例如，较高频率信号和MIMO(多输入多输出)传输更容易受到多径衰落和其它类型的路径损耗的影响，这导致接收器处的恢复错误。障碍物(例如，建筑物、树叶、载具、天气)可以防止和/或阻止较高频率的传输到达预期的接收器。因此，期望校正信号失真以便获得由这些方法提供的可持续的性能益处(例如，增加的数据容量)。

发明内容

在各方面，用于非陆地网络的自适应相变设备的方法、设备、***和装置描述了使用自适应相变设备(APD)与用户设备(UE)通信的高空平台站(HAPS)。HAPS接收APD的特性，并且至少部分地基于特性选择APD以包括在与UE的无线通信路径中。HAPS向APD传输资源许可，该资源许可包括用于在HAPS和APD之间的APD-物理下行链路控制信道(APD-PDCCH)的空中接口资源的指示，使用APD-PDCCH向APD传输用于APD的可重新配置的反射表面的相位矢量和定时信息的指示，并且使用沿着包括APD的表面的无线通信路径行进的无线传输与UE进行通信。

在各方面，用于非陆地网络的自适应相变设备的方法、设备、***和装置描述了自适应相变设备(APD)，其从高空平台站(HAPS)接收资源许可，该资源许可包括用于在HAPS与APD之间的APD物理下行链路控制信道(APD-PDCCH)的调度的空中接口资源的指示。APD通过APD-PDCCH接收用于APD的表面的相位矢量和定时信息的指示，并且使用所接收的相位矢量和定时信息的指示来配置APD的表面，以反射从HAPS到用户设备(UE)的沿着包括APD的表面的无线通信路径行进的无线传输。

在附图和以下描述中阐述了一个或多个实现方式的细节。根据本文所述的描述、附图和示例，其他特征和优点将是显而易见的。提供本发明内容以引入在具体实施方式和附图中进一步描述的主题。因此，本发明内容不应被认为描述必要的特征，也不应被用于限制所描述的主题的范围。

附图说明

下面描述用于非陆地网络的自适应相变设备的一个或多个方面的细节。在描述和附图中的不同实例中使用相同的附图标记可以指示相同的元件：

图1示出了可以根据用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面使用的示例环境；

图2示出了可以实现用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面的实体的示例设备图；

图3示出了可以实现用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面的实体的示例设备图；

图4示出了可以实现用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面的实体的示例设备图；

图5示出了可以根据用于非陆地网络的自适应相变设备的一个或多个方面使用的示例无线网络协议栈；

图6示出了高空平台站根据用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面配置自适应相变设备的示例环境；

图7示出了根据用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面的示例信令和控制事务图；

图8示出了根据用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面的示例方法；以及

图9示出了根据用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面的示例方法。

具体实施方式

非陆地网络(NTN)可以使用非陆地飞行或浮动通信平台(例如，卫星通信***、空中载具平台、基于航空器的通信平台、基于无人机的通信平台)为用户设备(UE)通信提供普遍存在的覆盖。这些非陆地飞行或浮动通信平台中的一个可以被称为高空平台站(HAPS)。取决于硬件配置，HAPS可以在较高的频带(例如，由3GPP LTE、5G NR或6G通信标准中的一个或多个定义的高于6GHz的频带、频率范围2、毫米波(mm Wave)频带，诸如26GHz、28GHz、38GHz、39GHz、41GHz、57-64GHz、71GHz、81GHz、92GHz频带、100GHz到300GHz、130GHz到175GHz或300GHz到3THz频带)中操作。使用这些较高频带的HAPS与UE之间的通信可能遇到阻碍通信的视线挑战。例如，UE可能经历来自诸如高层建筑物的固定物体或来自诸如云的移动物体的与HAPS的通信的阻止。随着自适应相变设备(APD)的最近进步，新方法可能可用于改进由基于非陆地的通信***提供的通信服务的质量和/或可靠性。

虽然所描述的用于非陆地网络的自适应相变设备的***和方法的特征和概念可以在任何数量的不同环境、***、设备和/或各种配置中实现，但是在以下示例设备、***和配置的场境中描述了用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面。

操作环境

图1示出了示例环境100，其包括可以能够一个或多个无线通信链路130(无线链路130)与陆地基站120(示出为陆地基站121和122)通信的用户设备110(UE 110)，所述一个或多个无线通信链路130通常被示出为无线链路131和无线链路132。可替选地或附加地，UE110可以通过无线链路130中的一个或多个无线链路与被示出为HAPS 160(例如，HAPS161和HAPS162)的一个或多个非陆地通信平台通信，无线链路130通常被示出为无线链路133和无线链路134。UE 110可以直接与HAPS通信，如无线链路133所示，或者UE 110可以在阻塞103周围通过使用APD 101反射无线链路134的信号来与HAPS通信。

为了简单起见，UE 110被实现为智能电话，但是可以被实现为任何合适的计算或电子设备，诸如移动通信设备、调制解调器、蜂窝电话、游戏设备、导航设备、媒体设备、膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、智能电器、基于载具的通信***或诸如传感器或致动器的物联网(IoT)设备。陆地基站120(例如，演进型通用陆地无线电接入网节点B、E-UTRAN节点B、演进节点B、eNodeB、eNB、下一代节点B、gNode B、gNB、ng-eNB等)可以在宏小区、微小区、小小区、微微小区、分布式基站等或其任何组合中实现。

陆地基站120使用无线链路131和/或132与UE 110通信，无线链路131和/或132可以被实现为任何合适类型的无线链路。类似地，HAPS160使用无线链路133和/或134与UE110通信。有时，陆地基站120使用无线链路135与HAPS160通信。无线链路131、132、133、134和/或135包括控制面信令和/或用户面数据，诸如从陆地基站120向UE 110传送的用户面数据和控制面信息的下行链路、从HAPS160到UE 110的用户面数据和控制面信息的下行链路、从UE 110传送到陆地基站120的其他用户面数据和控制面信息的上行链路、从UE 110传送到HAPS160的其他用户面数据和控制面信令的上行链路、基站与HAPS之间的下行链路和上行链路通信、或其任何组合。无线链路130可以包括使用任何合适的通信协议或标准或者通信协议或标准的组合实现的一个或多个无线链路(例如，无线电链路)或承载，诸如第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)、第五代新无线电(5G NR)、移动卫星服务(MSS)和未来演进。在各个方面，基站120和UE 110可以被实现用于在由3GPP LTE、5G NR或6G通信标准中的一个或多个定义的低于千兆赫频带、低于6GHz频带(例如，频率范围1)和/或高于6GHz频带(例如，频率范围2、毫米波(mm Wave)频带)中操作。可以使用载波聚合或多连接技术来聚合多个无线链路130，以为UE 110提供更高的数据速率。来自多个陆地基站120或HAPS160的多个无线链路130可以被配置用于与UE 110的协调多点(CoMP)或双连接(DC)通信。

陆地基站120形成第一无线通信网络，诸如无线电接入网140(例如，RAN、演进型通用陆地无线电接入网络、E-UTRAN、5G NR RAN、NR RAN)，其中RAN 140与一个或多个陆地核心网络150(核心网络150)通信。为了说明，陆地基站121在接口102处通过用于控制面信令的NG2接口和使用用于用户面数据通信的NG3接口连接到5G核心网络151(5GC 151)。陆地基站122在接口104处使用用于控制面信令和用户面数据通信的S1接口连接到演进分组核心152(EPC 152)。可替选地或附加地，陆地基站122使用用于控制面信令的NG2接口并且通过用于用户面数据通信的NG3接口107连接到5GC 151。因此，某些陆地基站120可以与多个无线核心网络150(例如，5GC 151、EPC 152)进行通信。

除了与核心网络的连接之外，陆地基站120可以彼此通信。例如，陆地基站121和122通过接口105处的Xn接口进行通信。在一些方面，陆地基站120通过无线链路135和/或通过到陆地核心网络150的连接与HAPS160协调。作为另一示例，陆地核心网络150通过接口106与非陆地核心网络155协调，如进一步描述的。

HAPS160形成第二无线通信网络，通常在环境100中标记为非陆地接入网络170(NTN 170)。在各方面中，UE 110使用无线链路133和/或134与HAPS通信，无线链路133和/或134可以使用用于与陆地基站120通信的公共无线电接入技术(RAT)和/或不同于用于与陆地基站120通信的RAT的NTN RAT来实现。作为一个示例，用于与HAPS 160通信的RAT可以根据与移动卫星服务(MSS)等相关联的频率和协议来操作。可替选地或附加地，UE 110使用诸如LTE、5G NR、6G通信等的用于与陆地基站120通信的一个或多个RAT来与HAPS160通信。

通常，HAPS161和HAPS162表示非陆地通信平台，并且可以是例如低地球轨道(LEO)卫星、中地球轨道(MEO)卫星、地球静止轨道(GEO)卫星、高椭圆轨道(HEO)卫星、高空通信平台、空中载具平台或基于无人驾驶飞行载具(UAV)的通信平台。HAPS161和HAPS162可以包括机载处理以实现基站功能(例如，gNode B、分布式单元(DU))和/或实现弯管架构(bent-pipe architecture)，其中HAPS充当应答器中继。HAPS161和HAPS162通过一个或多个接口180(示出为接口181、接口182和接口183)与NTN 170的元件通信。接口181支持连接HAPS161和HAPS162的HAPS间链路(诸如星间链路(ISL))，并且可以是例如光接口、激光接口或射频(RF)接口。接口182和183分别支持将HAPS161和HAPS162连接到非陆地核心网络155的网关链路(GWL)，诸如通过一个或多个地面站190(例如，远程无线电单元(RRU))和接口196。非陆地核心网络155可以包括地面站(例如，地面站190)、服务器、路由器、交换机、控制元件等的任何组合和/或与其通信。地面站190可以可替选地或附加地被称为非陆地基站。如图所示，非陆地核心网络155通过接口106与陆地核心网络150通信并且通过接口196(例如，N1、N2和/或N3接口)与地面站190通信。然而，在不同的配置中，地面站190可以通过接口108(例如，N1、N2和/或N3接口)连接到陆地核心网络，或者通过不同的接口193(在图1中通常示出为到基站122的接口)连接到基站120。

非陆地核心网络155可以包括APD数据库156。APD数据库156存储NTN可用的APD的特性。APD数据库156将每个APD的特性与相应APD的唯一标识符相关联。特性包括APD的地理方位、APD的定向、用于设置APD的新的可重新配置智能表面(RIS)配置的最小时间、APD的入射和反射角度范围、细分RIS面板的多个可配置表面元件的阵列以使得多个UE能够使用RIS面板与NTN通信的能力、以及RIS面板的多个可配置表面元件的阵列可以被细分多少等。每个APD的唯一标识符可以是静态指配的APD-RNTI或另一唯一标识符，诸如在安装APD时指配的APD的标识符。可替选地，APD数据库156可以包括在陆地核心网络150中，并且经由接口106从NTN访问。

示例设备

图2示出了可以实现用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面的UE 110和基站120中的一个基站的示例设备图200。为了清楚起见，UE 110和/或基站120可以包括从图2中省略的附加功能和接口。

UE 110包括用于与RAN 140中的基站120和/或NTN 170中的HAPS160通信的天线202、射频前端204(RF前端204)和一个或多个无线收发器210(例如，LTE收发器、5G NR收发器和/或6G收发器)。UE 110的RF前端204能够将无线收发器210耦合或连接到天线202以促进各种类型的无线通信。UE 110的天线202可以包括以彼此类似或不同的方式配置的多个天线的阵列。天线202和RF前端204能够被调谐到和/或可调谐到由3GPP LTE、5G NR、6G通信标准定义的一个或多个频带和/或各种卫星频带，并且由无线收发器210实现。在一些方面，卫星频带与3GPP LTE定义的5G NR定义的和/或6G定义的频带重叠。另外，天线202、RF前端204和/或无线收发器210可以被配置为支持用于与基站120和/或HAPS160的通信的传输和接收的波束成形。作为示例而非限制，天线202和RF前端204可以被实现用于在由3GPP LTE、5G NR、6G和/或NTN通信(例如，NTN或卫星频带)定义的低于千兆赫(GHz)频带、低于6GHz频带和/或高于6GHz频带中操作。

UE 110还包括处理器212和计算机可读存储介质214(CRM 214)。处理器212可以是由例如硅、多晶硅、高K电介质、铜等的各种材料组成的单核处理器或多核处理器。本文描述的术语“计算机可读存储介质”不包括传播信号。CRM 214可以包括可用于存储UE 110的设备数据216的任何合适的存储器或存储设备，诸如随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、非易失性RAM(NVRAM)、只读存储器(ROM)或闪存。设备数据216能够包括UE110的用户数据、传感器数据、控制数据、自动化数据、多媒体数据、波束成形码本、应用和/或操作***，其中一些可由处理器212执行以使能用户面数据、控制面信息和与UE 110的用户交互。

UE 110的CRM 214包括UE协议栈218。UE协议栈218可以全部或部分地实现为与UE110的其他组件集成或分离的硬件逻辑或电路。UE协议栈218可以实现任何合适类型的通信协议，诸如以类似于参考图5描述的示例无线网络栈模型500的方式。

UE 110的CRM 214包括NTN通信管理器220。NTN通信管理器220可以全部或部分地实现为与UE 110的其他组件集成或分离的硬件逻辑或电路。虽然在图200中单独示出，但是一些实现方式包括由UE NTN通信管理器220在UE协议栈218内提供的部分或全部功能。在其他方面，NTN通信管理器220使能跨多个带宽部分的重复通信，利用HAPS信息用于UE移动性操作，或者实现灵活频带配对的UE侧方面。

图2所示的基站120的设备图包括单个网络节点(例如，gNode B)。基站120的功能可以跨多个网络节点或设备分布，并且可以以适于执行本文描述的功能的任何方式分布。这种分布式基站功能的命名是变化的，并且包括诸如中央单元(CU)、分布式单元(DU)、基带单元(BBU)、远程无线电头端(RRH)、无线电单元(RU)和/或远程无线电单元(RRU)的术语。基站120包括用于与UE 110和/或HAPS160通信的天线252、射频前端254(RF前端254)、一个或多个无线收发器260(例如，一个或多个LTE收发器、一个或多个5G NR收发器和/或一个或多个6G收发器)。基站120的RF前端254能够将无线收发器260耦合或连接到天线252以促进各种类型的无线通信。基站120的天线252可以包括以与彼此类似或不同的方式配置的多个天线的阵列。天线252和RF前端254能够被调谐到和/或可调谐到由3GPP LTE、5G NR、6G通信标准定义的一个或多个频带和/或各种HAPS(卫星)频带，并且由无线收发器260实现。另外，天线252、RF前端254和无线收发器260可以被配置为支持用于与UE 110和/或HAPS160的通信的传输和接收的波束成形(例如，大规模多输入多输出(Massive-MIMO))。

基站120还包括处理器262和计算机可读存储介质264(CRM 264)。处理器262可以是由例如硅、多晶硅、高K电介质、铜等的各种材料组成的单核处理器或多核处理器。CRM264可以包括可用于存储基站120的设备数据266的任何合适的存储器或存储设备，诸如随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、非易失性RAM(NVRAM)、只读存储器(ROM)或闪存。设备数据266能够包括基站120的网络调度数据、无线电资源管理数据、波束成形码本、应用和/或操作***，它们可由处理器262执行以使能与UE 110和/或HAPS160的通信。

CRM 264包括基站协议栈268(BS协议栈268)。BS协议栈268可以全部或部分地实现为与基站120的其他组件集成或分离的硬件逻辑或电路。BS协议栈268可以实现任何合适类型的通信协议，诸如以类似于参考图5描述的示例无线网络栈模型500的方式。

CRM 264可选地包括基站NTN通信管理器270(BS NTN通信管理器270)。BS NTN通信管理器270可以全部或部分地实现为与基站120的其他组件集成或分离的硬件逻辑或电路。虽然在图200中单独示出，但是一些实现方式包括由BS NTN通信管理器270在BS协议栈268内提供的部分或全部功能。在一些方面，BS NTN通信管理器270管理与非陆地通信***的通信和/或协调。为了说明，BS NTN通信管理器270管理与HAPS160的通信(和/或执行其它操作和/或分析)。可替选地或附加地，BS NTN通信管理器可以实现用于UE的重复通信、灵活频带指配、和/或HAPS信息的各方面。

基站120的CRM 264还包括基站管理器274(BS管理器274)，其可以控制基站120的各种功能。可替选地或附加地，BS管理器274可全部或部分地实现为与基站120的其他组件集成或分开的硬件逻辑或电路。在至少一些方面，BS管理器274将无线收发器260配置成与UE 110、HAPS160和/或核心网络(例如，陆地核心网络150、非陆地核心网络155)通信。基站120还包括基站间接口276，诸如Xn和/或X2接口，基站管理器将其配置为在其他基站之间交换用户面数据、控制面信息和/或其他数据/信息，以管理基站120与UE 110和/或HAPS 160的通信。基站120包括核心网络接口278，基站管理器274将其配置为与核心网络功能和/或实体交换用户面数据、控制面信息和/或其他数据/信息。

图3示出了可以实现用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面的HAPS160和地面站190(有时被称为非陆地基站)的示例设备图300。HAPS160和地面站190可以包括为了视觉清楚而从图3中省略的附加功能和接口。

HAPS160可以包括机载处理以实现单个网络节点(例如，gNode B)。可替选地或附加地，HAPS160实现与地面站190处的中央单元(CU)通信的分布式基站功能，诸如分布式单元(DU)。在一些方面，HAPS160实现弯管架构，其中HAPS充当地面站190的转发器继电器。HAPS160包括用于与基站120、UE 110、另一HAPS160和/或地面站190无线通信的一个或多个天线302、射频前端304(RF前端304)和一个或多个无线收发器306。

HAPS160的天线302可以包括以彼此类似或不同的方式配置的多个天线的阵列。另外，天线302、RF前端304和(诸)收发器306可被配置成支持用于与基站120、UE 110、另一HAPS160和/或非陆地核心网络155的通信的传输和接收的波束成形。作为示例而非限制，天线302和RF前端304可以被实现用于低于千兆赫频带、低于6GHz频带和/或高于6GHz频带中的操作。为了说明，天线302和RF前端304可以被实现用于卫星频带的任何组合中的操作。因此，天线302、RF前端304和收发器306向HAPS160提供接收和/或传输与基站120、UE 110、另一HAPS160和/或非陆地核心网络155的通信的能力。

HAPS160任选地包含可用于与其它装置通信的一或多个无线光学收发器310(无线光学收发器310)。为了说明，HAPS160的第一实例使用无线光学收发器310作为接口181的一部分与HAPS160的第二实例通信。

HAPS160包括处理器314和计算机可读存储介质316(CRM 316)。处理器314可以是使用同构或异构核结构实现的单核处理器或多核处理器。本文描述的计算机可读存储介质不包括传播信号。CRM 316可以包括可用于存储HAPS160的设备数据318的任何合适的存储器或存储设备，诸如RAM、SRAM、DRAM、NVRAM、ROM或闪存。设备数据318包括HAPS160的用户数据、多媒体数据、应用和/或操作***，其可由处理器314执行以实现如进一步描述的用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面。

在用于非陆地网络的自适应相变设备的各方面中，HAPS160的CRM 316包括HAPS协议栈320。HAPS协议栈320可以全部或部分地实现为与HAPS160的其他组件集成或分离的硬件逻辑或电路。HAPS协议栈320可以实现任何合适类型的通信协议，诸如以类似于参考图5描述的示例无线网络栈模型500的方式。

CRM 316包括HAPS通信管理器322。HAPS通信管理器322可以全部或部分地实现为与HAPS160的其他组件集成或分离的硬件逻辑或电路。虽然在图300中单独示出，但是一些实现方式包括由HAPS协议栈320内的HAPS通信管理器322提供的部分或全部功能。

图3所示的地面站190的设备图能够实现单个网络节点(例如，gNode B)。有时，地面站190的功能可以跨多个网络节点或设备分布，并且可以以适于执行本文描述的功能的任何方式分布。这种分布式基站功能的命名是变化的，并且包括诸如中央单元(CU)、分布式单元(DU)、基带单元(BBU)、远程无线电头端(RRH)、无线电单元(RU)和/或远程无线电单元(RRU)的术语。地面站190包括用于与HAPS160通信的天线352、射频前端354(RF前端354)、一个或多个无线收发器360(例如，一个或多个LTE收发器、一个或多个5G NR收发器和/或一个或多个6G收发器)。地面站190的RF前端354能够将无线收发器360耦合或连接到天线352以促进各种类型的无线通信。地面站190的天线352可以包括以与彼此类似或不同的方式配置的多个天线的阵列。天线352和RF前端354能够被调谐到和/或可调谐到一个或多个卫星频带和/或由3GPP LTE、5G NR、6G通信标准定义的频带和/或各种卫星频带并且由无线收发器360实现。另外，天线352、RF前端354、无线收发器360可以被配置为支持用于与HAPS160的通信的传输和接收的波束成形(例如，大规模多输入多输出(Massive-MIMO))。

地面站190还包括处理器362和计算机可读存储介质364(CRM 364)。处理器362可以是由例如硅、多晶硅、高K电介质、铜等的各种材料组成的单核处理器或多核处理器。CRM364可以包括可用于存储地面站190的设备数据366的任何合适的存储器或存储设备，诸如随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、非易失性RAM(NVRAM)、只读存储器(ROM)或闪存。设备数据366包括HAPS160的网络调度数据、无线电资源管理数据、波束成形码本、应用和/或操作***。

CRM 364包括地面站协议栈368。地面站协议栈368可以全部或部分地实现为与地面站190的其他组件集成或分离的硬件逻辑或电路。地面站协议栈368可以实现任何合适类型的通信协议，诸如以类似于参考图5描述的示例无线网络栈模型500的方式。地面站190可以包括无线电接入网接口376(RAN接口376)，以实现到一个或多个基站120的接口193。在各方面，RAN接口376类似于陆地基站之间的Xn或X2接口。地面站还可以包括核心网络接口378以实现接口196或108，其使得地面站能够与非陆地网络的核心网络通信或与陆地核心网络通信。

图4示出APD 101的示例设备图400。通常，设备图400描述示例实体，其中能够实现用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面，但是为了视觉清楚起见，可以包括从图4中省略的附加功能和接口。APD 101包括用于与基站120、HAPS160和/或UE 110无线通信的一个或多个天线402、射频前端404(RF前端404)和一个或多个射频收发器406。APD 101还可以包括位置传感器408，诸如全球导航卫星***(GNSS)模块，其基于APD 101的方位提供位置信息。

APD 101的天线402可以包括以彼此类似或不同的方式配置的多个天线的阵列。另外，天线402、RF前端404和(诸)收发器406可被配置成支持用于与基站120和/或HAPS160的通信的传输和接收的波束成形。作为示例而非限制，天线402和RF前端404可以被实现用于低于千兆赫频带、低于6GHz频带、高于6GHz频带和/或卫星频带中的操作。因此，天线402、RF前端404和收发器406向APD 101提供接收和/或传输与UE 110、基站120和/或HAPS160的通信的能力，诸如使用如进一步描述的无线链路134传输的信息。

APD 101包括处理器410和计算机可读存储介质412(CRM 412)。处理器410可以是使用同构或异构核结构实现的单核处理器或多核处理器。本文描述的计算机可读存储介质不包括传播信号。CRM 412可以包括可用于存储APD 101的设备数据414的任何合适的存储器或存储设备，诸如RAM、SRAM、DRAM、NVRAM、ROM或闪存。设备数据414包括APD 101的应用和/或操作***，其可由处理器410执行以使能如进一步描述的APD 101的动态配置。设备数据414还包括任何合适类型或组合的一个或多个码本416和APD 180的位置信息418。位置信息418可以使用位置传感器408获得或配置或诸如在安装期间编程到APD 101中。位置信息418指示APD 101的位置并且可以包括方位、地理坐标、定向、高程信息等。HAPS160借助于HAPS通信管理器322能够使用位置信息418来计算角度或距离信息，诸如在HAPS 160和APD101之间和/或在APD 101和感兴趣的UE 110之间。码本416能够包括存储用于APD的RIS的表面配置信息的表面配置码本以及存储用于实现多个表面配置的模式、序列或定时信息(例如，相位矢量和反射标识符)的波束扫描码本，所述多个表面配置用于引导APD执行各种反射波束成形。在一些方面，表面配置码本和波束扫描码本包括相位矢量信息、角度信息(例如，校准到相应的相位矢量)和/或波束配置信息。

APD 101的CRM 412包括自适应相变设备管理器420(APD管理器420)。可替选地或附加地，APD管理器420可以全部或部分地实现为与APD 101的其他组件集成或分离的硬件逻辑或电路。通常，APD管理器420诸如通过处理通过无线链路134与基站交换的信息并使用该信息来配置APD 101的可重新配置智能表面422(RIS 422)来管理APD 101的表面配置。为了说明，APD管理器420通过无线链路134(APD控制信道)接收表面配置的指示，使用该指示从码本416提取表面配置，并且将表面配置应用于RIS 422。可替选地或附加地，APD管理器420通过无线链路134向基站或HAPS发起上行链路消息的传输，诸如针对各种APD配置或管理命令的应答/否定应答(ACK/NACK)。在一些方面，APD管理器420通过无线链路134接收波束扫描模式(例如，波束扫描模式索引)的指示，并且基于波束扫描模式和/或根据由该指示指示的或用该指示接收的同步或模式定时来向RIS应用各种表面配置的序列。

APD 180的RIS 422包括一个或多个可配置表面元件424，诸如可配置电磁元件、可配置谐振器元件或可配置反射阵列天线元件。通常，可配置表面元件424可被选择性地或编程地配置成控制RIS 422如何反射(例如，方向性)和/或变换入射波形。作为示例而非限制，可配置电磁元件包括电子地(例如，通过PIN二极管)连接的散射颗粒。实现方式使用电子连接来布置散射颗粒，诸如基于反射原理，以控制变换的波形(来自入射波形)的方向性、相位、幅度和/或偏振。RIS 422能够包括可配置表面元件424的阵列，其中阵列能够包括具有任何大小的任何数量的元件。如下所述，APD在接收控制信息和反射信号之间使用保护时段，以提供重新配置RIS 422的时间。

在一个方面，RIS 422被配置为天线以从HAPS接收APD-物理下行链路控制信道(APD-PDCCH)传输。例如，RIS 422耦合到RF前端404和/或收发器406，以使用APD-PDCCH来接收控制信道信息，并且进而使用所接收的控制信道信息(例如，相位矢量和定时信息)来配置RIS 422以反射HAPS与UE之间的通信。

在一些方面，APD 101的位置和/或定向是可配置的，并且APD 101包括与一个或多个马达428通信的马达控制器426，该马达428与APD 101的物理底盘可操作地耦合。基于诸如从HAPS160或基站120接收的命令和控制信息，马达控制器426能够向马达428发送改变马达428的一个或多个运动学行为的命令，马达428可以包括任何合适类型的步进马达或伺服马达。例如，马达控制器426可以发出命令或控制信号，所述命令或控制信号以度数指定步进马达的轴旋转、以每分钟转数(RPM)指定步进马达的轴旋转速率、指定线性马达毫米(mm)的线性移动、以米/秒(m/s)指定线性马达的线性速度。一个或多个马达428进而可以链接到机械地定位支撑APD 101的物理底盘或平台(例如，无人机的航空电子设备、线性轨道***的驱动器、基站内的万向节、基站内的线性轴承)的机构。通过马达控制器426生成并向马达428发送的命令和信号，可以改变APD 101(和/或支撑APD 101的平台)的物理位置、方位或定向。响应于从基站或HAPS接收到位置配置，APD管理器420基于位置配置向马达控制器426传送移动命令，诸如通过软件接口和/或硬件地址。基站120或HAPS160可以重新定位或重新定向一个或多个APD 101，以改善或使得能够将无线信号反射引导到UE 110。

通常，APD 101能够包括多个马达，其中每个马达对应于不同的旋转或线性移动方向。能够用于控制APD的定向和方位的马达428的示例包括线性伺服马达，所述线性伺服马达可以是(i)用于APD的轨道***安装，(ii)控制承载APD的无人机的方向和俯仰、偏航、滚转的马达，(iii)如果APD处于固定位置或万向架上则使轴线旋转的径向伺服马达或步进马达等的一部分。为了清楚起见，马达控制器426和马达428被示出为APD 101的一部分，但是在替选或附加实现方式中，APD 101与APD外部的马达控制器和/或马达通信。为了说明，APD管理器420将位置配置传送到马达控制器，该马达控制器机械地定位支撑APD 101的平台或底盘。在各方面中，APD管理器420使用本地无线链路(诸如Zigbee^TM、IEEE 802.15.4或硬连线链路)将位置配置传送到马达控制器。马达控制器然后使用一个或多个马达基于位置配置来调整平台。平台可以对应于或附接到支持旋转和/或线性调整的任何合适的机构，诸如无人机、轨道推进***、液压升降***等。

如图4所示，APD 101的位置可以相对于三维坐标系定义，其中X轴430、Y轴432和Z轴434限定空间区域并且提供用于通过旋转和/或线性调整来指示位置配置的框架。虽然这些轴通常被标记为X轴、Y轴和Z轴，但是可以利用其他框架来指示位置配置。为了说明，航空框架参考轴作为垂直(偏航)、横向(俯仰)和纵向(滚动)轴，而其他移动框架参考轴作为垂直、矢状和正面轴。作为一个示例，位置436通常指向APD 101的对应于基线位置(例如，使用XYZ坐标的位置(0，0，0))的中心位置。

在各方面中，APD管理器420将围绕X轴430的旋转调整(例如，旋转调整438)传送到马达控制器426，其中旋转调整包括旋转方向(例如，顺时针或逆时针)、旋转量(例如，度)和/或旋转速度。可替选地或附加地，APD管理器420传送沿着X轴的线性调整440，其中线性调整包括调整的方向、速度和/或距离的任何组合。有时，APD管理器420也传送围绕其他轴的调整，诸如围绕Y轴432的旋转调整442、沿着Y轴432的线性调整444、围绕Z轴434的旋转调整446和/或沿着Z轴434的线性调整448的任何组合。因此，位置配置能够包括在所有三个空间自由度中的旋转和/或线性调整的组合。这允许APD管理器420向APD 101传送物理调整。可替选地或附加地，APD管理器传送如进一步描述的RIS表面配置。

示例协议栈

图5示出了能够根据用于非陆地网络的自适应相变设备的各个方面使用的无线网络栈模型500(网络栈500)的示例框图。网络栈500表征在示例环境100中使用的示例陆地和/或非陆地通信***。网络栈500包括用户面502和控制面504。用户面502和控制面504的上层共享网络栈500中的公共较低层。无线设备(诸如UE 110、基站120、HAPS160和/或地面站190)将每个层实现为用于使用针对该层定义的协议与另一设备进行通信的实体。例如，UE 110使用分组数据汇聚协议(PDCP)实体来与使用PDCP的基站120和/或HAPS160中的对等PDCP实体进行通信。

共享的较低层包括物理(PHY)层506、媒体接入控制(MAC)层508、无线电链路控制(RLC)层510和PDCP层512。PHY层506为彼此通信的设备提供硬件规范。这样，PHY层506建立设备如何彼此连接、辅助管理在设备之间如何共享通信资源等。

MAC层508指定如何在设备之间传递数据。通常，MAC层508提供了被传输的数据分组被编码和解码为比特的方式作为传输协议的一部分。

RLC层510向网络栈500中的较高层提供数据传递服务。通常，RLC层510提供纠错、分组分割和重组，以及管理诸如应答、非应答或透明模式的各种模式下的数据传递。

PDCP层512向网络栈500中的较高层提供数据传递服务。通常，PDCP层512提供用户面502和控制面504数据的传递、报头压缩、加密和完整性保护。

在PDCP层512之上，栈拆分成用户面502和控制面504。用户面502的层包括可选的服务数据适配协议(SDAP)层514、互联网协议(IP)层516、传输控制协议/用户数据报协议(TCP/UDP)层518和应用层520，其使用各种接口传递数据。可选的SDAP层514存在于5G NR网络中。SDAP层514映射每个数据无线电承载的服务质量(QoS)流，并针对每个分组数据会话标记上行链路和下行链路数据分组中的QoS流标识符。IP层516指定如何将来自应用层520的数据传递到目的地节点。TCP/UDP层518用于验证打算传递到目的地节点的数据分组到达目的地节点，使用TCP或UDP进行应用层520的数据传递。在一些实现方式中，用户面502还可以包括数据服务层(未示出)，其提供数据输送服务以输送应用数据，诸如包括web浏览内容、视频内容、图像内容、音频内容或社交媒体内容的IP分组。

控制面504包括无线电资源控制(RRC)层524和非接入层(NAS)层526。RRC层524建立和释放连接和无线电承载、广播***信息或执行功率控制。RRC层524还控制UE 110的资源控制状态，并且使得UE 110根据资源控制状态来执行操作。示例性资源控制状态包括连接状态(例如，RRC连接状态)或断开状态，诸如非活动状态(例如，RRC非活动状态)或空闲状态(例如，RRC空闲状态)。通常，如果UE 110处于连接状态，则与基站120或HAPS160的连接是活动的。在非活动状态中，与基站120或HAPS160的连接是挂起的。如果UE 110处于空闲状态，则与基站120或HAPS160的连接是被释放的。通常，RRC层524支持3GPP接入，但不支持非3GPP接入(例如，WLAN通信)。

NAS层526在UE 110与核心网络中的实体或功能(诸如5GC 151的接入和移动性管理功能等)之间为移动性管理(例如，使用第五代移动性管理(5GMM)层528)和分组数据承载上下文(例如，使用第五代会话管理(5GSM)层530)提供支持。NAS层526支持3GPP接入和非3GPP接入两者。

在UE 110中，网络栈500的用户面502和控制面504两者中的每一层与基站120、HAPS160、陆地核心网络实体或功能、非陆地核心网络实体或功能、地面站和/或远程服务中的对应的对等层或实体交互，以支持UE 110在RAN 140中的用户应用和控制操作。

使用非陆地网络的APD操作

图6示出了根据用于非陆地网络的自适应相变设备的一个或多个方面的配置APD101的示例600。示例600包括HAPS160和APD 101的实例，其可以与参考图1-4描述的类似地实现。由APD 101实现的RIS包括“N”个可配置表面元件的阵列，诸如可配置表面元件602、可配置表面元件604、可配置表面元件606等，其中“N”表示RIS的可配置表面元件的数量。为了视觉简洁，示例600示出了配置单个APD 101的HAPS160，但是HAPS160可以配置附加APD(图6中未示出)。

在一些方面，HAPS160配置RIS的可配置表面元件(例如，可配置表面元件602、604和606)以引导入射波形如何变换。例如，并且参考图1，HAPS160分析链路质量测量、测量报告和/或其他值(例如，下行链路质量测量、上行链路质量测量、历史链路质量测量)以识别影响与UE的无线链路(例如，无线链路134)的信道损伤。作为示例而非限制，不满足可接受性能水平的各种链路质量测量可以指示信道损伤，诸如第一接收信号与最后接收信号(例如，接收多路径射线)之间的延迟扩展超过可接受延迟扩展阈值、(多路径射线的)平均时间延迟超过可接受平均时间延迟阈值、或者参考信号接收功率(RSRP)下降到可接受功率水平阈值以下。可以监视替选的或附加的测量，诸如接收信号强度指示符(RSSI)、功率信息、信号与干扰加噪声比(SINR)信息、信道质量指示符(CQI)信息、信道状态信息(CSI)、多普勒反馈、误块率(BLER)、服务质量(QoS)、混合自动重传请求(HARQ)信息(例如，第一传输错误率、第二传输错误率、最大重传)、上行链路SINR、定时测量、错误度量等等。可替选地或附加地，HAPS160使用UE方位信息来分析历史记录以识别信道损伤。为了说明，HAPS 160可以根据分析历史数据记录来确定UE方位对应于具有信道损伤的历史的方位。

响应于识别信道损伤，HAPS160为APD 101的RIS选择表面配置，该表面配置变换(用于实现无线链路的)无线信号以减轻信道损伤并改善接收信号质量。作为一个示例，HAPS160发起波束成形过程，从UE接收RSRP测量作为波束成形过程的一部分，并且在所测试的条件下选择对应于最高RSRP值的表面配置。

在实现方式中，HAPS160通过使用可以由HAPS160和APD 101两者预先配置和/或已知的表面配置码本608来管理APD 101的RIS的配置。HAPS160和APD 101可以维护多个表面配置码本，诸如对应于(可移动的)APD的相应(不同)方位的多个表面配置码本。为了说明，HAPS160分析表面配置码本，其可以基于当前的APD方位，以识别修改和/或变换入射无线信号的各种信号特性的表面配置，诸如修改一个或多个期望的相位特性、一个或多个幅度特性、极化特性等。因此，HAPS160可以首先基于当前APD方位来选择表面配置码本，然后识别所选择的表面配置码本中的表面配置。

在一些实现方式中，HAPS160使用历史记录来选择表面配置。例如，基站使用估计的UE方位来从将地理方位(例如，纬度、经度、高度)链接到改善该方位处的信号质量的表面配置的历史记录中检索表面配置。

在一些情况下，HAPS160使用与APD的无线链路134传输表面配置码本608和/或波束扫描码本(或对这些码本中的任何一个的修改)，诸如通过使用窄带APD-物理下行链路控制信道(APD-PDCCH)传输一个或多个消息，如下面进一步详细描述的。有时，HAPS160向APD101传输多个表面配置码本(例如，码本416)，诸如用于下行链路通信的第一表面配置码本、用于上行链路通信的第二表面配置码本、相位矢量码本、波束扫描码本等。作为响应，APD101将表面配置码本608和/或其他码本存储在CRM中，其表示CRM 412中的码本416，如参考图4所描述的。可替选地或附加地，APD 101通过制造(例如，编程)、校准或安装过程来获得表面配置和其他码本，所述制造(例如，编程)、校准或安装过程在组装、安装、校准、验证或通过操作员手动添加或更新码本期间将表面配置码本408和其他码本存储在APD 101的CRM412中。

表面配置码本608包括指定用于形成APD 101的RIS的一些或所有可配置表面元件(例如，元件424)的表面配置的配置信息。可替选地或附加地，表面配置码本608包括APD定位信息(例如，APD/APD表面的方位角和/或仰角位置)。作为一个示例，码本的每个索引对应于具有用于APD 101的每个可配置表面元件的配置信息和/或APD位置的相位矢量。例如，索引0将相位配置0映射到可配置表面元件602，将相位配置1映射到可配置表面元件604，将相位配置2映射到可配置表面元件606，等等。类似地，索引1将相位配置3映射到可配置表面元件602，将相位配置4映射到可配置表面元件604，将相位配置5映射到可配置表面元件606，等等。表面配置码本608可以包括指定用于任何数量的可配置表面元件的配置的任何数量的相位矢量，使得第一相位矢量对应于APD 101的第一表面配置(通过针对RIS中的每个可配置表面元件的配置)，第二相位矢量对应于APD 101的第二表面配置，等等。在各方面中，一个或多个表面配置或相位矢量可以被映射或校准到入射和/或反射无线信号(例如，参考信号)、信号射线、HAPS 160的波束成形传输等的特定角度信息。可替选地或附加地，表面配置码本608包括针对每个表面配置的多个APD位置(例如，码本中的第一条目/行对应于第一APD位置处的第一表面配置，码本中的第二条目/行对应于第二APD位置处的第一表面配置)。

存储在码本中的表面配置信息可以对应于指定确切配置(例如，利用该值的配置)的完整配置或指定相对配置(例如，通过该值修改当前状态)的增量配置。在一个或多个实现方式中，相位配置信息指定入射信号和变换信号之间的方向增量和/或角度调整。例如，相位配置0可以指定元件602的角度调整配置，使得可配置表面元件602以相对角度或方向偏移的“相位配置0”反射入射波形。

如图6所示，HAPS160向APD 101传送指定表面配置的指示。在本示例中，该指示指定映射到APD 101的对应表面配置的表面配置索引610(SC索引610)。响应于接收到指示，APD管理器420使用索引从表面配置码本608中检索表面配置，并且将表面配置应用于RIS。例如，APD管理器420将每个可配置表面元件配置为由表面配置码本608中的相应条目所指定的。

在各种实现方式中，HAPS160将定时信息(未示出)传送到APD 101，该定时信息可以与表面配置一起被包括。例如，HAPS160有时向APD 101并且使用无线链路134指示用于应用所指示的表面配置或波束扫描模式的开始时间、指示APD何时可以移除和/或改变表面配置的停止时间、和/或何时开始应用所指示的表面配置的定时偏移(例如，从开始时间起的提前或延迟)。通过指定定时信息，HAPS160可以将APD 101同步和/或配置到特定UE(例如，UE 110)。例如，HAPS160通过指定对应于指配给特定UE的时隙和/或估计的传播延迟的补偿的开始时间、停止时间和/或定时偏移来针对特定UE配置APD 101。为了维持与HAPS160的同步定时，APD 101接收和/或处理HAPS同步信号。

在各方面，HAPS160通过无线链路134向APD 101传输指示表面配置的消息，类似于使用信息元素(IE)传送信息的层2或层3控制消息。可替选地或附加地，HAPS160使用用于快速表面配置改变(例如，在逐时隙的基础上应用的表面配置)的信令来指示控制信息。在各方面，HAPS160使用APD-PDCCH信令来传输表面配置指示和/或定时信息，这允许HAPS160在逐时隙的基础上动态地配置APD 101。在一些方面，HAPS160向APD传输指示何时将不同表面配置应用于RIS/可配置表面元件的表面配置调度。这种表面配置调度可以用于实现反射波束扫描过程或入射波束扫描过程。

在各方面，HAPS160向每个APD指配标识，诸如自适应相变设备无线电网络临时标识符(APD-RNTI)。可以跨HAPS的多个波束或跨多个HAPS共享APD-RNTI。例如，HAPS160和APD101可以执行随机接入信道(RACH)过程以彼此建立无线通信，并且作为RACH过程的一部分，HAPS160动态地向APD 101指配特定的APD-RNTI(例如，HAPS160向与HAPS建立无线通信的每个APD指配唯一的APD-RNTI)。

图7示出了信令和控制事务图700，其包括能够用于执行用于非陆地网络的自适应相变设备的各方面的动作、信令事务和/或控制事务的组合。在705处，HAPS161和162从APD数据库156接收可用APD的特性(能力)。APD特性可以在HAPS处供应，在飞行期间由HAPS请求，和/或由APD数据库推送(例如，当新的APD被添加或修改时)。APD数据库可以在HAPS需要接入这些APD之前，基于由HAPS服务的地理区域或沿着HAPS的飞行路径发送APD特性。

在710处，HAPS161选择APD 101以包括在与UE(示出为UE 111)的无线通信路径中。如上所述，HAPS161基于诸如通常在UE 111和HAPS161在特定地理方位时发生的历史信道损伤的相对静态的条件或基于HAPS161确定(例如，基于链路质量测量)动态环境变化已经发生(例如，云漂移到通信路径中)，来选择APD 101以包括在无线通信路径中。

可选地，在715处，如果APD 101不具有静态指配的APD-RNTI(诸如在图700中描绘的方法的第一步骤705之前指配的APD-RNTI；例如，当APD被安装时指配的并且可选地不能改变的APD)，则HAPS 161可以传输包括对用于APD-PDCCH的带宽部分(BWP)的指示的APDSIB(***信息块)。APD SIB还可以可选地包括APD的周期性的指示，以在APD-PDCCH上搜索资源许可，如下所述。为了便于APD接收APD SIB，HAPS161可以在SIB1(***信息块类型1)中广播APD SIB的频率和定时。

在720处，APD 101使用来自事件715的所指示的BWP来执行与HAPS的RACH过程，其使得HAPS161能够获得APD 101的特性并且将APD-RNTI指配给APD。以这种方式，APD 101可以进入与HAPS161的连接状态(类似于UE RRC连接状态)。APD 101能够使用RACH过程在RACH过程的消息A(MsgA)或消息3(Msg3)中将关于APD的信息传达到HAPS。例如，APD能够通过直接传送APD的能力或通过传送APD的唯一标识符来将APD的能力传送到HAPS，APD的唯一标识符可以用于从APD数据库156检索APD的能力。在替选方面，每个APD 101在供应过程期间接收(静态)APD-RNTI指配。

在725处，部分地基于APD 101的特性，HAPS161调度用于APD-PDCCH通信的空中接口资源。在730处，HAPS161向APD 101发送包括对调度的空中接口资源的指示的资源许可。HAPS160可以使用与特定APD相关联的APD-RNTI来向该APD指示特定于APD的APD控制信息(例如，表面配置信息、定时信息、方位和/或移动信息)。例如，HAPS160用预期的APD-RNTI对APD控制信息进行加扰，并且使用APD-PDCCH传输(加扰的)特定于APD的APD控制信息，其中，APD-PDCCH可以使用与HAPS用于到UE 110的用户面下行链路通信相同的带宽部分。被指配特定APD-RNTI的相应APD识别APD-PDCCH传输并且使用APD-RNTI解扰APD控制信息。

在替选方案中，APD 101针对资源许可的指示检查接收到的APD-PDCCH的每个时隙，APD 101被配置为以给定的多时隙周期(类似于UE的空闲模式不连续接收(DRX))搜索APD-PDCCH，和/或APD SIB或RACH MsgB或Msg4可以包括APD 101何时应当查询APD-PDCCH中的资源许可的指示。在735处，HAPS161使用APD-PDCCH向APD 101发送相位矢量和/或定时信息的指示，以配置APD 101的RIS以用于与UE 111通信。

在保护时段之后，在740处，HAPS161和UE 111使用APD 101进行通信，以反射HAPS和UE之间的信号。APD接收来自HAPS的控制信息(例如，相位矢量和定时信息)之间的(定时)保护时段允许APD转变到反射HAPS和UE之间的信号。保护时段的长度取决于APD可以将RIS422的配置切换到用于反射HAPS与UE之间的通信的配置的速度。在不同高度处的多个HAPS共享APD的实例中，不同高度的HAPS之间的传播时间的差异也可以被包括在确定(计算)保护时段的长度中。HAPS调度包括用于APD控制的APD-PDCCH资源和用于反射HAPS和UE之间的信号的资源的空中接口资源。HAPS和UE之间的信号可以是从同步信号到参考信号到物理广播信道(PBCH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)、物理下行链路共享信道(PDSCH)、物理上行链路控制信道(PUCCH)、物理上行链路共享信道(PUSCH)和/或其它信号的范围。HAPS在确定资源的调度时使用APD的能力信息来提供保护时段。例如，保护时段可以是下一符号的循环前缀的长度，保护时段可以是一个OFDM符号的长度，或任何其他合适的长度。

在745处，当HAPS161与另一HAPS162共享APD时，HAPS161与另一HAPS162共享其用于APD 101的资源调度。在第一HAPS(例如，HAPS161)获得APD 101的能力信息(特性)之后，第一HAPS能够与其他HAPS(例如，经由通信链路181的HAPS162)共享能力信息。通过消除执行附加RACH过程和/或对APD数据库156的附加能力查找的需要，共享多个HAPS之间的APD能力信息提高了UE从第一HAPS到第二HAPS的切换的效率。

无论是静态指配还是在RACH过程期间指配，NTN中的HAPS也能够共享APD-RNTI。在一个示例中，通过共享APD-RNTI，第一HAPS 161可以将UE 111(例如，固定或接近静止UE)切换到使用相同的APD 101的第二HAPS162。在另一示例中，第一HAPS161可以将UE 111切换到使用另一APD(未示出)的第二HAPS162。

在又一示例中，第二HAPS162能够使用相同的APD 101来与不同的UE 112通信。在该进一步的方面中，APD能够支持针对与不同UE进行通信的多个HAPS的波束反射。NTN为多个HAPS中的每一个分配APD可用性的时隙。例如，多个UE时间共享单个APD以到达不同的HAPS，或者不同的NTN能够使用用于各种NTN的不同时隙共享相同的APD。不同NTN中的HAPS通过协调APD的时隙分配来协调同一APD的使用。每个NTN能够使用相同的APD-RNTI用于APD(例如，静态指配的APD-RNTI)或不同的APD-RNTI(例如，当在与不同NTN的RACH过程期间指配APD-RNTI时)。如果不同NTN中的HAPS具有不同的轨道高度，则可能影响控制信令定时，并且分配给不同HAPS的时隙之间的足够保护时段避免以可能导致干扰的方式重叠使用APD。

如在750处所指示的，包括在子图702中的信令和控制事务的集合由HAPS162执行以调度资源以使用APD 101来与UE(示出为UE 112)通信。HAPS162采用从HAPS161接收的共享资源调度745来调度这些资源。在一个选项(未示出)中，可以使用所调度的资源和/或APD特性的共享来促进单个UE从第一HAPS161到第二HAPS162的切换。

在755处，HAPS162向APD 101发送(类似于事件730)资源许可，该资源许可包括对调度的空中接口资源的指示。在760处，使用APD-PDCCH，HAPS162发送(类似于事件735)相位矢量和/或定时信息的指示，以配置APD 101的RIS以用于与UE 112通信。在保护时段之后，在765处，HAPS162和UE 112使用APD 101进行通信，以反射HAPS和UE之间的信号(类似于事件740)。因此，APD 101可以反射UE 111与HAPS161以及非陆地接入网络的UE 112和另一HAPS162之间的无线通信。

示例方法

图8和9示出了用于非陆地网络的自适应相变设备的示例方法800和900。示例方法800一般涉及由HAPS配置APD。在805处，HAPS(例如，HAPS161)接收APD(例如，APD 101)的特性。例如，HAPS从APD数据库(例如，APD数据库156)接收APD的特性，如关于图7的事件705所描述的。特性与APD的唯一标识符相关联，并且包括以下中的一个或多个：APD的地理方位、APD的定向、用于设置新RIS的最小时间、APD的配置、APD的入射角范围、APD的反射角范围、细分RIS面板的多个可配置表面元件的阵列以使得多个UE能够使用RIS面板与NTN通信的能力，和/或RIS面板的多个可配置表面元件的阵列能够被细分多少。

在810处，HAPS至少部分地基于APD的特性来选择APD以包括在与UE(例如，UE 110)的无线通信路径中。例如，基于所接收的特性和其他信息，诸如HAPS的地理方位、UE的地理方位或HAPS与UE之间的信道状况的变化，HAPS选择APD以包括在与UE的无线通信路径中，如图7的事件710所示。

在815处，HAPS向APD传输资源许可，该资源许可包括用于HAPS和APD之间的APD-物理下行链路控制信道(APD-PDCCH)的空中接口资源的指示。例如，HAPS向APD传输资源许可，该资源许可指示HAPS将何时向APD传输控制信息，如图7的事件725、730、755所示。

在820处，HAPS使用APD-PDCCH向APD传输用于APD的表面的相位矢量和定时信息的指示。例如，HAPS传输控制信息以配置用于HAPS与UE之间的通信的RIS(例如，RIS 422)，如图7的事件735、760所述。

在825处，HAPS使用沿着包括使用APD的表面的反射无线传输的无线通信路径行进的无线传输来与UE进行通信。参见图7的事件740,765。

示例方法900通常涉及配置APD。在905处，APD(例如，APD 101)从HAPS(例如，HAPS161)接收资源许可，该资源许可包括用于HAPS和APD之间的APD-PDCCH的调度的空中接口资源的指示。例如，APD在HAPS和UE(例如，UE 110)将用于通信的相同BWP中接收如图7的事件730、755所示的资源许可。

在910处，APD通过APD-PDCCH接收用于APD的表面的相位矢量和定时信息。例如，APD接收如图7的事件735、760所示的相位矢量和定时信息，其指示APD将应用于RIS(例如，RIS 422)的配置和在其期间应用由相位矢量指示的配置的定时。HAPS可以使用如图6所示的一个或多个SC索引610来指示配置(或配置的序列)。

在915处，APD使用接收到的相位矢量和定时信息的指示来配置APD的表面，以反射从HAPS到UE的沿着无线通信路径134行进的无线传输。例如，HAPS在由定时信息指示的时间处将由相位矢量指示的配置应用于RIS，以反射HAPS和UE之间的无线信号134。

参考图8和9描述了根据非陆地网络的自适应相变设备的一个或多个方面的示例方法800和900。描述方法框的顺序不旨在被解释为限制，并且可以以任何顺序跳过、重复或组合任何数量的所描述的方法框以实现方法或替选方法。通常，本文描述的组件、模块、方法和操作中的任一个可以使用软件、固件、硬件(例如，固定逻辑电路)、手动处理或其任何组合来实现。示例方法的一些操作可以在存储在计算机可读存储介质上的可执行指令的一般场境中描述，该计算机可读存储介质在计算机处理***本地和/或远程，并且实现方式可以包括软件应用、程序、功能等。可替选地或附加地，本文描述的任何功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件执行，诸如但不限于现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上***(SoC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等。

在下文中描述了一些示例：

示例1：一种由高空平台站HAPS执行的用于使用自适应相变设备APD与用户设备UE进行通信的方法，所述方法包括：

接收APD的特性；

至少部分地基于APD的特性来选择APD以包括在与UE的无线通信路径中；

向APD传输资源许可，该资源许可包括用于在HAPS和APD之间的APD-物理下行链路控制信道(APD-PDCCH)的空中接口资源的指示；

使用APD-PDCCH向APD传输用于APD的表面的相位矢量和定时信息的指示；以及

使用沿着包括APD的表面的无线通信路径行进的无线传输与UE进行通信。

示例2：根据示例1所述的方法，进一步包括：

基于以下中的一个或多个确定相位矢量和定时信息：

所接收的APD的特性；

HAPS的地理方位；

HAPS的速度；

HAPS的飞行路径；

UE的地理方位；或者

UE的定向。

示例3：根据示例2所述的方法，其中，基于所接收的APD的特性来确定相位矢量和定时信息包括：

计算使用所述APD-PDCCH来传输所述相位矢量和所述定时信息的结束和与所述UE进行通信的开始之间的保护时间，所述保护时间至少部分地基于所接收的所述APD的特性来确定。

示例4：根据前述示例中任一项所述的方法，其中，接收APD的特性包括：

在与APD的随机接入信道RACH过程期间，在APD的特性的第一部分处接收。

示例5：根据示例4所述的方法，进一步包括：

向APD指配APD-无线电网络临时标识符APD-RNTI。

示例6：示例4或5的方法，其中APD的特性的第一部分包括APD的唯一标识符，该方法进一步包括：

使用所述唯一标识符从APD数据库获得所述特性的第二部分。

示例7：根据示例1-6中任一项所述的方法，进一步包括：

传输包括用于所述APD-PDCCH的带宽部分BWP的指示的APD-***信息块APD-SIB。

示例8：根据示例7所述的方法，进一步包括：

广播包括用于所述APD-SIB的传输的频率和定时信息的***信息块类型1(SIB1)。

示例9：根据示例1至3中任一项所述的方法，其中，接收APD的特性包括：

接收所接收的APD的特性中的静态指配的APD-RNTI。

示例10：根据示例1至3中任一项所述的方法，其中，接收APD的特性包括：

从APD数据库接收特性。

示例11：根据前述示例中任一项所述的方法，其中，选择APD以包括在与UE的无线通信路径中包括：

基于以下中的一个或多个来包括APD：

HAPS的地理方位；

UE的地理方位；

APD的特性；

HAPS与UE之间的信道状况的变化；或者

APD已经在与UE的先前无线通信路径中被另一HAPS使用。

示例12：根据前述示例中任一项所述的方法，其中，所述特性包括以下各项中的一个或多个：

APD的地理方位；

APD的定向；

用于设置APD的新的可重新配置智能表面RIS配置的最小时间；

APD的入射角范围；

APD的反射角范围；

细分RIS面板的能力；或

RIS面板能够被细分多少。

示例13：一种高空平台站HAPS，包括：

无线收发器；

处理器；以及

用于HAPS通信管理器应用的指令，所述指令可由所述处理器执行以将所述HAPS配置为执行前述示例的方法中的任何一种方法。

示例14：根据示例13所述的HAPS，其中，所述HAPS是：

低地球轨道LEO卫星；

中地球轨道MEO卫星；

地球静止轨道GEO卫星；

高椭圆轨道HEO卫星；

空中载具平台；

高空通信平台；或

基于无人驾驶飞行载具UAV的通信平台。

示例15：一种由自适应相变设备APD执行的方法，所述方法包括：

从高空平台站HAPS接收资源许可，该资源许可包括用于在HAPS和APD之间的APD-物理下行链路控制信道(APD-PDCCH)的调度的空中接口资源的指示；

通过所述APD-PDCCH接收用于所述APD的表面的相位矢量和定时信息的指示；以及

使用所接收到的相位矢量和定时信息的指示来配置APD的表面，以反射从HAPS到用户设备UE的沿着包括APD的表面的无线通信路径行进的无线传输。

示例16：根据示例15所述的方法，进一步包括：

发起与所述HAPS的随机接入信道RACH过程；以及

基于发起RACH过程，从HAPS接收对APD无线电网络临时标识符APD-RNTI的指配。

示例17：根据示例15或16所述的方法，进一步包括：

从所述HAPS接收包括用于所述APD-PDCCH的带宽部分BWP的指示的APD***信息块(APD-SIB)。

示例18：根据示例17所述的方法，进一步包括：

接收包括用于接收APD-SIB的频率和定时信息的***信息块类型1(SIB1)。

示例19：根据示例17或18所述的方法，进一步包括：

以下述方式在所述APD-PDCCH中搜索所述资源许可的指示：

在所述APD-PDCCH的每个时隙处；

以给定的多时隙周期；或者

响应于RACH消息中的指示。

示例20：一种自适应相变设备APD，包括：

无线收发器；

一个或多个可重新配置智能表面RIS；

处理器；以及

用于APD管理器应用的指令，所述指令可由所述处理器执行以将所述APD配置为执行示例15至19的方法中的任何一种方法。

示例21：一种包括指令的计算机可读介质，所述指令在由处理器执行时使包括所述处理器的装置执行示例1到12和15到19的任何方法。

尽管已经以特定于特征和/或方法的语言描述了用于非陆地网络的自适应相变设备的各方面，但是本公开的主题不必限于所描述的特定特征或操作。相反，特定特征和方法被公开为非陆地网络的自适应相变设备的示例实现，并且其他等效特征和操作旨在在所描述的主题的范围内。应当理解，每个所描述的方面可以独立地或结合一个或多个其他所描述的方面来实现。

Claims (18)

1.一种由高空平台站HAPS执行的用于使用自适应相变设备APD与用户设备UE进行通信的方法，所述方法包括：

接收所述APD的特性；

至少部分地基于所述APD的特性来选择所述APD以包括在与所述UE的无线通信路径中；

向所述APD传输资源许可，所述资源许可包括用于在所述HAPS和所述APD之间的APD-物理下行链路控制信道APD-PDCCH的空中接口资源的指示；

使用所述APD-PDCCH向所述APD传输用于所述APD的表面的相位矢量和定时信息的指示；以及

使用沿着包括所述APD的表面的所述无线通信路径行进的无线传输与所述UE进行通信。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

基于以下中的一个或多个确定所述相位矢量和定时信息：

所接收的所述APD的特性；

所述HAPS的地理方位；

所述HAPS的速度；

所述HAPS的飞行路径；

所述UE的地理方位；或者

所述UE的定向。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于所接收的所述APD的特性来确定所述相位矢量和定时信息包括：

计算使用所述APD-PDCCH来传输所述相位矢量和所述定时信息的结束和与所述UE进行通信的开始之间的保护时间，所述保护时间至少部分地基于所接收的所述APD的特性来确定。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，接收所述APD的特性包括：

在与所述APD的随机接入信道RACH过程期间，在所述APD的特性的第一部分处接收。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

向所述APD指配APD-无线电网络临时标识符APD-RNTI。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述APD的特性的所述第一部分包括所述APD的唯一标识符，所述方法进一步包括：

使用所述唯一标识符从APD数据库获得所述特性的第二部分。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，进一步包括：

传输包括用于所述APD-PDCCH的带宽部分BWP的指示的APD-***信息块APD-SIB。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

广播包括用于所述APD-SIB的传输的频率和定时信息的***信息块类型1(SIB1)。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，接收所述APD的特性包括：

接收在所接收的所述APD的特性中的静态指配的APD-RNTI。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，选择所述APD以包括在与所述UE的所述无线通信路径中包括：

基于以下中的一个或多个来包括APD：

所述HAPS的地理方位；

所述UE的地理方位；

所述APD的特性；

所述HAPS与所述UE之间的信道状况的变化；或者

所述APD已经在与所述UE的先前无线通信路径中被另一HAPS使用。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述特性包括以下中的一个或多个：

所述APD的地理方位；

所述APD的定向；

用于设置所述APD的新的可重新配置智能表面RIS配置的最小时间；

所述APD的入射角范围；

所述APD的反射角范围；

细分RIS面板的能力；或

所述RIS面板能够被细分多少。

12.一种高空平台站HAPS，包括：

无线收发器；

处理器；以及

用于HAPS通信管理器应用的指令，所述指令可由所述处理器执行以将所述HAPS配置为执行前述权利要求中的任一项所述的方法。

13.一种由自适应相变设备APD执行的方法，所述方法包括：

从高空平台站HAPS接收资源许可，所述资源许可包括用于在所述HAPS和所述APD之间的APD-物理下行链路控制信道APD-PDCCH的调度的空中接口资源的指示；

通过所述APD-PDCCH接收用于所述APD的表面的相位矢量和定时信息的指示；以及

使用所接收的相位矢量和定时信息的指示来配置所述APD的表面，以反射从所述HAPS到用户设备UE的沿着包括所述APD的表面的无线通信路径行进的无线传输。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：

发起与所述HAPS的随机接入信道RACH过程；以及

基于发起所述RACH过程，从所述HAPS接收对APD无线电网络临时标识符APD-RNTI的指配。

15.根据权利要求13或14所述的方法，进一步包括：

从所述HAPS接收包括用于所述APD-PDCCH的带宽部分BWP的指示的APD***信息块APD-SIB。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：

接收包括用于接收所述APD-SIB的频率和定时信息的***信息块类型1(SIB1)。

17.根据权利要求15或16所述的方法，进一步包括：

以下述方式在所述APD-PDCCH中搜索所述资源许可的指示：

在所述APD-PDCCH的每个时隙处；

以给定的多时隙周期；或者

响应于RACH消息中的指示。

18.一种自适应相变设备APD，包括：

无线收发器；

一个或多个可重新配置智能表面RIS；

处理器；以及

用于APD管理器应用的指令，所述指令可由所述处理器执行以将所述APD配置为执行权利要求13至17中任一项所述的方法。