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龙图腾网获悉南京信息工程大学申请的专利一种针对空中RIS姿态变化的通信网络优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120018159B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510475283.3，技术领域涉及：H04W16/18；该发明授权一种针对空中RIS姿态变化的通信网络优化方法是由徐俊杰;李斌;杨冬东;鲍子毓;沙忠谭设计研发完成，并于2025-04-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种针对空中RIS姿态变化的通信网络优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种针对空中RIS姿态变化的通信网络优化方法，属于无线通信领域，包含空中RIS辅助的通信网络场景，基于欧拉角的空中RIS控制方法，以联合优化UAV轨迹和空中RIS姿态，采用深度强化学习算法，以最大化系统通信速率和；考虑空中RIS姿态与UAV轨迹之间的耦合关系，以及RIS信道增益与朝向之间的联系，使应用场景更符合显示情况，应用到实际场景中取得较好的效果；提出的SAC算法不仅关注累积奖励的最大化，还将策略熵作为关键优化目标之一；在最大化累积奖励与策略熵的加权和，通过引入策略随机性，鼓励智能体在动作选择时具备更高的探索能力。

本发明授权一种针对空中RIS姿态变化的通信网络优化方法在权利要求书中公布了：1.一种针对空中RIS姿态变化的通信网络优化方法，其特征在于：包含空中RIS辅助的通信网络场景，所述空中RIS辅助的通信网络场景包含基站与地面用户的通信环境及UAV-RIS的控制环境； 所述基站与地面用户的通信环境包含地面用户集合与基站；在该环境下，基站在同一时刻可为多个地面用户提供通信服务；其中，基站与用户间的通信链路分为两种：直接链路和反射链路；所述直接链路为信号通过自由空间传播直接传输到地面用户；所述反射链路为信号自基站发出，经过空中RIS反射后，传输给地面用户； 所述UAV-RIS的控制环境包含UAV和RIS阵列；在该控制环境下，无人机平台作为载体，通过灵活的飞行能力，在基站与地面用户之间提供空中信号反射中继；在飞行和悬停过程中，无人机受惯性及空气阻力的影响，其机身姿态包括滚转角、俯仰角和偏航角会动态变化，进而导致RIS反射角度和信号入射角的偏移，从而引起波束对准误差和信道增益波动，直接影响反射链路的通信性能； 具体包括如下步骤： 步骤1，无人机搭载RIS悬停或飞行在地面用户上空；基站通过下行链路向空中RIS发送通信信号，RIS通过实时相位调控对信号进行反射增强和波束调整，确保反射信号精准对准目标用户方向；通过反射链路将优化后的信号传递给地面用户； 步骤2，为了应对UAV姿态变化，包括滚转角、俯仰角和偏航角，对接收和反射信号的角度影响，即对系统通信性能的影响，基于SAC深度强化学习方法来联合优化UAV的姿态和RIS相移，从而最大化系统通信速率和； 步骤3，在每个时隙l，通过对空中RIS姿态和UAV轨迹的状态分析，确定最优策略，UAV根据得出的最优策略进行下一步的动作展开； 所述的空中RIS辅助的无线通信场景包括K个单天线用户设备、一个多天线基站和一架底部搭载RIS的UAV；UAV的整个飞行周期为T，为便于处理，将总飞行时间T等间隔划分为L个时隙，每个时隙的长度为δ＝TL；在相邻时隙之间，UAV的位置会发生变化；采用三维笛卡尔坐标系对UAV的飞行状态进行建模，设UAV的飞行高度为固定值H；在第l个时隙下，UAV的位置坐标表示为q[l]＝x[l],y[l],H； RIS角度计算与姿态变换：在局部坐标系中，空中RIS的初始单位法向量表示为e；首先进行初始平移转换，将坐标原点0,0,0平移至UAV的瞬时位置x[l],y[l],H，从而确保RIS在全局参考系中的精确空间定位；借助旋转变换来调整姿态，通过欧拉角参数化的一系列旋转操作实现姿态校正；旋转变换包括三个连续操作：绕x轴旋转的滚转角，绕y轴旋转的俯仰角和绕z轴旋转的偏航角，分别记为φ[l],θ[l],控制这些旋转的相应变换矩阵表示为： 其中，Rφ为控制滚转角的变换矩阵，Rθ为控制俯仰角的变换矩阵，为控制偏航角的变换矩阵； 则完整的姿态变换矩阵为应用该坐标变换后，可以在全局坐标系下推导出空中RIS的单位法向量为e⊥＝RBEe，其中e表示空中RIS的初始法向量，相乘后得到的e⊥为变换后的单位法向量；从基站到空中RIS的入射信号及从空中RIS反射至地面用户的反射信号，其单位方向向量表述为： 其中和分别表示在时隙l，基站或用户设备到空中RIS的方位角和仰角；通过采用这些方向向量，可以推导出空中RIS平面法向量与入射反射信号之间的夹角为： 通信模型：在任意时隙下，基站与空中RIS之间及空中RIS与地面用户之间的信道增益分别表示为HB,R[l]和hR,k[l]； 由于空中RIS的实际增益受到信号入射角和反射角的显著影响，实际增益模型引入了考虑方位角和俯仰角的表达式；空中RIS的实际增益可以建模为空中RIS的最大指向性系数与反射角度特性函数的乘积 其中，和分别表示基站到空中RIS的接收增益和空中RIS到用户设备的发射增益；和分别为基站到空中RIS方向上和空中RIS到用户设备方向上的归一化方向辐射函数； 为了更精准地描述RIS的增益特性，引入了最大指向性系数Dmax和归一化方向辐射函数Fζ,η；该函数反映了空中RIS的方向辐射特性，建模为指数-兰伯特辐射模型，其表达式为 其中ζ和η分别表示方位角和俯仰角，用于定义地面用户与空中RIS之间的空间关系； 基于这些数学表达式，进一步推RIS增益表达式为： 其中Φ[l]为RIS相移矩阵，该表达式反映了RIS对反射信号的角度选择特性，即当反射角满足一定条件时，RIS才能有效反射信号，否则信号无法反射； 进一步地，在空中RIS辅助无线通信系统中，地面用户在时隙l接收的信号以表示为： 其中vk[l]为基站到地面用户的复合信道，包括基站到地面用的直接链路和反射链路；wk[l]为波束赋形向量；xk[l]是发送信号；nk为加性白高斯噪声且服从复高斯分布，噪声方差为σ2；地面用户在时隙l内的通信速率为：

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