14、超表面网络设计解析

超表面网络设计解析

在当今科技发展中，超表面技术在包括 5G 应用等领域展现出巨大潜力。由于该技术硬件测试平台存在资源限制，因此需要一个与传统架构不同但又有相似之处的控制器网络（HSF - CN）互连架构。

1. 超表面控制器网络设计要求

超表面配置层由一组相互连接的控制器组成，这些控制器负责配置超材料原子。这些控制器相互连接形成超表面控制器网络（HSF - CN），该网络必须具备可扩展性和鲁棒性。
- 可扩展性 ：实际应用中会容纳大量的超原子，为保证超材料正常运行，超原子尺寸要小，同时需避免电磁干扰。具体来说，超原子尺寸应与入射波波长λ相当（约为λ/2），而超表面厚度应远小于波长（约为λ/10）。可扩展性意味着控制器设计要简单，每个模块的成本要保持在最低水平。像建筑墙壁这类可能需要覆盖的大表面，也要求设计低功耗的方案。
- 鲁棒性 ：HSF - CN 还需要具备鲁棒性，即能够容忍故障控制器，特别是在容纳数千个控制器的大规模超表面中。即使存在因组件故障、外部影响（如意外/故意损坏）和连接丢失等原因导致的故障，CN 架构也必须能够提供可靠的数据传输。

2. 超表面网络组件：超表面网络控制器

HSF - CN 的设计基于 HSF - CN 控制器的设计。HSF - CN 控制器能够接收和处理以多个网络数据包形式存在的软件指令，这些数据包包含配置值。此外，控制器还能使用这些配置值来配置其负责的超原子。为了稳健地处理配置数据包的功能，HSF - CN 控制器实现了三个基本操作：
1. 配置数据包处理/消费 ：对接收的配置数