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专利号: 2021116822025
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.可重构智能表面辅助毫米波通信的低复杂度信道估计方法,其特征在于,包括以下步骤:

S10.建立RIS辅助毫米波通信系统模型,将RIS反射单元连接L型RF链,利用RIS连接RF链单元的接收信号和BS端接收信号,对其补零后使用2D‑FFT算法得到其二维空间谱,进行角度粗估计;

S20.对补零后的接收信号,进行角度旋转,再使用2D‑FFT算法得到其二维空间频谱,利用谱峰和最优旋转角得到更精确的角度估计;

S30.使用S20得到的二维空间频谱的谱峰和其对应的幅角得到路径增益估计,利用所述S20步骤估计的角度和路径增益恢复出用户到RIS和RIS到BS的信道矩阵。

2.根据权利要求1所述的可重构智能表面辅助毫米波通信的低复杂度信道估计方法,其特征在于,所述S10步骤包括以下步骤:S11.分别建立用户到RIS和RIS到BS的信道模型;

S12.获取第k个用户发送导频信号到RIS连接水平RF链的接收信号 对 与导频进行x

解相关得到Y′k;

x x,pad

S13.将Y′k 补零为Y′k ,L′、M′分别为补零后行与列的阶数,信道矩阵变为x,pad

Y′k 使用2D‑FFT算法得到空间频谱 对应 空间频谱 经过空间频谱谱峰搜索第la条路径的峰值点坐标为 计算得到第la条路径的上的角度粗估计。

3.根据权利要求2所述的可重构智能表面辅助毫米波通信的低复杂度信道估计方法,其特征在于,所述用户到RIS和RIS到BS的信道模型可表示为其中, 分别为Hk的第la条和G的第lb条路径的路径增益,其中 和为Hk第la条路径衰落和入射信号的初始相位,La和Lb分别为Hk和G上的散射路径数,分别第k个用户和BS端的角度, 分别为Hk和G中RIS端的仰角和方位角,分别为用户端、用户到RIS路径中RIS端、RIS到BS路径中RIS端和BS端的导向矢量。

4.根据权利要求3所述的可重构智能表面辅助毫米波通信的低复杂度信道估计方法,其特征在于,所述S12步骤具体如下:RIS连接水平RF链的接收信号 表示为其中,Γk、 分别为第k个用户发送的导频信号和其到RIS水平RF链的信道,和 分别为RIS水平RF链和用户端的导向矢量,表达式为其中,dR、dU分别为RIS端和用户端相邻天线间距,L为水平方向上连接RF链的个数,将与导频进行解相关后可得

其中, 为等效噪声, 表示为x

其中, 分别为 和N′k的空间谱,FL和FM为傅里叶矩阵, 第m行n列的元素表达式为

其中, 定义函数f(x)为因此, 可重新表示为

得到 第la条路径的峰值点坐标为 其中

5.根据权利要求4所述的可重构智能表面辅助毫米波通信的低复杂度信道估计方法,其特征在于,所述S13步骤具体如下:x x,pad x,pad将Y′k补零为Y′k ,L′、M′分别为补零后行数与列数,信道矩阵变为 Y′k 使用2D‑FFT算法得到空间频谱 对应 空间频谱 可表示为经过空间频谱谱峰搜索第la条路径的峰值点坐标为 则 可得第la条路径的上的角度粗估计为

6.根据权利要求5所述的可重构智能表面辅助毫米波通信的低复杂度信道估计方法,其特征在于,所述S20步骤如下:对补零后的信号进行角度旋转,利用2D‑FFT算法得到其二维空间谱 接收信号和信道矩阵的二维空间谱分别表示为其中, 分别为RIS端水平RF链和第k个用户的相位旋转x

角, 为N′k 补零再角度旋转后的空间频谱,第k个用户的角度旋转矩阵 和 的表达式分别为

旋转角度后的信道矩阵的二维空间谱表达式为构造一个代价函数为

通过上式可得 将其带入 得到式La个峰值,其中第la条路径的峰值点为角度估计值表示为

相同地,利用用户到RIS在竖直方向上连接RF链的接收信号,可将 估计出来,表达式为

其中, 和 分别是此时所对应的峰值点坐标和最优旋转角。

7.根据权利要求6所述的可重构智能表面辅助毫米波通信的低复杂度信道估计方法,其特征在于,所述S30步骤如下:中第la条路径对应的峰值位置为 利用 估计初始相位和衰落,根据峰值处的幅度可得用户到RIS路径中的衰落表达式为利用 处的幅角获取初始相位,可表示为由此,可得Hk的路径增益估计为 将估计的角度和路径增益代入,得到用户到RIS的信道估计值 使用上述相同方式可得到RIS到BS的信道估计