[發(fā)明專利]基于智能反射表面輔助無線通信系統漸進式信道估計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011387959.7
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112769719A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 鄭倍雄;林少娥;陳芳炯;余婧
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04B7/0413
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 詹麗紅

1.一種基于智能反射表面輔助無線通信系統漸進式信道估計方法，應用于具有智能反射表面輔助的OFDM無線通信系統，該無線通信系統包括至少一個具有K個天線的基站、至少一個智能反射表面、一個智能反射表面控制器和一個用戶，智能反射表面具有M₀個元素單元，該M₀個元素單元被分為η組，每個組包含M個子表面，其中每組單元反射信道具有強相關性，其特征在于，所述統漸進式信道估計方法包括初始化過程和更新過程，其中，

初始化過程如下：

S1、用戶順序發(fā)送第0個和第1個OFDM訓練符號，同時智能反射表面的反射狀態(tài)調整為φ⁽⁰⁾和φ⁽¹⁾，分別對應于第0個和第1個OFDM訓練符號的傳輸；

S2、基站對接收到的OFDM訓練符號進行離散傅里葉變換，抽取導頻承載子載波上的接收數據，并左乘導頻序列對角矩陣的逆，得到用戶到基站等價合并信道在導頻承載子載波上的頻率響應和

S3、基站運用三角內插點法，得到用戶到基站等價合并信道在子載波上的頻率響應r⁽⁰⁾和r⁽¹⁾，過程如下：

S301、對頻率響應和進行反傅里葉變換，得到和

S302、設用戶到基站等價合并信道抽頭的個數為L，選取和中第1到L個抽頭，其后填充零到指定長度，得到和

S303、對和進行傅里葉變換，得到接收OFDM訓練符號對應的用戶到基站等價合并信道在子載波上的頻率響應r⁽⁰⁾和r⁽¹⁾；

S4、基站提取用戶到基站直達鏈路的信道頻率響應d和用戶-智能反射表面-基站級聯鏈路的剩余匯總信道頻率響應

S5、存儲獲得的信道頻率響應為集合

S6、基站利用已獲得的信道頻率響應優(yōu)化智能反射表面的無源波束賦形向量θ⁽¹⁾，并將優(yōu)化結果反饋給智能反射表面的控制器，智能反射表面控制器根據優(yōu)化結果調整智能反射表面的反射狀態(tài)；

更新過程如下：

S7、用戶發(fā)送第i個OFDM訓練符號，同時智能反射表面的反射狀態(tài)調整為φ⁽ⁱ⁾；

S8、重復步驟S2得到第i個OFDM訓練符號傳輸對應的用戶到基站等價合并信道在導頻承載子載波上的頻率響應

S9、重復步驟S3得到第i個OFDM訓練符號傳輸對應的用戶到基站等價合并信道在子載波上的頻率響應r⁽ⁱ⁾；

S10、從頻率響應r⁽ⁱ⁾中解析出與第i-1個子表面相關聯的用戶-智能反射表面-基站級聯鏈路信道頻率響應g_i-1和與第i個子表面相關聯的用戶-智能反射表面-基站級聯鏈路的剩余匯總信道頻率響應

S11、更新已獲得的信道頻率響應為

S12、基站利用已獲得的信道頻率響應優(yōu)化無源波束賦形向量θ⁽ⁱ⁾并將其反饋給智能反射表面的控制器。

2.根據權利要求1中所述的基于智能反射表面輔助無線通信系統漸進式信道估計方法，其特征在于，所述智能反射表面的初始反射狀態(tài)為φ⁽⁰⁾＝z⁽⁰⁾＝1_4×1以及φ⁽¹⁾＝z⁽¹⁾＝-1_4×1。其中，z⁽⁰⁾和z⁽¹⁾分別表示第0個和第1個OFDM訓練符號的持續(xù)時間內智能反射表面的第0個和第1個訓練反射狀態(tài)。

3.根據權利要求1中所述的基于智能反射表面輔助無線通信系統漸進式信道估計方法，其特征在于，所述步驟S2中，計算用戶到基站等價合并信道在導頻承載子載波上的頻率響應的公式為：

其中S_p＝diag(s_p)是OFDM訓練符號導頻序列s_p的對角矩陣，表示基站的接收天線在導頻子載波上的接收信號，和分別表示與接收天線相關聯的導頻子載波上的信道頻率響應和加性高斯白噪聲矢量。