[發(fā)明專利]一種智能反射表面輔助的干擾感知方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210635108.2
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN115037395B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設計）人: 李釗;粱秀娟;閆崢;劉佳;徐揚
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B17/345
• 分類號: H04B17/345;H04B7/0456;H04B7/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 季海菊

一種智能反射表面輔助的干擾感知方法，通過期望發(fā)射機依次調整智能反射表面為關閉和開啟狀態(tài)，并分別在這兩種狀態(tài)下設置期望發(fā)射機的發(fā)射預編碼向量和智能反射表面的反射系數矩陣，以使期望接收機觀測到的期望信號為零，從而判斷期望接收機是否遭受來自干擾機的直接干擾，以及是否遭受到來自干擾機、經智能反射表面反射的反射干擾；更進一步，期望接收機能夠判斷出其所受干擾的組合方式；本發(fā)明利用智能反射表面對包括惡意干擾在內的環(huán)境干擾進行有效感知，不需要依賴于干擾源與受干擾通信系統(tǒng)之間的協(xié)作，也不需要受干擾通信系統(tǒng)提前獲知干擾源的先驗信息，具有低復雜度和低開銷的特點，解決了無線環(huán)境中的干擾感知問題，便于實際部署和工程實現(xiàn)。

技術領域

本發(fā)明屬于通信技術領域，尤其涉及一種基于智能反射表面輔助的干擾感知方法。

背景技術

隨著無線通信技術的快速發(fā)展，人們對于數據傳輸的需求不斷提高，有限的區(qū)域內將存在大量的用戶和數據連接。干擾已成為造成信號接收質量惡化的重要因素之一，實施有效的干擾管理(Interference?Management,IM)至關重要。但是需要注意的是，信號傳播過程中，由深衰落、障礙物遮擋等因素導致的較差的信道條件也是造成信號接收質量惡化的重要因素。因此，當接收機接收信號質量下降時，首先需要分辨出由干擾造成的信號質量惡化，然后才能進行干擾管理。現(xiàn)有的干擾管理方法大都是基于受干擾的期望通信設備已知環(huán)境干擾這一假設，直接對已知的干擾進行管理，而在實際中，接收機是否受到干擾并不確定。此外，現(xiàn)有的一些干擾管理方法基于受干擾通信對與干擾源之間的協(xié)作，干擾源會主動通知受干擾通信對是否受到其發(fā)射信號的影響，甚至共享干擾的相關信息，但在實際中，一方面協(xié)作會增加額外的信息交互及信令開銷，另一方面受干擾通信對與干擾源之間不一定存在協(xié)作關系，例如惡意干擾源不太可能將自己的信息暴露給受干擾方，并且當干擾信號隱藏在合法信號傳輸過程中，更具隱蔽性，干擾的發(fā)現(xiàn)變得更加困難。因此，為了管理環(huán)境中未知的、不確定的一般/惡意干擾，低開銷的、不依賴于協(xié)作的干擾感知，對進行有效的干擾管理至關重要。

目前，業(yè)內現(xiàn)有的干擾管理技術有：現(xiàn)有技術一：G.Bresler,D.Cartwright,andD.Tse,“Feasibility?of?interference?alignment?for?the?MIMO?interferencechannel,”IEEE?Trans.Inf.Theory,vol.60,no.9,pp.5573-5586,2012(關于MIMO干擾信道的干擾對齊可行性)通過在干擾發(fā)射機處對干擾進行預處理，可以使多路干擾在受干擾接收機處對齊到一個有限的子空間，期望信號則通過與干擾子空間正交的子空間無干擾地傳輸。但是該方法理想化地假設通信環(huán)境中一定存在干擾，進而實施干擾對齊，未在管理干擾前先對干擾的存在性進行確定。現(xiàn)有技術二：Z.Li,J.Chen,K.G.Shin,et?al.,“Interference?Recycling:Exploiting?Interfering?Signals?to?Enhance?DataTransmission,”in?Proc.IEEE?Intl.Conf.on?Computer?Commun.(INFOCOM),2019,pp.100-108(干擾回收：利用干擾信號增強數據傳輸)受干擾發(fā)射機根據干擾的信道狀態(tài)信息以及干擾攜帶的數據信息構造并發(fā)射干擾再生信號，利用信號間的相互作用，受干擾接收機對接收到的由干擾和干擾再生信號構成的混合信號進行匹配濾波，可以從干擾中再生出期望數據。但是該方法的實現(xiàn)依賴于干擾發(fā)射機與受干擾發(fā)射機之間的高度協(xié)作，不僅需要干擾發(fā)射機通知受干擾發(fā)射機是否會受到其信號的影響，還需要干擾發(fā)射機將干擾的特征及其攜帶的數據信息共享給受干擾發(fā)射機。在實際中，當接收機遭受來自環(huán)境中惡意發(fā)射機的惡意干擾和攻擊時，干擾源與受干擾通信對之間無法建立上述協(xié)作關系。現(xiàn)有技術三：Z.Li,J.Li,Y.Liu,et?al.,“Exploiting?Interactions?of?Multiple?Interferencefor?Cooperative?Interference?Alignment,”IEEE?Trans.Wireless?Commun.,vol.20,no.11,pp.7072-7085,2021(利用干擾間相互關系的協(xié)作干擾對齊)提出利用多個干擾之間的相互作用，通過調整單個干擾的空間特征和所有干擾的強度，或者通過修改所有干擾的發(fā)射功率而不改變干擾的空間特征，將多個干擾的等效干擾對齊到與期望信號正交的一維子空間中，可以有效管理同源多干擾。該方法中，干擾發(fā)射機與受干擾發(fā)射機通過一個中央控制器共享干擾信息，并且在中央控制器的協(xié)調下，受干擾接收機能夠判斷其是否受到來自相鄰發(fā)射機的干擾并上報給與之關聯(lián)的發(fā)射機，該方法的實施需要干擾發(fā)射機改變干擾的空間特征，因此造成干擾通信對的數據傳輸性能損失。當干擾通信對相比于受干擾通信對具有更高的優(yōu)先級時，干擾發(fā)射機不一定有充分的積極性參與實施干擾管理，尤其是當干擾管理會導致干擾通信對的通信性能損失時，上述協(xié)作關系和干擾通信對的調整很難實現(xiàn)。