[發明專利]一種基于可重構智能表面的低軌衛星輔助通信方法

有效

• 申請號: 202310908271.6
• 申請日: 2023-07-24
• 公開（公告）號: CN116633423B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 王志剛;曹海濤
• 申請（專利權）人: 成都本原星通科技有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種基于可重構智能表面的低軌衛星輔助通信方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：構建低軌衛星輔助通信系統，該系統包括：地面通信設備和具有RIS的低軌衛星；所述地面通信設備采用M-PSK調制發送信號；

S2：獲取低軌衛星輔助通信系統的狀態信息，所述狀態信息包括：低軌衛星和地面通信設備之間的距離、地面通信設備發射天線的發射功率、在太陽閃爍效應下地面通信設備和RIS之間的信道系數、地面通信設備和RIS之間信道的噪聲、以及RIS反射單元的單元數量；

S3：根據RIS的有效接收區域和地面通信設備發射天線波束在RIS處的覆蓋區域建立信號的失準衰落參數表達式；

S4：根據低軌衛星輔助通信系統的狀態信息和信號的失準衰落參數表達式構建RIS接收到的信號表達式；

S5：根據RIS接收到的信號表達式和M-PSK調制信號的角頻率計算RIS接收信號的誤差概率；

S6：根據RIS接收信號的誤差概率與預設的誤差概率目標值進行對比，若超過目標值，則對地面通信設備發射信號的方向進行調整或對RIS的接收相位和振幅進行調整直到誤差概率小于目標預設值為止。

2.根據權利要求1所述的一種基于可重構智能表面的低軌衛星輔助通信方法，其特征在于，所述信號的失準衰落參數表達式包括：

定義RIS的有效接收區域中心與地面通信設備發射天線波束在RIS處的覆蓋區域中心之間的指向誤差為r，則失準衰落參數表達式為：

其中，ζ表示信號的失準衰落參數表達式，表示RIS有效接收區域的半徑，表示地面通信設備發射天線波束在RIS處覆蓋區域的半徑，表示誤差函數，為信號波長，表示RIS的接收增益。

3.根據權利要求1所述的一種基于可重構智能表面的低軌衛星輔助通信方法，其特征在于，所述RIS接收到的信號表達式包括：

其中，表示地面通信設備發射天線的發射功率，表示地面通信設備和RIS之間的路徑損耗，表示RIS的單元數量，表示在太陽閃爍效應下地面通信設備和RIS之間的信道系數，表示RIS第ⅰ個反射單元的相移，表示信號的失準衰落參數，表示地面通信設備端發送的信號，表示RIS接收到的信號；地面通信設備和RIS之間信道的噪聲，即均值為零且方差為的加性高斯白噪聲，表示虛數單位。

4.根據權利要求3所述的一種基于可重構智能表面的低軌衛星輔助通信方法，其特征在于，所述地面通信設備和RIS之間的路徑損耗包括：

其中，表示地面通信設備和RIS之間的路徑損耗；表示信號在對流層的路徑損耗；表示信號在平流層的路徑損耗；表示信號在電離層的路徑損耗；、和表示權重參數因子；、、、、和表示經驗系數，表示的期望；f表示信號的頻率；d表示信號在對流層中的路徑長度；表示對流層的相對折射率；表示對流層的大氣參數，表示大氣參數修正因子；h為信號在平流層中的路徑長度；p表示平流層中的氣壓，t表示平流中的溫度；表示電離層中垂直于上行通信鏈路方向上的總電子密度；和分別表示信號的起始頻率和終止頻率；為信號在電離層中經過的路徑長度。