一种用于智能超表面无线通信的信道参数估计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114567360A(43)申请公布日2022.05.31(21)申请号202210208990.2(22)申请日2022.03.04(71)申请人东南大学地址211102江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人王承祥续英杰周子皓冯瑞辛立建黄杰(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249专利代理师秦秋星(51)Int.Cl.H04B7/145(2006.01)H04B17/30(2015.01)H04L25/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种用于智能超表面无线通信的信道参数估计方法(57)摘要本发明公开了一种用于智能超表面辅助无线通信场景的信道参数估计方法，具体包括以下步骤：S1、信道参数初始化；S2、利用智能超表面不同的传输模式对信道中的多径进行追踪与判别；S3、基于空间迭代期望最大化算法对信道中多径的时延、到达角、离开角、多普勒频偏、复振幅等基本参数进行估计、基于似然函数对多径在智能超表面端的入射角与反射角等额外参数进行估计；S4、估计参数的分布式更新迭代。与现有技术相比，本发明提供的信道参数估计方法具有有效地识别出环境中经过智能超表面作用的多径、准确地估计出智能超表面辅助无线通信场景中的重要信道参数等优点。CN114567360ACN114567360A权利要求书1/2页1.一种用于智能超表面辅助无线通信场景的信道参数估计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、信道参数初始化；S2、利用RIS不同的传输模式对信道中的多径进行追踪与判别；S3、基于空间迭代期望最大化算法对信道中多径的时延、到达角、离开角、多普勒频偏、复振幅进行估计；S4、基于似然函数对多径在RIS端的入射角与反射角进行估计；S5、估计参数的分布式更新迭代。2.根据权利要求1所述的一种用于智能超表面辅助无线通信场景的信道参数估计方法，其特征在于，步骤S2具体包括：步骤S201、对在不同传输模式下观察到的多径进行追踪；所用到的多径参数距离度量具体如下所示：r其中，DPl,k；l′,k′具体为两个不同的传输模式k和k′下观察到的多径l与多径l′的参数距离度量，τl,k,vl,k分别代表传输模式k下观察到的多径l的时延、到达角、离开角、多T普勒频率，τl′,k′,vl′,k′的定义同理；r＝(r1r2r3r4)是预先设定的四个参数的阈值；步骤S202、对于给定的多径l是否在传播过程中经过RIS作用进行判别；所用到的判别因子具体如下所示：其中，具体为多径的复振幅参数，E{·}代表求期望操作。3.根据权利要求2所述的一种用于智能超表面辅助无线通信场景的信道参数估计方法，其特征在于，步骤S201中所述参数距离度量的四个参数部分不超过1时，判定两个在不同传输模式下观察到的多径l与多径l′属于信道环境中的同一条径。4.根据权利要求2所述的一种用于智能超表面辅助无线通信场景的信道参数估计方法，其特征在于，步骤S202中所述判别因子不超过预先设定的阈值r5时，判定该条径在传播过程中未经过RIS作用，否则，判定该条径在传播过程中经过RIS的智能反射作用。5.根据权利要求1所述的一种用于智能超表面辅助无线通信场景的信道参数估计方法，其特征在于，步骤S3具体包括：S301、基于接受信号的观察数据，计算基本参数的对数似然函数Λk(θl,k；xl)：其中，sk(t；θl,k)表示接收信号矢量，代表第k个传输模式下对于第l条径需要估计的基本参数集，参数集内元素依次代表该条径的离开角、到达角、时延、多普勒频率、整体链路的复振幅，xl,k(t)代表在第k个传输模式下的观察数据，Re{·}为2CN114567360A权利要求书2/2页求实部操作；S302、基于对数似然函数，得到用于对基本参数进行似然估计的目标函数；S303、将目标函数最大化可得到在第k个传输模式下的基本参数的估计值；S304、由于传输模式的变化不会改变基本参数，因此对于基本参数的最终估计值可认为是不同传输模式下估计值的期望值。6.根据权利要求1所述的一种用于智能超表面辅助无线通信场景的信道参数估计方法，其特征在于，步骤S4仅针对于在传播过程中经过RIS作用的多径，具体包括：S401、基于在不同传输模式下估计得到的复振幅计算额外参数的对数似然函数其中Wl是包含Tx‑RIS和RIS‑Rx链路复振幅信息的矩阵，它的计算方式为矩阵和分别代表第k个传输模式下观察到的径l的Tx‑RIS和RIS‑Rx链路的复振幅，代表RIS的响应，与RIS端的入射角与反射角有关；S402、对所述对数似然函数求偏导并令偏导得到用于对额外参数进行似然估计的目标函数；S403、将目标函数最大化可得到额外参数的估计值。7.根据权利要求1所述