【技术实现步骤摘要】
一种基于叠加符号的通信感知一体化设计方法
[0001]本专利技术涉及无线通信
,尤其涉及一种基于叠加符号的通信感知一体化设计方法
。
技术介绍
[0002]为了支持同时需要低延时感知和高速率通信的新兴应用,下一代无线网络提出通信感知一体化技术来利用相同的无线信号和硬件基础设施同时实现无线感知和通信
。
在通信系统中,大带宽的毫米波频段被证明能够实现高速率通信,以满足实时的海量数据传输
。
同时,在现有的感知系统中,毫米波雷达已经被大量使用来提供精准的感知信息
。
因为毫米波频段分别在通信和感知系统的优异性能,毫米波信号在通信感知一体化系统的是使用被认为具有极大的应用前景,也是近年来学术界与工业界研究的热点
。
[0003]然而,毫米波信号会导致严重的传播损耗,这常常会阻断接收端和发射端之间的
LoS
径,阻碍了通信感知一体化的可靠连接服务
。
而
RIS
可以通过数字控制的方式来调整反射元件的相移创建基站和用户之间的虚拟
LoS
径,被视为解决毫米波频段下通信感知一体化系统稳定连接的有效方案
。
具体来说,
RIS
是一个完全无源的二维阵列,有许多亚波长的可控元件,可以通过调整相位来灵活地改变入射电磁波的物理特性
。
此外,
RIS
一般用廉价的硬件元件制造,没有射频链路,从而大大降低了硬件成本和能源消耗
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于叠加符号的通信感知一体化设计方法,其特征在于,该方法步骤如下:
S1、
在信号发送端,将同一时间频率资源内的通信信号和导频信号在符号域通过功率分配系数线性叠加并发射至
RIS
;
S2、
在信号接收端,接收
RIS
反射的信号并对多分时隙的接收信号进行堆叠;得到接收矩阵;
S3、
将环境角度参数的提取转换为对角度网格值和稀疏向量
ω
的估计,将接收信号代入预设的毫米波信道模型中,对接收矩阵进行向量化;利用带吉洪诺夫正则化项的最小二乘估计得到稀疏向量
ω
的初始估计,通过稀疏向量的估计值得到基站和用户之间的等效信道初始估计值;
S4、
根据等效信道初始估计值,利用线性最小均方误差方法得到通信数据初始估计值并进行解调和重新调制;
S5、
对重新调制后的通信数据初始估计值在期望最大化框架下迭代计算得到稀疏向量
、
角度网格和通信数据的最终估计值;
S6、
最终恢复出通信数据
、
环境信道中的角度参数和用户坐标
。2.
根据权利要求1所述的一种基于叠加符号的通信感知一体化设计方法,其特征在于,发射端生成并发射叠加符号其中
x
d
,
t
和
x
p
,
t
分别是第
t
时隙内生成的通信符号和导频符号,
ξ
是分配给通信符号占整个符号的功率分配系数,满足0<
ξ
<
1。3.
根据权利要求1所述的一种基于叠加符号的通信感知一体化设计方法,其特征在于,所述接收
RIS
反射的信号并对多分时隙的接收信号进行堆叠具体为:在第
t
时隙内,基站接收符号为其中
H
r
,
s
是第
s
个
RIS
到基站的信道,
θ
s
,
t
是第
s
个
RIS
在第
t
时隙的相位,
h
b
,
s
是用户到第
s
个
RIS
的信道,
n
t
是第
t
时隙的噪声;通过堆叠
T
个时隙的基站接收符号构造接收矩阵为其中
Θ
s
=
[
Θ
s
,1,
...
,
θ
s
,
T
]
,
X
=
diag(x1,
...
,
x
T
)
,
N
=
[n1,
...
,
n
T
]
分别是堆叠
T
个时隙的
θ
s
,
t
,
x
t
和
n
t
的矩阵
。4.
根据权利要求1所述的一种基于叠加符号的通信感知一体化设计方法,其特征在于,所述
RIS
由可控反射单元组成,构造基站到用户之间的虚拟
LoS
径,且
RIS
的数量
S≥1
;基站到第
s
个
RIS
之间的毫米波建模为其中
α
l
,
s
是第
l
条路径的增益,阵列响应分别为和有效的到达角和离去角分别为和
5.
根据权利要求4所述的一种基于叠加符号的通信感知一体化设计方法,其特征在于,将环境角度参数的提取转换为对角度网格值和稀疏向量
ω
的估计具体为:将毫米波角度域上的和通过选择网格点和内的元素来表
示,将毫米波信道转化为其中和是关于角度域网格点和的阵列响应组成的字典矩阵,
Ω
s
是稀疏矩阵;是第...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄崇文,甘旭,钟财军,陈晓明,法奥齐,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:
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