一种级联的可重构智能表面无线通信系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种级联的可重构智能表面无线通信系统及方法，包括一个可重构智能表面发信机、一个可重构智能表面反射面和一个接收者端；可重构智能表面发信机包括一个单音信号源和一个可重构智能表面，可重构智能表面包括若干个可重构智能表面基本单元；可重构智能表面反射面包括若干个可重构智能表面基本单元；本发明专利技术采用了Generalized

【技术实现步骤摘要】
一种级联的可重构智能表面无线通信系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种级联的可重构智能表面无线通信系统及方法，具体涉及一种将可重构智能表面发信机与可重构智能表面反射面级联的通信方法，属于无线通信


技术介绍

[0002]随着现代通信技术发展，第五代(Fifth Generation，5G)无线通信网络已进入商业化阶段，然而该技术的硬件成本及能耗增加等关键问题仍未能解决。由于5G信号通信距离短、衍射能力差，导致信号衰减严重，使其不能完全满足未来人类社会的通信需求。而第六代(Sixth Generation，6G)无线通信网络将有望实现全球覆盖、具有更高的频谱效率、能源效率、成本效率以及更好的智能水平和安全性能。可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface，RIS)作为一种新兴技术，可以控制电磁波反射智能调节无线传播环境，加之其低成本、低功耗和高增益等特性，越来越受到人们的青睐。在已经实现的基于可重构智能表面无线通信中，被应用于发信机、反射面等环节，并表现出优异的性能。因此，可重构智能表面通信技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种级联的可重构智能表面无线通信系统，其特征在于，包括一个可重构智能表面发信机、一个可重构智能表面反射面和一个接收者端；所述可重构智能表面发信机包括一个单音信号源和一个可重构智能表面，可重构智能表面包括若干个可重构智能表面基本单元；所述可重构智能表面反射面包括若干个可重构智能表面基本单元；所述单音信号源用于生成恒定频率的载波信号，并将其入射至可重构智能表面发信机中的可重构智能表面；所述可重构智能表面发信机中的可重构智能表面对来自单音信号源的入射信号相移矢量附加相移，其中一部分相移用于实现信号的相位调制，另一部分相移用于匹配相位调制信号与传输信道之间的相移，实现信道增益最大化；所述可重构智能表面反射面对来自可重构智能表面发信机的入射信号相移矢量附加相移，用于匹配入射信号与传输信道之间的相移，实现信道增益最大化；所述接收者端用于接收并解调信号。2.一种级联的可重构智能表面无线通信方法，运行于权利要求1所述的级联的可重构智能表面无线通信系统上，其特征在于，包括：(1)可重构智能表面发信机的单音信号源发射载波信号；(2)建立可重构智能表面发信机对载波信号附加的相移矢量；发送信息的比特数据流依据相位调制的星座图得到入射载波信号相应的相位偏移，根据相位偏移与可重构智能表面基本单元控制电压的对应关系，对可重构智能表面发信机中的可重构智能表面基本单元施加相应电压，实现载波信号的信号调制，得到调制信号；(3)建立可重构智能表面发信机对调制信号附加的相移矢量；步骤(2)得到的调制信号经过可重构智能表面发信机中的可重构智能表面对其附加的相移矢量附加相移，并将其反射至自由空间中，实现调制信号的信号发送，得到发送信号；(4)根据可重构智能表面发信机与可重构智能表面反射面之间的位置关系，建立信道矩阵；步骤(3)得到的发送信号在自由空间传输，经过信道矩阵后入射至级联的可重构智能表面反射面；(5)建立可重构智能表面反射面对入射信号附加的相移矢量；步骤(4)形成的入射信号经过可重构智能表面反射面对入射信号附加的相移矢量附加相移后将信号反射，形成反射信号；(6)根据可重构智能表面反射面与接收者端之间的位置关系，建立信道矢量；步骤(5)形成的反射信号在自由空间传输，经过信道矢量后在接收者端被接收。3.根据权利要求2所述的一种级联的可重构智能表面无线通信方法，其特征在于，步骤(1)中，可重构智能表面发信机的单音信号源发射载波信号x,如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，A
c
表示单音载波信号幅度，f
c
表示单音载波信号频率，t表示时间，j表示复数。4.根据权利要求2所述的一种级联的可重构智能表面无线通信方法，其特征在于，步骤(2)中，建立可重构智能表面发信机对载波信号x附加的相移矢量Φ，如式(II)所示：式(II)中，表示可重构智能表面发信机的第i个可重构智能表面基本单元对步骤(1)发射的载波信号x进行相位调制时附加的相移。
5.根据权利要求2所述的一种级联的可重构智能表面无线通信方法，其特征在于，步骤(3)中，建立可重构智能表面发信机对调制信号附加的相移矢量Ξ，如式(Ⅲ)所示：Ξ＝diag(ξ1,ξ2,
…
,ξ
i
,
…
,ξ
M
)
ꢀꢀꢀ
(Ⅲ)式(Ⅲ)中，ξ
i
表示可重构智能表面发信机的第i个可重构智能表面基本单元对步骤(2)形成的调制信号附加的相移。6.根据权利要求2所述的一种级联的可重构智能表面无线通信方法，其特征在于，步骤(4)中，信道矩阵H如式(Ⅳ)所示：式(Ⅳ)中，h
ij
表示可重构智能表面发信机的第i个可重构智能表面基本单元与可重构智能表面反射面的第j个可重构智能表面基本单元之间的信道增益；h
ij
的计算公式如式(
Ⅴ
)所示：式(
Ⅴ
)中，d1表示可重构智能表面发信机与可重构智能表面反射面之间的中心距离，α1表示路径损耗指数，ω
ij
表示信号在信道传输中产生的相移，系数a
ij
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文胜，刘晨，王永伟，孙健，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：