一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法及装备技术

本发明专利技术公开了一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法及装备，该方法包括：建立通信模型、雷达感知模型、杂波模型；设置联合优化基站的主动波束，即通信信号传输波束{w

【技术实现步骤摘要】
一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法及装备


[0001]本专利技术涉及通信的
，具体涉及一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法及装备。

技术介绍

[0002]在超五代和第六代通信技术演进中，越来越多的传感和通信服务需要同时完成，如自动驾驶、车联网、智能家居和虚拟现实。这些功能要求同时执行感测通信服务。然而，随着数据流量的日益增长，高频技术方法迫切需要维持具有不同服务质量要求的无线设备，以及对超低传输延迟和超高通信可靠性的需求已经出现。因此，感知和通信需要作为一对相互交织的功能进行集成，这通常需要同时操作。实际上，单一的传感或通信解决方案不足以满足当前的无线通信和传感环境的需求。通信感知一体化技术是指传感和通信能力紧密集成，可以与多个传感目标和通信用户同时提供传感和通信服务。通信感知一体化技术的目标是将通信和雷达传感集成在同一平台和频谱上，这将提高资源效率和利用彼此优势。此外，通信和雷达传感资源在通信感知一体化技术中被共享，提高了在频谱、硬件、能源和成本方面的利用效率，通信感知一体化技术通过相同的平台和相同的频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法，其特征在于，所述方法包括：建立通信模型、雷达感知模型、杂波模型；其中杂波模型表示为：定义一个新的向量代表着基站与第q个杂波的之间的有效链路，其中和分别代表基站与和智能反射面到第q个杂波之间的杂波信号向量，w
k
代表着通信用户的信息波束向量，R0代表着传感信号的协方差矩阵；设置联合优化基站的主动波束，即通信信号传输波束{w
k
}和雷达信号协方差矩阵R0，设置智能反射面被动波束，其中智能反射表面的反射波束矩阵Φ；在基站最大传输功率、保证两种不同的通信接收机用户最小的信噪比以确保通信用户的通信质量，对每个杂波散射器施加可容忍的杂波功率的上界，并对雷达信号之间的互相关模式设计进行约束，优化目标是最大化多个传感目标的最小波束增益。2.根据权利要求1所述的一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法，其特征在于，通信模型是基于下行链路的模型分析，通信用户处将接收到两种信号：分别来自基站的直接链路，和从智能反射面反射的间接链路；智能反射面配备N＞1个反射元件n∈{1，2，
…
，N}，并且定义一个相关的反射波束矩阵为代表着智能反射面N个元件的相移矩阵，其中φ
n
∈(0，2π]，每个通信用户都会被分配一个专用的通信形成波束向量，第K个用户将接收到来自基站以及智能反射面的信号，因此第K个用户处的接收信号y
k
可以被表述为：定义一个新的向量代表基站与第K个通信用户之间的有效链路；其中代表着地面基站到智能反射面链路的信道矩阵，分别代表着从地面基站和智能反射面到第K个通信用户的通信信道向量，[
·
]
H
代表对矩阵进行共轭转置操作。w
k
，s
k
分别对应第k个用户处的通信信号波束向量，以及相应的通信信号，x0代表着雷达传感信号，代表着在第k个用户处接收到的的加性高斯白噪声；对于第一种通信用户定义为类型I，它具有消除雷达信号影响的能力，对于第k个通信用户，用户k除了会接收到期望的信号波束w
k
之外还会接收到其他通信用户j的信号波束因此其他通信用户的信号波束将对第k个用户产生空间干扰抑制；对于类型I通信用户，用户k处接收的信噪比可以被表述为：
其中h
CU，k
代表着基站与通信用户k处的有效通信链路，代表着用户k接收到的加性高斯白噪声干扰。第二种通信用户我们定义为类型II，它不具备对雷达信号进行处理的能力，因此雷达信号x0也会对第k个通信用户的通信质量造成影响；因此对于类型II的通信用户，用户k处接收的信噪比可以被表述为：其中h
CU，k
代表着基站与通信用户k处的有效通信链路，代表着用户k接收到的加性高斯白噪声干扰。3.根据权利要求2所述的一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法，其特征在于，对潜在的L个目标提供传感服务，地面基站与传感目标之间的LoS链路可能会被杂波物体所阻碍，因此利用智能反射面创建的虚拟LoS链路来提供传感服务，这种情况下传感目标将由智能反射面提供服务；若传感目标没有被杂波所阻碍，地面基站也将提供传感服务，因此传感目标将由基站和智能反射面共同提供传感服务；采用在所感兴趣位置的潜在目标处的波束模式增益作为传感的性能度量；设潜在的传感目标集合为并且传感目标相对于智能反射面的角度为{θ1，
…
，θ
l
}；智能反射面处的阵列转向向量为设d
IRS
表示智能反射面处连续反射元件之间的间距，λ代表波长。并且通信信号s
k
和雷达信号x0都可以共同为传感目标提高传感服务，因此第l个传感目标处的期望波束模式增益表示为：其中一个新的定义的向量代表着基站与第l个传感目标的之间的有效链路，其中代表着从地面基站到第l个传感目标的传感信道向量，w
k
代表着通信用户的信息波束向量，R0代表着传感信号的协方差矩阵；考虑两个传感目标之间信号互相关，对于第l个相对于智能反射面角度为θ
l
传感目标以及第i个相对于智能反射面角度为θ
i
传感目标之间的互相关模式表示为P(θ
l
，θ
i
)，它可以被表达为：其中h
target，l
，h
target，i
分别代表着基站与第l和第i个传感目标之间的有效链路；因此，所
有的L个雷达感知信号之间的均方互相关模式表示为P
cross
，它被表示为：所述目标函数转化为关于x
r
,y
r
,v
rms
三个变量的函数，包括：计算预测的第i...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丰，廖墀坤，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：