一种基于RIS-SM的信号检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于RIS

【技术实现步骤摘要】
一种基于RIS
‑
SM的信号检测方法


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及一种基于RIS
‑
SM的信号检测方法。

技术介绍

[0002]6G无线通信旨在满足各种应用的高速率和支持大量异构流量的需求。这些需求对于支持诸如扩展现实、智能医疗保健、自动车辆控制、密集的蜂窝连接等非常重要。随着未来多种无线接入技术的融合，海量智能设备接入，新的面向6G的异构网络在能耗、系统容量和可靠性方面面临着严峻考验。为了降低能耗和提高服务质量，通过RIS进行通信已被提出作为6G的候选技术。同时，由于空间调制(Spatial Modulation，SM)在频谱效率和能量效率之间有良好的平衡，并且可以避免MIMO系统存在的信道间干扰和天线间同步的问题，在智能交通系统(Intelligent Traffic System，ITS)、物联网等系统中被广泛的研究。将RIS辅助通信的概念引入SM加以结合，能更好地发挥SM的优势，弥补MIMO系统的不足。RIS辅助空间调制(RIS assisted Spatial Modulation，RIS
‑
SM)系统作为未来6G异构网络融合技术的一种有前途的候选技术，可能应用在类似ITS等高度关注可靠性的系统中。因此，RIS
‑
SM系统的研究就显得十分重要。
[0003]最大似然(ML)算法是经典的信号检测算法之一。虽然ML算法具有最优的检测性能，但其需要检验所有节点，检测复杂度很高，致使该算法难以硬件实现。另外，一些已知的利用ML准则的解决方案，如球形译码(SD)和M阶最大似然译码的QR分解，保持了最佳性能，但仍然存在一些缺点。例如，SD复杂度高度依赖于搜索半径的初始值：如果初始半径选的太小，可能无法正确检测出索引和传输符号。但如果搜索半径选择太大，搜索空间可能变的很大，复杂度依然很高。与SD相比，M阶最大似然译码的QR分解技术具有固定的吞吐量，适用于硬件实现。然而对于更高阶的调制方式，依然具有较高复杂度。

技术实现思路

[0004]为了解决现有信号检测方法复杂度高，检测性能无法近似最优的问题，本专利技术提供一种基于RIS
‑
SM的信号检测方法，包括：
[0005]S1：客户端向基站端发送导频信息并将每个发送时隙的信息比特拆分为空间比特和基带比特两部分；并根据索引比特选择目标发射天线；根据调制比特从调制符号集合中选择一个目标调制符号；
[0006]S2：客户端通过目标发射天线将调制符号经过UE
‑
RIS信道传输给RIS，通过RIS对信号进行反射，将反射后的信号通过RIS
‑
基站信道传输给基站；基站获取接收信号Y；
[0007]S3：基站根据接收信号Y和导频信号利用LS算法计算级联估计信道并根据接收信号Y和级联估计信道利用改进的最大比合并算法MMRC计算出最优发射天线索引集合；
[0008]S4：基站将最优发射天线索引集合中的发射天线的索引与所有调制符号集合中的
调制符号进行组合构建树形译码器；
[0009]S5：基站根据接收信号利用树形译码器对目标发射天线的索引和调制符号进行联合检测；根据每个发送时隙的信息比特与目标发射天线的索引和调制符号之间的映射关系还原信息比特。
[0010]本专利技术至少具有以下有益效果
[0011]本专利技术通过最小累计欧式距离的树搜索译码器减少了所需计算的节点数。同时，根据MMRC获得L根最有可能的发射天线索引集合，既减少了搜索空间，本专利技术相对于传统的信号检测复杂度更低，检测速度更快。
附图说明
[0012]图1为本专利技术方法流程图；
[0013]图2为本专利技术的流程框架示意图；
[0014]图3为本专利技术的树形译码器的结构示意图；
[0015]图4为本专利技术实施例中树形译码器的结构示意图；
[0016]图5为本专利技术和传统的信号检测在不同发射、接收天线的复杂度对比图；
[0017]图6为本专利技术和传统的信号检测在不同配置BER分析；
[0018]图7为本专利技术和传统的信号检测的性能对比图。
具体实施方式
[0019]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]请参阅图1，本专利技术提供一种基于RIS
‑
SM的信号检测方法包括：
[0021]S1：客户端向基站端发送导频信息并将每个发送时隙的信息比特拆分为索引比特和调制比特两部分；并根据索引比特选择目标发射天线；根据调制比特从调制符号集合中选择一个目标调制符号；
[0022]在每个发送时隙的信息比特(log2(N
t
)+log2(M))拆分为索引比特log2(N
t
)和调制比特log2(M)，N
t
表示发射天线的数目，M表示调制阶数。例如，当发射天线数N
t
为4，调制阶数M为4，每组有4信息比特，假设有信息序列1001，则表示选择的发射天线索引为3，符号为归一化能量M个调制符号中的第2个符号。
[0023]请参阅图2，所述客户端包含N
t
跟发射天线，所述调制符号集合中具有M个调制符号，所述RIS由N＝N
hor
N
ver
个反射单元构成，N
hor
为每行RIS反射单元的数量，N
ver
为每列RIS发射单元的数量，RIS通过微型控制器进行控制。
[0024]S2：客户端通过目标发射天线将调制符号经过UE
‑
RIS信道传输给RIS，通过RIS对信号进行反射，将反射后的信号通过RIS
‑
基站信道传输给基站；基站获取接收信号Y；
[0025]Y＝HX
l,s
+n＝(H)
l
s+n
[0026][0027]其中，Y表示基站获取的接收信号，l表示目标发射天线的索引、s表示目标调制符号，N
t
表示客户端拥有发射天线的数目，H表示UE
‑
RIS
‑
基站之间的级联实际信道，(H)
l
表示H的第l列，n表示均值为0方差为N0的加性高斯白噪声。
[0028]S3：基站根据接收信号Y和导频信号利用LS算法计算级联估计信道并根据接收信号Y和级联估计信道利用改进的最大比合并算法MMRC计算出最优发射天线索引集合；
[0029][0030]表示导频信号，表示级联估计信道，表示的共轭转置，Y本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RIS
‑
SM的信号检测方法，其特征在于，包括：S1：客户端向基站端发送导频信息并将每个发送时隙的信息比特拆分为索引比特和调制比特两部分；并根据索引比特选择目标发射天线；根据调制比特从调制符号集合中选择一个目标调制符号；S2：客户端通过目标发射天线将调制符号经过UE
‑
RIS信道传输给RIS，通过RIS对信号进行反射，将反射后的信号通过RIS
‑
基站信道传输给基站；基站获取接收信号Y；S3：基站根据接收信号Y和导频信号利用LS算法计算级联估计信道并根据接收信号Y和级联估计信道利用改进的最大比合并算法MMRC计算出最优发射天线索引集合；S4：基站将最优发射天线索引集合中的发射天线的索引与所有调制符号集合中的调制符号进行组合构建树形译码器；S5：基站根据接收信号利用树形译码器对目标发射天线的索引和调制符号进行联合检测；根据每个发送时隙的信息比特与目标发射天线的索引和调制符号之间的映射关系还原信息比特。2.根据权利要求1所述的一种基于RIS
‑
SM的信号检测方法，其特征在于，所述取接收信号Y包括：Y＝HX
l，s
+n＝(H)
l
s+n其中，Y表示基站获取的接收信号，l表示目标发射天线的索引、s表示目标调制符号，N
t
表示客户端拥有发射天线的数目，H表示UE
‑
RIS
‑
基站之间的级联实际信道，(H)
l
表示H的第l列，n表示均值为0方差为N0的加性高斯白噪声。3.根据权利要求1所述的一种基于RIS
‑
SM的信号检测方法，其特征在于，所述级联估计信道包括：包括：表示导频信号，表示级联估计信道，表示的共轭转置，Y表示接收信号。4.根据权利要求1所述的一种基于RIS
‑
SM的信号检测方法，其特征在于，所述根据接收信号Y和级联估计信道利用改进的最大比合并算法MMRC计算出最优发射天线索引集合包括：S31：首先根据接收信号Y和级联估计信道计算发射天线的特征因子；S32：从发射天线的特征因子中选择L个特征因子最大的发射天线作为最优发射天线集合。5.根据权利要求4所述的一种基于RIS
‑
SM的信号检测方法，其特征在于，所述发射天线的特征因子包括：
其中，ξ
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，杜亚东，陈发堂，王华华，杨黎明，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：