一种基于张量的RIS辅助通信感知一体化方法技术

技术编号：40578321 阅读：5 留言：0更新日期：2024-03-06 17:20

本发明专利技术涉及一种基于张量的RIS辅助通信感知一体化方法。针对RIS辅助三维通信感知一体化场景，重点解决因载波频率和天线阵列规模增加导致在未来通信感知一体化系统中普遍存在的近场感知问题。其实现步骤为：1）在一个RIS辅助三维近场感知和远场通信场景中，首先运用二阶泰勒展开和协方差矩阵的下采样策略将近场感知信道模型近似为一般远场模型；2）利用所考虑的通信感知一体化场景的多维资源和Khatri‑Rao空时（KRST）编码技术引入的时间分集，将接收到的通信感知一体化信号表示为一个四阶内嵌式张量模型；3）基于所构内嵌式张量的代数结构，开发了一个无需发送专门导频的联合感知和通信方案，最终实现近场目标定位和符号检测。本发明专利技术充分利用了感知和通信接收信号维度的联合优势，而且所提基于内嵌式张量的通信感知一体化方案无需发送专门的导频，能够以较低复杂度实现近场目标定位和符号检测，因此更符合未来通信感知一体化应用的需求。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信，特别针对一种基于张量的ris辅助通信感知一体化方法。

技术介绍

1、为了满足对高质量感知和无线通信日益增长的需求，通信感知一体化已成为未来超越第五代（b5g）和第六代（6g）移动通信网络中一种很有前景的技术。通信感知一体化通过共享各种资源和信息，可以实现在感知和通信方面的高度集成，从而提高频谱效率，降低硬件成本。

2、毫米波/太赫兹技术促进了通信感知一体化的发展，因为电磁信号在时间域和角度域上都具有超高分辨率。目前，已有文献针对毫米波多输入多输出（mimo）-正交频分复用（ofdm）系统中提出了一种通过旋转不变性的基于波束空间的信号参数估计（esprit）算法用于同时定位和通信。还有文献开发了一种实值贝叶斯推理算法用于太赫兹mimo系统的同时信道估计和定位。为了提高感知和通信能力，也有文献引入了可重构智能表面（ris）辅助毫米波双功能雷达通信系统，并设计了一个基于ris自适应分割的多阶段分层码本的方法定位目标并服务于用户。不过上述方法没有充分利用感知和通信信号维度的联合优势来进一步提高雷达感知和通信性能。

3、随着载波频率和天线阵列规模的增加，天线阵列的近场区域逐渐被扩展，感知目标很可能分布在近场中。因此，近场感知将在未来通信感知一体化系统中变得更加普遍。然而，大多数现有与通信感知一体化相关的文献均强加了远场假设，这导致相应的通信感知一体化方案在近场场景中失效。虽然有一些文献开发了基于子空间和基于两级嵌套阵列的近场源定位方法，但是这些文献不能直接应用于更一般的具有均匀平面阵列的三维

技术实现思路

1、专利技术目的：本专利技术针对现有技术的缺陷，提出一种基于张量的ris辅助通信感知一体化方法，以较低的复杂度实现高精度近场目标定位和符号检测。

2、技术方案：本专利技术所述的一种基于张量的ris辅助通信感知一体化方法包括：

3、在一个ris辅助三维近场感知和远场通信场景中，首先运用二阶泰勒展开和协方差矩阵的下采样策略将近场感知信道模型近似为一般远场模型；

4、利用所考虑的通信感知一体化场景的多维资源和khatri-rao空时（krst）编码技术引入的时间分集，将接收到的通信感知一体化信号表示为一个四阶内嵌式张量模型；

5、基于所构内嵌式张量的代数结构，开发了一个无需发送专门导频的联合感知和通信方案，最终实现近场目标定位和符号检测；

6、进一步的，所述在一个ris辅助三维近场感知和远场通信场景中，首先运用二阶泰勒展开和协方差矩阵的下采样策略将近场感知信道模型近似为一般远场模型，具体包括：

7、考虑一个三维通信感知一体化场景，其中感知目标分布在发射机和感知接收机的近场区域，通信接收机放置在远离发射机的远场区域。由于远距离通信引起的信号衰减和障碍物遮蔽问题，在发射机和通信接收机之间部署一个ris来辅助远场通信。在硬件支持下，感知和通信接收机实现了资源共享和信息交换，使集成近场感知和远场通信成为可能。发射机、感知接收机和通信接收机分别部署了、和根天线的大规模均匀平面阵列，其中心分别位于<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>p</mi><mi>t</mi></msub><mi>=</mi><msup><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mi>t</mi></msub><mi>,</mi><msub><mi>y</mi><mi>t</mi></msub><mi>,</mi><msub><mi>z</mi><mi>t</mi></msub></mrow><mo>]</mo></mrow><mi>τ</mi></msup></mstyle>、<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>p</mi><mi>sr</mi></msub><mi>=</mi><msup><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mi>sr</mi></msub><mi>,</mi><msub><mi>y</mi><mi>sr</mi></msub><mi>,</mi><msub><mi>z</mi><mi>sr</mi></msub></mrow><mo>]</mo></mrow><mi>τ</mi></msup></mstyle>和<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>p</mi><mi>cr</mi></msub><mi>=</mi><msup><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mi>cr</mi></msub><mi>,</mi><msub><mi>y</mi><mi>cr</mi></msub><mi>,</mi><msub><mi>z</mi><mi>cr</mi></msub></mrow><mo>]</mo></本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于张量的RIS辅助通信感知一体化方法，其特征在于该方法包括：

【技术特征摘要】

1.一种基于张量的ris辅助通信感知...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜建和，程远，刘剑波，张鹏，陈远知，关亚林，
申请(专利权)人：中国传媒大学，
类型：发明
国别省市：

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