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专利号: 2023104430629
申请人: 重庆邮电大学空间通信研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种RIS辅助毫米波通信的信道估计方法,其特征在于,通过求解行列非零支撑集来确定角度域级联信道的非零元素位置,再使用最小二乘算法进行角度域信道的恢复,求解行列非零支撑集具体包括以下步骤:通过接收信号的功率确定所有用户的行支撑集,即计算接收矩阵每一列的功率,并对K个用户进行求和,从中选取LR个功率最大的列索引作为行支撑集;

使用改进的CoSaMP算法计算每个用户的每个非零行对应的列支撑集,即:计算粗支撑集对应的信道,选出绝对值最大的Lk个行索引构成细支撑集qj;

使用最小二乘算法得到列支撑集qj对应的信道,进行残差计算,表示为:若(rk)j=(rk)j‑1则停止迭代,获得第k个用户对应的列支撑集qj,以及列支撑集qj对应的信道;

其中,Φ为RIS反射矩阵;rk表示第k个用户不同非零行的非零列支撑集的残差;(rk)j表示第j次迭代时rk的值;||·||F表示F范数;yk为第k个用户的接收信号;Lk为 的路径数,为UE‑RIS的信道;LR为基站‑RIS的路径数;

计算粗支撑集对应的信道表示为:

其中, 表示粗支撑集对应的信道,Ω表示粗支撑集;Φ(:,Ω)表示粗支撑集所在列对应的Φ;

使用最小二乘算法得到列支撑集qj对应的信道包括:

其中, 表示列支撑集qj对应的信道,Φ(:,qj)表示列支撑集qj所在列对应的RIS反射矩阵;

进行角度域信道的恢复时,将多天线用户的级联信道表示为:

将单天线用户的级联信道表示为:

其中, 表示RIS‑UE之间的信道; 表示RIS‑基站的信道; 表示UE‑RIS的信道;R表示RIS的阵元个数;diag()表示求对角矩阵;M为基站的阵元个数;N为用户的天线数;AB表示A与B的矩阵的Khatri‑Rao积;

RIS‑UE之间的信道 表示为:

其中,αT,j为 的复增益, 为RIS端的接收天线响应,θT,j为 的水平到达角,φT,j为 的垂直到达角; 为用户端的发送天线响应,θU,j为 的水平离开角,φU,j为 的垂直离开角;

在RIS辅助无线通信系统中,对于多天线级联信道,对用户端的每一根天线的级联信道分别进行求解,再将其整合即可得到多天线用户的级联信道 表示为:其中, 表示 的第i行,即RIS到用户的第i个天线的信道;

从中选取LR个功率最大的列索引作为行支撑集,则K个用户第m列接收信号的功率f(m)表示为:其中,Yk(:,m)表示接收信号矩阵的第m列,M表示为接收信号矩阵的列数。

2.根据权利要求1所述的一种RIS辅助毫米波通信的信道估计方法,其特征在于,若用户的天线数为N个,经过S个时隙后,基站接收到的第k个用户的上行导频信号表示为:其中, 表示在第s个时隙、第k个用户上行导频信号 的向量化表示; 为高斯白噪声矩阵;xk为用户端的发射导频;IM表示维度为M×M的单位矩阵, 表示Kronecker积; 为RIS辅助多天线用户的级联信道, 为RIS的反射矩阵。