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专利号: 2023107766788
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于双IRS辅助通信系统的信道估计方法,双IRS辅助通信系统包括至少一个基站、IRS1反射单元和IRS2反射单元,用户通过IRS反射单元与基站通信,其特征在于,包括以下步骤:S01:若IRS1和IRS2中有一个关闭,进行单IRS辅助信道估计;

S02:若IRS1和IRS2同时打开,估计 信道 ;

所述信道 由如下公式计算得到:

其中, 为基站的字典酉矩阵, 为 信道的行支撑集,与 信道的基站到达角支撑集相同, 为第 个基站到达角对应的信道,为用户编号, 为 的元素个数, 和 分别为IRS1和IRS2反射单元的反射系数, , 为导频开销,为用户到IRS1的信道, 为用户到IRS2的信道, 为IRS1到基站的信道, 为IRS2到基站的信道,为IRS1到IRS2的信道;

其中, 由如下公式得到:

其中, 和 为IRS1和IRS2的字典酉矩阵, 为角域稀疏信道。

2.根据权利要求1所述的用于双IRS辅助通信系统的信道估计方法,其特征在于,所述S02中估计 信道 包括:S11:同时打开IRS1和IRS2,保持IRS2反射单元的反射系数不变,在每个时隙改变IRS1反射单元的反射系数,估计IRS1的角度信息,得到每个用户 的压缩矩阵 ;

S12:保持IRS1反射单元的反射系数不变,在每个时隙改变IRS2反射单元的反射系数,估计IRS2的角度信息,得到每个用户 的压缩矩阵 ;

S13:同时改变IRS1和IRS2反射单元的反射系数,估计所有用户每个基站到达角对应的信道 ;

S14:得到信道 的估计值 。

3.根据权利要求2所述的用于双IRS辅助通信系统的信道估计方法,其特征在于,所述S11中得到每个用户 的压缩矩阵 的方法包括:S111:对所有用户的接收信号 预处理得到 ;

其中, 和 为噪声,右上角的 是共轭转置;

S112:对所有用户的预处理信号 经OMP算法得到所有用户IRS1的角度支撑集 ;

S113:由如下公式得到 的压缩矩阵 :,

其中,为用户数。

4.根据权利要求2所述的用于双IRS辅助通信系统的信道估计方法,其特征在于,所述S13包括:S131:利用压缩矩阵 、 对公式(11)简化,由如下公式得到:,

S132:经OMP算法得到 的估计值 ,进一步由公式(7)和公式(8)得到 和的估计值 和 , 是向量化。

5.根据权利要求1所述的用于双IRS辅助通信系统的信道估计方法,其特征在于,所述S01中若关闭IRS2,打开IRS1,通过KASD‑OMP算法估计 信道 ,若打开IRS2,关闭IRS1通过KASD‑OMP算法估计 信道 ,所述信道 估计包括:S21:对所有用户的接收信号 预处理得到 ;

S22: 经KASD‑OMP算法得到 的估计值 ;

S23:根据得到的 ,由公式(1)得到 信道 的估计值 ;

其中, 为基站的字典酉矩阵, 为角域稀疏信道,为用户编号, 为IRS1的字典酉矩阵;

同理得到信道 的估计值 。

6.根据权利要求5所述的用于双IRS辅助通信系统的信道估计方法,其特征在于,所述S21中接收信号 及预处理信号 由如如下公式得到:,

其中, 为感知矩阵, , , 为IRS1反射单元的反射系数, , 为导频开销, 和 为噪声。

7.根据权利要求5所述的用于双IRS辅助通信系统的信道估计方法,其特征在于,所述S22中KASD‑OMP算法包括如下步骤:S221:由行支撑估计算法得到所有用户 的行支撑集 和行稀疏度 ;

S222:由列支撑估计算法得到所有用户 的列支撑集 ;

S223:根据LS算法得到所有用户 的估计值 。

8.根据权利要求7所述的用于双IRS辅助通信系统的信道估计方法,其特征在于,所述S221中行支撑估计算法包括如下步骤:S2211:对所有 的每一行 做如下处理:,

其中, 初始化为零向量;

S2212:通过k‑means算法对 进行二分类,得到聚类中心 和 ,通过如下式处理得到筛选阈值 :,

其中, 和 为加权比重;

S2213:将 中大于 的值对应的索引号作为行支撑集 的元素,行稀疏度 为元素的个数。

9.根据权利要求7所述的用于双IRS辅助通信系统的信道估计方法,其特征在于,所述S222中所述列支撑估计算法包括如下步骤:S2221:对所有用户 及所有 中行支撑对应的稀疏行 经OMP算法得到对应的列支撑集 ;

S2222:将在 中累计出现过 次的元素作为公共列支撑集 的元素,其中, 为向上取整运算符,为用户数,为松弛变量, ;

S2223:将 作为OMP算法迭代的初始值,重复步骤S2221,得到所有用户所有稀疏行的列支撑集 。

10.一种用于双IRS辅助通信系统的信道估计系统,其特征在于,包括一控制器,所述控制器内存储有权利要求1‑9任一项所述的用于双IRS辅助通信系统的信道估计方法。