1.一种无线能量传输的去蜂窝网络信道统计信息估计方法,其特征在于:具体步骤如下:S1:去蜂窝网络中每个AP旁都部署一个RIS为其提供服务,系统中布设M个AP、T个RIS,K个用户和一个CPU,其中M=T,每个AP上有N根天线,每个用户上只有一根天线,每个RIS上有L个单元,AP都通过前传链路连接到CPU上,在首次进行信道估计时用户都有一个初始的能量;
S2:信道估计阶段,用户采用导频结构设计方案,向AP发送导频信号;第k个用户在相邻相干块中依次发送分配导频 和随机相移导频 其中,随机相移导频 是分配导频乘以一个随机相移;
S3:AP将在不同相干块获得的导频信号进行处理,从而获得信道统计信息,并直接使用MMSE方法估计聚合信道;
所述的步骤S3中,具体步骤为:在相干块对中第m个AP与第k用户之间的聚合链路信道的充分统计量可表示为:其中,Pk表示使用与第k个用户相同导频序列的用户的集合,且 当信道统计信息完美时,使用MMSE方法进行信道估计时,可得聚合链路信道gmk的估计值为:其中, 为接收到的分配导频信号的均值;Rmk为聚合链路信道的协方差,即Ψmk为接收到的分配导频信号的协方差,即
由于实际上信道统计信息是不完美的,需要通过以下过程进行估计:
S3.1、对 进行估计
对 进行简单处理,可得:
对 取均值可得:
根据大数定律可得 的估计值如下:
其中, 是用于估计向量 的相干块数目,且上标“e”代表向量或者矩阵的估计值,则S3.2、对Ψmk进行估计由于 则根据大数定理可得:
其中, NΨ是用于估计矩阵Ψmk的相干块数目,由于无线能量传输系统的特殊性,当信道发生变化后用户收集到的功率也发生变化,则为了更加准确地估计Ψmk,应对存在其中的功率进行处理,如下:则在最后进行估计时需要将 乘上此时的导频传输功率来替代S3.3、对Rmk进行估计
经过以下过程可得到有关Rmk的结果:
其中, 则根据大数定理可得:
由于NR是一个确定的值, 不是严格厄米特对称的,可被改写为:由此可知实际上使用了2NR个相干块来估计矩阵Rmk;
使用不完美协方差进行MMSE信道估计时,信道估计值表示为:S4:下行能量传输阶段,用户从AP发送的能量信号中收集能量;
S5:上行数据传输阶段,用户将收集到的能量用于此次数据传输和下次信道估计;
S6:判断数据是否已经传输完毕,若还有数据需要传输,转步骤S2,所有的数据在信道统计信息发生变化之前都能够传输完毕。
2.根据权利要求1所述的一种无线能量传输的去蜂窝网络信道统计信息估计方法,其特征在于:所述的步骤S1中,由用户发出的信号经过直接链路信道和间接链路信道到达指定的AP,用户直接到达指定AP的信道称为直接链路信道,用户经过RIS到指定AP的信道的和称为间接链路信道,此外,用户‑AP、用户‑RIS、RIS‑AP的信道均为莱斯信道;第k个用户与第m个AP之间的直接链路信道为 其中, 和 分别为 的视距分量和非视距分量,且 是第m个AP与第k个用户之间的空间相关矩阵;第k个用户与第t个RIS之间的信道为 其中, 和 分别为 的视距分量和非视距分量,且 是第k个用户与第t个RIS之间的空间相关矩阵;第t个RIS与第m个AP之间的信道为 其中, 和 分别为 的视距分量和非视距分量,且 是第t个RIS与第m个AP之间的空间相关矩阵;则第k个用户与第m个AP之间的间接链路信道表示为:
其中, Φt是第t个RIS
的相移矩阵;此时,第k个用户与第m个AP之间的聚合链路信道表示为:其中,
3.根据权利要求1所述的一种无线能量传输的去蜂窝网络信道统计信息估计方法,其特征在于:所述的步骤S2中,如第k个用户在相邻相干块中依次发送分配导频 和随机相移导频 其中,随机相移导频 是分配导频乘以一个随机相移,表示为:其中n是相干块的索引, 是随机相移且满足E{θk,2n}=0;则第m个AP在相干块对中接收到的两个信号分别表示为:其中,n是相干块的索引,τp为用于上行导频传输的样本数,ρk为第k个用户的导频发射功率, 是随机相移, 为第k个用户分配的导频序列,长度为τp,不同的导频序列之间相互正交;在此K>τp,一定会有不同用户使用相同的导频序列;此外, 为加性噪声且2
σ为噪声功率。
4.根据权利要求3所述的一种无线能量传输的去蜂窝网络信道统计信息估计方法,其特征在于:所述的步骤S4中,如第k个用户获得的含有能量的信号 为:其中,p为下行传输功率,q~CN(0,1)为能量信号,w为下行传输的预编码向量, 为加性噪声,则第k个用户收集到的能量Ik表示为:
5.根据权利要求4所述的一种无线能量传输的去蜂窝网络信道统计信息估计方法,其特征在于:所述的S5中,如第k个用户根据收集到的能量可导出其进行上行数据传输和下次信道估计时的传输功率 在ηk中,τp、τe和τu分别代表用于信道估计、下行能量传输和上行信息传输的样本数,此时第m个AP在上行信息传输阶段接收到的信号rm为:其中,sk~CN(0,1)为第k个用户传输的信息信号,且nm为加性噪声。