RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法及装置，其中，方法包括：根据基站侧反射体稀疏特性估计基站侧接收角；消除所述基站侧接收角影响，并且基于当前天线阵列与RIS阵列制式，构造对应的结构化稀疏矩阵；利用所述结构化稀疏矩阵估计多用户联合的结构化稀疏信道参数。本申请实施例能够在更低的导频开销下完成高精度的信道估计，进一步增大通信传输率，同时可兼顾不同制式的天线阵列如均匀线性/平面/圆形阵列，对后续通信过程中的预编码以及波束赋形都有着积极的推动作用。形都有着积极的推动作用。形都有着积极的推动作用。

【技术实现步骤摘要】
RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法及装置


[0001]本申请涉及通信
，特别涉及一种RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法及装置。

技术介绍

[0002]RIS(reconfigurableintelligentsurface，可重构智能表面)以及相关通信技术是通信领域新兴研究的热点之一。RIS是由可控电磁材料等无源器件构成的大规模电磁波反射阵列。通过在小区内部署RIS，可以控制电磁波反射方向与相位，可以有效克服遮挡、衰落在信号传输过程中带来的损耗，显著提升接收信号质量，从而实现更加理想的毫米波波束赋形与网络覆盖。此外，与传统中继相比，RIS基于被动无源的电磁波反射模式，具有更小的硬件成本与能量消耗，对低能耗低成本绿色通信的建设有着巨大的推动作用。
[0003]然而，随着基站侧天线以及RIS反射单元数量不断增加，基站
‑
RIS
‑
用户的级联信道维度成倍增加，导致传统信道估计方案所需导频过大，通信系统数据传输效率过低。
[0004]申请内容
[0005]本申请是基于专利技术人对以下问题的认识和发现作出的：
[0006]目前，需要设计新型的信道估计算法，在保证信道估计精度的同时尽可能的减少导频开销的长度。
[0007]鉴于，已有研究常常直接将压缩感知算法应用至级联信道中，没有匹配基站
‑
RIS
‑
用户级联信道的特定结构，造成导频开销的无端浪费，而提炼级联信道中的若干结构化稀疏性，可以更为有效的压缩信道矩阵维度，从而保证利用更少的参数来精确表征级联信道，降低估计成本与复杂度。
[0008]本申请提供一种RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法及装置，以解决随着基站侧天线以及RIS反射单元数量不断增加，基站
‑
RIS
‑
用户的级联信道维度成倍增加，使得传统信道估计方案所需导频过大，通信系统数据传输效率过低的技术问题。
[0009]本申请第一方面实施例提供一种RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法，包括以下步骤：根据基站侧反射体稀疏特性估计基站侧接收角；消除所述基站侧接收角影响，并且基于当前天线阵列与当前可重构智能表面RIS阵列制式，构造对应的结构化稀疏矩阵；利用所述结构化稀疏矩阵估计多用户联合的结构化稀疏信道参数。
[0010]可选地，在本申请的一个实施例中，消除所述基站侧接收角影响，包括：根据所述基站侧接收角利用伪逆求解消除所述基站侧接收角影响，得到修正后的波束域接收信息。
[0011]可选地，在本申请的一个实施例中，所述基于当前天线阵列与当前可重构智能表面RIS阵列制式，所构造对应的结构化稀疏矩阵，包括：根据所述当前天线阵列与所述RIS阵列制式确定对应的波束域投影矩阵；根据所述对应的波束域投影矩阵，从而获得其最佳稀疏表示和所述波束域接收信息，得到最佳稀疏表示；由所述最佳稀疏表示确定所述结构化稀疏矩阵。
[0012]可选地，在本申请的一个实施例中，所述利用所述结构化稀疏矩阵估计多用户联
合的结构化稀疏信道参数，包括：计算每两行之间的互相关值，并确定所述互相关值的最大位置，得到实际偏移范围；对每个用户的实际偏移范围进行求和加权，得到最终偏移值；根据所述最终偏移值对结构化稀疏矩阵的每行进行平移，并在压缩感知处理后，得到所述结构化稀疏信道参数。
[0013]本申请第二方面实施例提供一种RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计装置，包括：第一估计模块，用于根据基站侧反射体稀疏特性估计基站侧接收角；构造模块，用于消除所述基站侧接收角影响，并且基于当前天线阵列与RIS阵列制式，构造对应的结构化稀疏矩阵；第二估计模块，用于利用所述结构化稀疏矩阵估计多用户联合的结构化稀疏信道参数。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，所述第一估计模块进一步用于根据所述基站侧接收角利用伪逆求解消除所述基站侧接收角影响，得到修正后的波束域接收信息。
[0015]可选地，在本申请的一个实施例中，所述构造模块包括：确定单元，用于根据所述当前天线阵列与所述RIS阵列制式确定对应的波束域投影矩阵；获取单元，用于根据所述对应的波束域投影矩阵，从而获得其最佳稀疏表示和所述波束域接收信息，得到最佳稀疏表示；生成单元，用于由所述最佳稀疏表示确定所述结构化稀疏矩阵。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，所述第二估计模块包括：计算单元，用于计算每两行之间的互相关值，并确定所述互相关值的最大位置，得到实际偏移范围；加权单元，用于对每个用户的实际偏移范围进行求和加权，得到最终偏移值；估计单元，用于根据所述最终偏移值对结构化稀疏矩阵的每行进行平移，并在压缩感知处理后，得到所述结构化稀疏信道参数。
[0017]本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法。
[0018]本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述实施例所述的RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法。
[0019]本申请实施例在保证信道估计精度的前提下，通过利用基站
‑
RIS
‑
用户级联信道变换域中特殊的结构化稀疏性质，尽可能的降低导频开销在数据帧中的比例，从而保证数据信息高速有效的传输，尤其是能够在更低的导频开销下完成高精度的信道估计，进一步增大通信传输率，同时可兼顾不同制式的天线阵列如均匀线性/平面/圆形阵列，对后续通信过程中的预编码以及波束赋形都有着积极的推动作用。由此，解决了随着基站侧天线以及RIS反射单元数量不断增加，基站
‑
RIS
‑
用户的级联信道维度成倍增加，使得传统信道估计方案所需导频过大，通信系统数据传输效率过低的技术问题。
[0020]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0021]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0022]图1为根据本申请实施例提供的一种RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法的流程图；
[0023]图2为根据本申请一个实施例的RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法的原理示意图；
[0024]图3为根据本申请一个实施例的估计精度(NMSE)随导频长度性能仿真示意图；
[0025]图4为根据本申请一个实施例的估计精度(NMSE)随信噪比(SNR)性能仿真示意图；
[0026]图5为根据本申请实施例的RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计装置的示例图；
[0027]图6为本申请实施例提出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计方法，其特征在于，包括以下步骤：根据基站侧反射体稀疏特性估计基站侧接收角；消除所述基站侧接收角影响，并且基于当前天线阵列与当前可重构智能表面RIS阵列制式，构造对应的结构化稀疏矩阵；以及利用所述结构化稀疏矩阵估计多用户联合的结构化稀疏信道参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，消除所述基站侧接收角影响，包括：根据所述基站侧接收角利用伪逆求解消除所述基站侧接收角影响，得到修正后的波束域接收信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于当前天线阵列与当前可重构智能表面RIS阵列制式，所构造对应的结构化稀疏矩阵，包括：根据所述当前天线阵列与所述RIS阵列制式确定对应的波束域投影矩阵；根据所述对应的波束域投影矩阵，从而获得其最佳稀疏表示和所述波束域接收信息，得到最佳稀疏表示；由所述最佳稀疏表示确定所述结构化稀疏矩阵。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述结构化稀疏矩阵估计多用户联合的结构化稀疏信道参数，包括：计算每两行之间的互相关值，并确定所述互相关值的最大位置，得到实际偏移范围；对每个用户的实际偏移范围进行求和加权，得到最终偏移值；根据所述最终偏移值对结构化稀疏矩阵的每行进行平移，并在压缩感知处理后，得到所述结构化稀疏信道参数。5.一种RIS级联信道多用户联合的结构化稀疏估计装置，其特征在于，包括：第一估计模块，用于根据基站侧反射体稀疏特性估计基站侧接收角；构造模块，用于消除所述基站侧接收角影响，并且基于当前天线阵列与RIS阵列制式，构造对应的结...

【专利技术属性】
技术研发人员：王劲涛，史旭，潘长勇，阳辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：