【技术实现步骤摘要】
本申请涉及在无线通信，尤其涉及一种基于智能反射面的ofdma通感算一体化通信方法。
技术介绍
1、通感一体化(integrated sensing and communication,isac)技术是将通信功能和感知功能进行融合，使得通信系统兼具通信和感知两种功能。该技术的目的是在无线信道传输信息的同时，通过主动认知并分析信道的特性，从而去感知周围环境的物理特征，使得通信和感知功能相互增强。
2、随着通信技术的快速发展，使得通信系统对6g(six generation,6g)网络的需求不断增长，如何能高效且实时计算处理成为该领域重要的挑战。尽管现有通感一体化技术已经取得了显著的进展，但当前对通感一体化技术的研究偏向于研究通信和感知的各自功能，出现了分散研究的趋势，但这种单独将其中一种功能进行研究，并不能有效地整合两种功能的计算部分，这样会妨碍计算资源的有效利用和计算卸载，阻碍了6g网络的性能、效率和扩展。
3、目前采用的通感算一体化(integrated sensing communicaition andcomputing,iscc)架构虽然能够给6g网络带来许多潜在好处，但目前对该领域的研究尚处于初步阶段，并且存在如下亟待解决的问题：首先，iscc需要处理架构的多功能集成带来的干扰管理问题；此外，需要建立适当的资源管理和分配策略，以提高通信系统的资源利用率；最后，还需要适应未来6g网络的大带宽、高速率和广覆盖的需求。
4、因此，有必要提出一种方案以改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问
5、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种基于智能反射面的ofdma通感算一体化通信方法，该方法包括：
2、构建基于智能反射面的ofdma通感算一体化系统的系统模型；所述系统模型包括：相互通信连接的一个所述智能反射面、一个基站、一个云服务器、多个通信用户和多个感知目标；
3、根据所述系统模型的通信需求，构建基于所述智能反射面的ofdma通感算一体化的联合优化问题；
4、将所述联合优化问题转化为两个子问题，所述两个子问题包括第一子问题和第二子问题；并按照将所述第一子问题得到的第一优化结果作为所述第二子问题的输入，并将所述第二子问题得到的第二优化结果再作为所述第一子问题的输入的方式，对所述两个子问题依次重复进行交替迭代优化，直至所述联合优化问题的总目标函数收敛，输出最终联合优化策略；
5、其中，所述第一子问题包括：确定所述智能反射面的相位、反射系数和折射系数情况下，优化所述系统模型的子载波资源分配和所述基站的波束赋形，得到所述第一优化结果；
6、所述第二子问题包括：确定所述系统模型的所述子载波资源分配和所述基站的所述波束赋形的情况下，优化所述智能反射面的所述相位、所述反射系数和所述折射系数，得到所述第二优化结果。
7、本申请的一示例性实施例中，所述智能反射面包含多个结构相同的反射元件，每个所述反射元件均能够同时进行反射和折射，所述反射元件的反射系数和折射系数相加为1；
8、所述反射元件的反射相位矩阵的表达式为：
9、
10、所述反射元件的折射相位矩阵的表达式为：
11、
12、其中，φr表示反射相位矩阵，φt表示折射相位矩阵，diag(a)表示向量a对应的对角矩阵，表示第m个反射元件的反射系数，表示第m个反射元件的折射系数，表示第m个反射元件的复数反射角度，表示第m个反射元件的复数折射角度，ur表示所有反射元件的反射向量的和，ut表示所有反射元件的折射向量的和，ah表示向量a的转置，表示第m个反射元件的反射角度，表示第m个反射元件的折射角度，j表示虚数单位，m表示反射元件的数量，表示m×m的复矩阵空间，上标r表示反射，上标t表示折射；
13、所述系统模型的带宽为b，所述系统模型的子载波的间隔为其中，nc表示子载波的数量，所述通信用户的数量为k，k∈(1,2,...,k)，所述感知目标的数量为l，l∈(1,2,...,l)；
14、多个所述通信用户和多个感知目标均是单天线。
15、本申请的一示例性实施例中，在所述系统模型中，所述基站与所述智能反射面之间的通信信道为所述通信信道为纯视距信道，
16、所述基站与所述云服务器之间的通信信道为所述基站与第l个所述感知目标在第i个所述子载波上的通信信道为所述智能反射面与所述第l个所述感知目标在第i个所述子载波上的通信信道为以及所述智能反射面与第k个所述通信用户在第i个所述子载波上的通信信道为
17、所述通信信道所述通信信道所述通信信道和所述通信信道均为莱斯信道；
18、其中，表示m×v的复矩阵空间，表示v×1的复矩阵空间，表示的m×1复矩阵空间，v表示基站的天线数。
19、本申请的一示例性实施例中，所述通信用户通过所述子载波的传输接收到的通信信号的表达式为：
20、
21、其中，yk,i表示第k个通信用户通过第i个子载波的传输接收到的通信信号，i∈nc，nk表示第k个通信用户对应的高斯白噪声，σk表示第k个通信用户的噪声功率，表示服从均值为0、方差为的圆对称复高斯分布，gk,i表示第k个通信用户在第i个子载波上的等效级联信道，表示对于任意k值和i值成立，xi表示基站发射的第i个子载波的波束，xi＝bc′,isc′,i+bc,isc,i＝bisi，bc′,i表示用于通信和感知上传的波束，bk,i表示第k个通信用户在第i个子载波上的承载信号的预编码向量，bc,i表示用于计算上传的波束，bi表示系统模型的波束矩阵，sc′,i表示用于第i个子载波承载所有通信用户的数据信号，sc,i表示基站发送给云服务器的数据信号，k+1表示k个通信用户和1个云服务器，表示k×1的复矩阵空间，表示v×(k+1)的复矩阵空间；
22、所述云服务器通过所述子载波的传输接收到的通信信号的表达式为：
23、
24、其中，ybc,i表示云服务器通过第i个子载波的传输接收到的通信信号，nbc表示云服务器对应的高斯白噪声，表示对于任意i值成立，σbc表示基站到服务器之间的通信信道的噪声功率。
25、本申请的一示例性实施例中，所述通信用户在所述子载波上的可到达速率的表达式为：
26、
27、其中，rk,i表示第k个通信用户在第i个子载波上的可到达速率，sk,i表示第k个通信用户在第i个子载波上的分配变量，snrk,i表示第k个通信用户在第i个子载波上对应的信干噪比，
28、
29、所述云服务器在所述子载波上的可到达速率的表达式为：
30、
31、其中，rbc,i表示云服务器在第i个子载波上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于智能反射面的OFDMA通感算一体化通信方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述基于智能反射面的OFDMA通感算一体化通信方法，其特征在于，所述智能反射面包含多个结构相同的反射元件，每个所述反射元件均能够同时进行反射和折射，所述反射元件的反射系数和折射系数相加为1；
3.根据权利要求2所述基于智能反射面的OFDMA通感算一体化通信方法，其特征在于，在所述系统模型中，所述基站与所述智能反射面之间的通信信道为所述通信信道为纯视距信道，
4.根据权利要求3所述基于智能反射面的OFDMA通感算一体化通信方法，其特征在于，所述通信用户通过所述子载波的传输接收到的通信信号的表达式为：
5.根据权利要求4所述基于智能反射面的OFDMA通感算一体化通信方法，其特征在于，所述通信用户在所述子载波上的可到达速率的表达式为：
6.根据权利要求5所述基于智能反射面的OFDMA通感算一体化通信方法，其特征在于，所述云服务器接收的数据上传速率满足以下条件：
7.根据权利要求6所述基于智能反射面的OFDMA通感算一
8.根据权利要求7所述基于智能反射面的OFDMA通感算一体化通信方法，其特征在于，所述确定所述智能反射面的相位、反射系数和折射系数情况下，优化所述系统模型的子载波资源分配和所述基站的波束赋形，得到第一优化结果的步骤包括：
9.根据权利要求8所述基于智能反射面的OFDMA通感算一体化通信方法，其特征在于，所述确定所述系统模型的所述子载波资源分配和所述基站的所述波束赋形的情况下，优化所述智能反射面的所述相位、所述反射系数和所述折射系数的步骤包括：
10.根据权利要求9所述基于智能反射面的OFDMA通感算一体化通信方法，其特征在于，第l个所述感知目标在第i个所述子载波上的信干噪比的表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于智能反射面的ofdma通感算一体化通信方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述基于智能反射面的ofdma通感算一体化通信方法，其特征在于，所述智能反射面包含多个结构相同的反射元件，每个所述反射元件均能够同时进行反射和折射，所述反射元件的反射系数和折射系数相加为1；
3.根据权利要求2所述基于智能反射面的ofdma通感算一体化通信方法，其特征在于，在所述系统模型中，所述基站与所述智能反射面之间的通信信道为所述通信信道为纯视距信道，
4.根据权利要求3所述基于智能反射面的ofdma通感算一体化通信方法，其特征在于，所述通信用户通过所述子载波的传输接收到的通信信号的表达式为：
5.根据权利要求4所述基于智能反射面的ofdma通感算一体化通信方法，其特征在于，所述通信用户在所述子载波上的可到达速率的表达式为：
6.根据权利要求5所述基于智能反射面的of...
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