[发明专利]一种智能反射面通信系统中信道估计和信道鉴别方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种智能反射面通信系统中信道估计和信道鉴别方法。包括：基站接收用户发送的信号、用户发送的信号经过第一智能发射元素反射出的信号、用户发送的信号经过第二智能反射元素反射出的信号以及高斯噪声信号的混合信号，利用混合信号符号点的性质进行信道估计和利用似然概率进行信道估计后的信道鉴别。本方法一方面无需先验信息，仅利用基站接收混合信号矩阵的符号点完成信道估计，在符号点的提取过程中提出一种利用特征函数完成从混合有噪信号中提取符号点的算子以克服噪声对信道估计的影响；另一方面本方法针对估计出信道存在乱序这一问题，提出一种基于似然概率的信道鉴别算法，保证了智能反射面通信系统中反射面元素所处信道鉴别正确。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种智能反射面通信系统中信道估计和信道鉴别方法。

背景技术

为了进一步提高通信系统的灵活性和质量，相关学者张瑞在文献Q.Wu andR.Zhang, Intelligent Reflecting Surface Enhanced Wireless Network:JointActive and Passive Beamforming Design,2018IEEE Global CommunicationsConference(GLOBECOM),Abu Dhabi,United Arab Emirates,2018,pp.1-6,doi:10.1109/GLOCOM.2018.8647620中首次提到智能反射面这个无源器件。智能反射面由多个智能反射元素组成，在实际的场景中，联合优化智能反射元素的反射相位和幅度以满足通信需求。优化的前提是知道智能反射元素所处信道状态信息，因此信道估计尤为重要。目前一些关于智能反射面下的信道估计方法，要求先验信息，比如基站和智能反射面提前约定相关通信协议，或者要求智能反射面配备大量智能反射元素以满足稀疏反射矩阵下的信道估计。而在无先验信息下完成所有智能反射元素所处信道的估计更符合实际需求。目前存在的有界分量分析方法(BCA,Bounded Component Analysis)，仅利用混合信号的几何特征而无需先验信息完成混合信号的信道估计，但是噪声会影响几何特征，可参见文献S.Cruces,“Bounded component analysis of linear mixtures:A criterion of minimum convexperimeter,”IEEE Transactions on Signal Processing, vol.58,pp.2141–2154,April2010，同时其对于混合信号的信道估计，存在信道估计后的信道乱序这一问题，无法鉴别信道。

发明内容

本发明的目的是提出一种利用基站接收混合信号的符号点完成信道估计的方法，在信道估计过程中提出利用特征函数性质从含有噪声的混合信号中提取符号点的降噪算子，并将降噪算子应用到信道估计中以克服噪声对信道估计的影响。针对信道估计后的信道乱序这一问题，提出利用似然概率的方法，完成信道鉴别。

本发明提出的智能反射面通信系统中信道估计和信道鉴别方法，包括以下步骤：

(1)设定通信系统中有一个基站，该基站有M个天线，一个用户，该用户有一个天线，以及一个具有两个智能反射元素的智能反射面，基站接收到的混合信号包括：用户发送的信号、用户发送的信号经过第一智能发射元素反射出的信号以及用户发送的信号经过第二智能反射元素反射出的信号，基站接收混合信号的过程包括以下步骤：

(1-1)在用户发送信号的第t个时刻，基站接收到的混合信号为：