[发明专利]一种基于可重构全息超表面的信号同步方法

权利要求书

1.一种基于可重构全息超表面的信号同步方法，其特征在于，包括：

发射机发射同步信号给接收机，所述发射机使用可重构全息超表面，所述接收机接收的信号记为接收信号；

获取所述接收信号；

根据所述接收信号构建关于频率漂移、相位偏转和传播时延的克拉美罗界；

根据所述频率漂移、相位偏转和传播时延的克拉美罗界构建优化问题；

对所述优化问题进行非凸优化求解，直至所述优化问题的值不再下降，获取此时的频率漂移、相位偏转和传播时延，完成信号同步。

2.根据权利要求1所述的基于可重构全息超表面的信号同步方法，其特征在于，所述“发射机发射同步信号给接收机”步骤之前，还包括：

发射机调整可重构全息超表面的辐射特性。

3.根据权利要求1所述的基于可重构全息超表面的信号同步方法，其特征在于，所述根据接收信号构建关于频率漂移、相位偏转和传播时延的克拉美罗界，包括：

构建关于频率漂移、相位偏转和传播时延的似然函数；

根据所述似然函数得到频率漂移、相位偏转和传播时延的联合费雪矩阵；

根据所述联合费雪矩阵得到克拉美罗界矩阵；

根据所述克拉美罗界矩阵得到频率漂移、相位偏转和传播时延的克拉美罗界。

4.根据权利要求3所述的基于可重构全息超表面的信号同步方法，其特征在于，所述似然函数为：

其中，θ为相位偏转，Ω为频率漂移，τ为传播时延，r为可重构全息超表面的辐射矩阵的对角元素，A为馈源发射的同步符号，V为一个常数，y为接收信号，y＝e^jθh×R(r)×Q×A×P_τ×D_Ω+w，h为信道，R(r)是可重构全息超表面的辐射矩阵，Q是表面波传播矩阵，P_τ是时延矩阵，D_Ω是频率偏转矩阵，w是接收端的噪声，H为矩阵的厄米特共轭，σ²为方差。

5.根据权利要求3所述的基于可重构全息超表面的信号同步方法，其特征在于，所述联合费雪矩阵为：

其中，α和β表示相位偏转θ、频率漂移Ω、传播时延τ的任意一个，E{·}指期望。

6.根据权利要求3所述的基于可重构全息超表面的信号同步方法，其特征在于，所述克拉美罗界矩阵是所述费雪矩阵的逆矩阵。

7.根据权利要求3所述的基于可重构全息超表面的信号同步方法，其特征在于，所述频率漂移、相位偏转和传播时延的克拉美罗界为：

CRLB_θ＝CRLB_[1，1]

CRLB_Ω＝CRLB_[2，2]

CRLB_τ＝CRLB_[3，3]

其中，CRLB_[i，i]表示克拉美罗界矩阵CRLB的第(i，i)个元素。

8.根据权利要求1所述的基于可重构全息超表面的信号同步方法，其特征在于，所述优化问题为：

s.t.tr((R(r)×Q×A)(R(r)×Q×A)^H)＜P^M

其中，r_θ、r_Ω和r_τ分别表示参数θ、Ω、τ的权值，P^M指最大的发射功率。

9.根据权利要求1所述的基于可重构全息超表面的信号同步方法，其特征在于，所述步骤“根据所述频率漂移、相位偏转和传播时延的克拉美罗界构建优化问题”之后，步骤“对所述优化问题进行非凸优化求解，直至所述优化问题的值不再下降，获取此时的频率漂移、相位偏转和传播时延，完成信号同步”之前，还包括：

对所述优化问题进行拆分。

10.根据权利要求9所述的基于可重构全息超表面的信号同步方法，其特征在于，将所述优化问题拆分为第一子优化问题和第二子优化问题：

所述第一子优化问题为：

s.t.tr((R(r)×Q×A)(R(r)×Q×A)^H)＜P^M

所述第二子优化问题为：