复旦大学肖戈川获国家专利权
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龙图腾网获悉复旦大学申请的专利一种基于统计信道状态信息的可重构智能表面配置方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115051740B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210725385.2,技术领域涉及:H04B7/06;该发明授权一种基于统计信道状态信息的可重构智能表面配置方法是由肖戈川;杨涛;吴晓峰;胡波设计研发完成,并于2022-06-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于统计信道状态信息的可重构智能表面配置方法在说明书摘要公布了:本发明属于无线通信技术领域,具体为一种基于统计信道状态信息的可重构智能表面配置方法。本发明方法是在可重构智能表面辅助无线通信场景下,根据时分双工时上下行信道的互易性,在上行过程中利用改进的变分后验匹配法、参数估计法获取统计信道状态信息的估计值,在下行过程中利用统计信道状态的估计值、优化算法获得可重构智能表面配置,提升用户的下行接收速率。本发明方法可以有效提升最低用户的平均接收速率。
本发明授权一种基于统计信道状态信息的可重构智能表面配置方法在权利要求书中公布了:1.一种基于统计信道状态信息的可重构智能表面配置方法,适用于如下系统模型,其中,基站具有NB个天线,服务K个单天线用户;基站采用时分双工模式区分信号的上下行,利用上下行信道的互易性,通过上行信道的信道状态信息直接计算下行信道的信道状态信息;可重构智能表面位于基站与用户之间,具有NR个可重构智能表面单元;可重构智能表面是一个矩形平面,分为μ轴和v轴,沿可重构智能表面μ轴的单元数量为NR,μ,沿可重构智能表面v轴的单元数量为NR,v,满足NR=NR,μNR,v; 关注无线信道的直达径;在下行信道中,基站至可重构智能表面的直达径为其中aB,R的模为NB,aR,B的模为NR;基站和可重构智能表面的位置是固定的,基站可以提前获知直达径aB,R和aR,B;可重构智能表面至第k个用户的直达径为其中aR,k的模为NR;将可重构智能表面划分成μ轴和v轴,直达径其中aR,k,μ的模为NR,μ,aR,k,v的模为NR,v,为矩阵的Kronecker积; 使用基于二叉树的分层码本的码字来近似直达径aR,k,μ和aR,k,v;基站具有深度为Lμ的分层码本,该码本的第lμ层、第nμ个码字为其中lμ∈{0,1,…,Lμ},基站还具有深度为Lv的分层码本,该码本的第lv层、第nv个码字为其中lv∈{0,1,…,Lv}, 在可重构智能表面辅助无线通信场景下,借助时分双工时上下行信道的互易性,在上行过程中利用改进的变分分层后验匹配法、参数估计法获取统计信道状态信息的估计值,在下行过程中利用统计信道状态的估计值、优化算法获得可重构智能表面配置,提升用户的下行接收速率; 具体步骤如下: 步骤1:基站对用户进行编号,编号k∈{1,2,…,K},其中K为用户数量;基站采用时分的方式依次调度用户进行上行通信;初始用户编号为k←1; 步骤2:用户k持续地发射上行导频;基站接收经过可重构智能表面的上行导频,根据上行导频改变可重构智能表面的配置,估计统计信道状态信息Xk、kk和其中为复数,NR为可重构智能表面单元数量,aR,k的模为NR; 步骤3:用户编号k递增;若kK,重复步骤2、步骤3; 步骤4:基站对用户进行分组;分组数量为J,分组为分组中的用户数为Kj,分组中的用户编号为k,k∈{1,2,…,Kj};对于分组中任意两个用户p和q,满足其中,H为共轭对称运算符; 步骤5:基站计算针对用户分组中的可重构智能表面配置其中j∈{1,2,…,J}; 步骤6:基站采用时分的方式依次与不同分组中的用户进行下行通信;初始用户分组编号为j←1; 步骤7:基站将可重构智能表面配置为φj,并与用户分组中的用户进行下行通信; 步骤8:用户分组编号j递增;如果统计信道状态信息χk、κk和aR,k发生变化,重复步骤1至步骤8;如果j≥J,重复步骤6至步骤8;其余情况重复步骤7、步骤8; 步骤2中所述估计用户k的统计信道状态信息Xk、κk和aR,k,具体步骤为: 步骤2.1:基站使用深度为Lμ和Lv的两个分层码本,分别对应aR,k,μ和aR,k,v; 步骤2.2:基站获取用户k的位置先验;对于μ轴,基站根据位置先验从分层码本中挑选满足的先验概率大于0.99的lμ,nμ,记为同理,基站根据位置先验从分层码本中挑选满足的先验概率大于0.99的lv,nv,记为 步骤2.3:基站设置观测时间t←0,设置中间变量τ←1、中间变量s←1; 步骤2.4:基站递增观测时间t; 步骤2.5:基站根据和计算可重构智能表面的配置,即为其中⊙为按位相乘运算符,*为共轭运算符,为可重构智能表面接收来自基站的信号时的下行信道矢量; 步骤2.6:用户k发射上行导频其中Tul为导频长度,上行导频x的模等于pulTul,pul为单个上行导频符号的功率; 步骤2.7:基站接收信号为其中NB为基站天线数量;使用xH右乘Y,使用左乘Y,得到其中H为共轭转置运算符,为基站接收来自可重构智能表面的信号时的上行信道矢量; 步骤2.8:基站使用观测{yτ,yτ+1,…,yt}和可重构智能表面配置{φτ,φτ+1,…,φt},利用改进的变分分层后验匹配法,计算和 步骤2.9:如果连续3个观测时间和保持不变,进入步骤2.10;否则,重复执行步骤2.4至步骤2.9; 步骤2.10:重复执行5次步骤2.4至步骤2.7; 步骤2.11:基站根据和估计统计信道状态信息 步骤2.12:基站根据观测{y1,y2,…,yt}和可重构智能表面配置{φ1,φ2,…,φt},计算中间变量和其中: 再估计统计信道状态信息Xk和kk,分别为: 其中,NB是基站天线数量,NR是可重构智能表面单元数量,是上行基站接收噪声功率,pdl,k是下行基站发射功率,是下行用户k接收噪声功率; 步骤2.8中所述基站采用的改进的变分分层后验匹配法,具体步骤为: 步骤2.8.1:如果s=1,跳转至步骤2.8.2;如果s=2,跳转至步骤2.8.5; 步骤2.8.2:使用观测{yτ,yτ+1,…,yt}和可重构智能表面配置{φτ,φτ+1,…,φt},利用变分推断法,计算满足的后验概率根据后验概率计算分层码本中每个码字的后验概率其中 步骤2.8.3: 步骤2.8.4:如果连续3个观测时间保持不变,s←2,τ←t+1,跳出步骤2.8; 步骤2.8.5:使用观测{yτ,yτ+1,…,yt}和可重构智能表面配置{φτ,φτ+1,…,φt},利用变分推断法,计算满足的后验概率根据后验概率计算分层码本中每个码字的后验概率其中
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