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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种部署于系留升空平台的智能反射面辅助通信系统及方法，该系统包括系留升空平台，地面基站，地面控制端和地面供电端四个部分。该方法中地面基站以相同的频率向数个用户集群传输信号，向数个用户集群传输的信号经地面基站波束成形并叠加后由阵列天线发射，经数个以一定角度挂载在系留升空平台上的智能反射面反射至位于地面基站不同方向上的用户集群。通过设计地面基站对于各用户集群信号的波束成形向量以及各智能反射面的反射相移矩阵，能够实现某一频率的多次复用，在满足各用户处接收信号信干噪比阈值的情况下最大化用户和速率。

主权项：1.一种部署于系留升空平台的智能反射面辅助通信系统，包括有系留升空平台、系留线缆、地面基站、地面控制端和地面供电端；所述系留升空平台选用系留无人机（1）；其特征在于：还包括有安装在系留升空平台下方的智能反射面（2）；智能反射面（2）用于反射来自地面基站（5）的地面基站传输信号为； 表示用户集群的总数； 表示用户集群的标识号； 表示地面基站对发射信号的波束成形向量； 表示地面基站向用户集群发射的信号；系留无人机（1）上至少设置有飞控系统、GNSS机上定位模块；GNSS机上定位模块一方面用于获取系留无人机（1）当前的位置信息，记为；另一方面将发送给地面控制端（6）；系留无人机（1）中的飞控系统接收到地面控制端（6）发出的升空指令后，系留无人机（1）将垂直升空至飞行高度后悬停；系留无人机（1）中的飞控系统接收到地面控制端（6）发出的降落指令后，系留无人机（1）将由悬停点平稳降落至地面基站（5）的周围；地面基站（5）上设有阵列天线（4）和GNSS地面定位模块；GNSS地面定位模块一方面用于获取地面基站（5）的位置信息，记为；另一方面将发送给地面控制端（6）；阵列天线（4）一方面用于发射地面基站传输信号，另一方面用于接收来自K个用户集群的和信号； 表示用户集群的总数； 表示用户集群的标识号； 表示智能反射面的总数； 表示智能反射面的标识号； 表示地面基站到智能反射面的信道矩阵； 表示对进行厄尔米特共轭运算； 表示智能反射面的反射相移矩阵； 表示对进行厄尔米特共轭运算； 表示智能反射面到用户集群的信道矩阵； 表示用户集群向地面基站发射的信号； 表示在地面基站处服从复高斯分布的白噪声；地面控制端（6）中的处理器第一方面接收各用户集群当前位置信息；第二方面接收系留无人机（1）当前位置信息；第三方面接收地面基站（5）位置信息；第四方面依据用户和速率优化模型求解智能反射面反射相移矩阵和地面基站波束成形向量；第五方面地面控制端（6）用于对系留无人机（1）、智能反射面（2）、地面基站（5）和地面供电端（7）进行作业操控；用户和速率优化模型为，且，； 表示智能反射面的反射相移矩阵； 表示智能反射面上的反射单元提供的相移； 表示反射单元相移均匀量化时的相移间隔值； 表示每个智能反射面中反射单元的总数； 表示智能反射面中反射单元的标识号； 表示反射单元相移的量化位数； 表示用户集群k用户接收信号信干噪比； 表示各用户集群处用户接收信号信干噪比的阈值； 表示地面基站处的总发射功率； 表示对进行厄尔米特共轭运算； 表示地面基站对发射信号的波束成形向量； 表示地面基站对发射信号的波束成形向量； 表示用户集群k处噪声的功率。

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