[发明专利]一种用于智能反射表面无线通信的信道估计方法

权利要求书

1.一种用于智能反射表面无线通信的信道估计方法，包括以下步骤：

智能表面端接收用户端发送的导频信号进行处理，并通过智能表面端反射将导频信号传输至基站；

在智能表面端和基站，分别根据接收的导频信号进行信道估计，获得第一信道估计矩阵，并分别构建增强型深度残差网络，以所述第一信道估计矩阵作为增强型深度残差网络的输入，以第二信道估计矩阵作为所述增强型深度残差网络输出的目标矩阵进行训练，其中所述第二信道估计矩阵相对于所述第一信道估计矩阵具有更高的分辨率；

在训练过程中，通过前向传递，预测所述增强型深度残差网络的输出，并根据损失函数得到当前循环的损失，以及通过链式法则，根据随机梯度下降算法，将更新的网络参数反向传递至所述增强型深度残差网络，实现网络参数的更新。

2.根据权利要求1所述的用于智能反射表面无线通信的信道估计方法，其中，训练所述增强型深度残差网络的过程包括：

将接收信号组合成一个张量大小为的矩阵；

通过矩阵变换，将矩阵转化成大小的所述第一信道估计矩阵Y，并设定所述增强型深度残差网络输出的目标矩阵大小为N_ele×2N_t，N_ele×2N_r；

以所述第一信道估计矩阵Y作为所述增强型深度残差网络输入，通过训练网络参数W生成所述第二信道估计矩阵H，表示为

其中，k是超分辨率参数，N_1T×N_2T＝N_t，对于均匀平面阵列，每k×k个元件有一个有源元件，N_1R和N_2R分别表示智能表面端均匀平面阵列的两个平面维度元件数量，N_1T和N_2T分别代表用户端均匀平面阵列的两个平面维度天线数量，N_r和N_t分别表示发射器和接收器处的天线数量,N_ele表示智能表面端的总单元数。

3.根据权利要求2所述的用于智能反射表面无线通信的信道估计方法，其中，智能表面端的上行接收信号y_RIS表示为；

y_RIS＝h_tPs+n；

将用户端和智能表面端之间的信道表示为：

其中，P是混合预编码矩阵，s是上行导频序列，n是高斯白噪声，h_t表示用户端和智能表面端之间的信道，l表示第l条多径，L_t表示用户端和智能表面端之间的信道的多径数量，z_l表示依赖于距离的路径损耗和阴影衰落，和分别表示第l条路径发送的仰角和方位角，和分别表示第l条路径接收的仰角和方位角，和分别表示在用户端和智能表面端之间传输过程中用户端和智能表面端处的导向矢量。

4.根据权利要求3所述的用于智能反射表面无线通信的信道估计方法，其中，基站的上行接收信号表示为：

y_BS＝Qh_rΘh_tPs+n.

基站和智能表面端之间的信道表示为：

其中，Q表示混合组合矩阵，P表示混合预编码矩阵，s表示上行导频序列，n表示高斯白噪声，Θ表示智能反射端的反射相位系数，h_t表示用户端和智能表面端之间的信道，h_r表示基站和智能表面端之间的信道，l表示第l条多径，L_r表示基站和智能表面端之间信道的多径数量，z_l表示依赖于距离的路径损耗和阴影衰落，和表示第l条路径发送的仰角和方位角，和表示第l条路径接收的仰角和方位角，和分别表示在用户和智能表面端之间传输过程中用户和智能表面端处的导向矢量，和分别表示在基站和智能表面端之间传输过程中基站和智能表面端处的导向矢量。

5.根据权利要求1所述的用于智能反射表面无线通信的信道估计方法，其中，所述损失函数设置为L＝||H'-H||²，H表示当前循环输入的信道矩阵，H′表示预测的输出信道矩阵。