[发明专利]一种基于空间随机采样的智能超表面信道估计方法及系统

权利要求书

1.一种基于空间随机采样的智能超表面信道估计方法，其特征在于，所述基于空间随机采样的智能超表面信道估计方法包括以下步骤：

在传统智能超表面的硬件基础上动态地给少数反射单元赋予信号感知能力，实现空间随机采样；

在信道估计阶段通过电子开关按照一定的策略来实时控制少量单元连接到射频链路及后续的基带信号处理模块上；

基带信号处理模块在获取不完整的导频信号后，通过矩阵补全算法近似恢复出整个反射面板上所接收到的所有导频信号；

以恢复出的所述接收导频信号为基础，估计信道状态信息；

智能超表面以所述信道状态信息为依据合理调整反射单元的反射系数，实现反射方向的主动控制或波束赋形；

所述基于空间随机采样的智能超表面信道估计方法，还包括：

在利用RIS来辅助进行通信的场景中：

(1)上行链路中，UE按照一定顺序发射出能够满足后续算法需要的导频序列，经过无线环境，到达RIS处；

(2)RIS上的中央控制器产生一组满足特定分布的伪随机数，来控制RIS反射单元的电子开关，决定是否将其连接到射频链路上。若连接，则入射到此单元表面上的信号可以被感知；保存当前时刻信号的取值，用于后续的信道估计；反之若不连接，则此时对应的RIS单元只起到传统意义上的反射/散射入射信号的作用而不具备感知信号的能力；

(3)根据实际硬件电路的性能表现水平，按一定频率，即理想情况是能够达到符号级别，即每接收到一个导频符号就切换一次电子开关重复步骤(2)，直至所设计的用于该通信阶段的导频序列全部接收完毕；

(4)利用低秩性通过矩阵补全算法将步骤(3)获取的残缺接收导频矩阵恢复完整；

(5)以步骤(4)中恢复出的RIS上完整的接收导频信号矩阵为基础，通过稀疏信号恢复算法，估计出信道系数CSI；则RIS能够以此为基础合理调整其反射矩阵，从而达到波束赋形的效果。

2.如权利要求1所述的基于空间随机采样的智能超表面信道估计方法，其特征在于，所述基于空间随机采样的智能超表面信道估计方法，还包括：

利用宽带信道在角度域和频域上的联合稀疏性，通过压缩感知类算法估计出特定基底下的信道系数；

通过投影变换得到原始的空域信道状态信息，智能超表面以所述空域信道状态信息为依据合理调整反射单元的反射系数，实现反射方向的主动控制或波束赋形。