[发明专利]混合场波束偏移效应下智能超表面辅助的低开销定位方法

权利要求书

1.混合场波束偏移效应下智能超表面辅助的低开销定位方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1、利用频域接收信号，通过多重信号分类算法估计用户到达基站和智能超表面的延时；

步骤2、通过步骤1所获得的两个延时信息，得到用户到达基站和智能超表面的到达时间差异，并根据基站和智能超表面的位置得到用户所在双曲线的一支；

步骤3、移相网络与在双曲线上生成的部分字典相乘，相乘后的结果与接收信号做相关，得到初始的用户位置公式；

步骤4、固定用户到基站的距离，利用极坐标域梯度下降算法对用户到基站的直射路径角度进行优化；

步骤5、在求得双曲线的方程和使用极坐标域梯度下降算法优化完毕用户到基站的直射路径角度后，联合基站的位置，并将带入步骤3所述的用户位置公式中，得到优化后用户的位置，提高定位的精度。

2.如权利要求1所述的混合场波束偏移效应下智能超表面辅助的低开销定位方法，其特征在于：步骤1的实现方法为，

关闭智能超表面得到频域的上行接收信号开启智能超表面得到频域的上行接收信号利用上行接收信号做谱分解

(Y^NRIS)^HY^NRIS＝E^NRISΛ^NRIS(E^NRIS)^H,

(Y^RIS)^HY^RIS＝E^RISΛ^RIS(E^RIS)^H,

其中，P^NRIS和P^RIS是关闭智能超表面和开启智能超表面上行导频时隙数；N_RF是射频链路数；M是子载波个数；E^NRIS和E^RIS分别是(Y^NRIS)^HY^NRIS和(Y^RIS)^HY^RIS的特征向量组成的矩阵；Λ^NRIS和Λ^RIS分别是(Y^NRIS)^HY^NRIS和(Y^RIS)^HY^RIS的特征值组成的对角矩阵，其中，特征值按从大到小的顺序排布；由于太赫兹频段非直射径路损比较严重，因此将除最大特征值所对应的特征向量以外的特征向量作为噪声子空间对于每一个子载波频率生成来估计延时

其中，和分别是用户直接到基站和经由智能超表面到达基站的直射径延时；智能超表面提供延时的自由度来辅助定位用户，不涉及经由智能超表面的信道估计，即只估计用户到达智能超表面的直射径延时信息，不估计直射径中的角度信息，也不估计非直射径中包含的散射体信息包括角度，延时，和增益；因此本混合场波束偏移效应下智能超表面辅助的低开销定位方法能够降低导频开销。

3.如权利要求1所述的混合场波束偏移效应下智能超表面辅助的低开销定位方法，其特征在于：步骤2的实现方法为，

根据步骤1所获得的两个延时，得到用户到基站和用户到智能超表面的延时差异τ_TDoA；双曲线方程表示为：

该双曲线以基站和智能超表面为焦点；其中，c是光速；r_B2R是基站天线中心到智能超表面中心的距离；不失一般性，若用户到基站的距离大于等于用户到智能超表面的距离，则取靠近智能超表面的一支双曲线；若用户到基站的距离小于用户到智能超表面的距离，则取靠近基站的一支双曲线。