[发明专利]一种STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计方法及系统

权利要求书

1.一种STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计方法，其特征在于，包括：

设置STAR-RIS的反射和透射相移矩阵以及无人机高度的初值，根据无人机高度的初值计算STAR-RIS的最佳反射和透射相移矩阵；

基于STAR-RIS的最佳反射和透射相移矩阵计算通信用户的接收速率表达式，根据通信用户的接收速率表达式推导无人机最佳高度的表达式，最终得到无人机最佳飞行高度。

2.如权利要求1所述的STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计方法，其特征在于：所述STAR-RIS的最佳反射相移矩阵表示为：

其中，β_r表示STAR-RIS的一个反射元件的反射振幅系数，表示第m个反射元件的反射相移。

3.如权利要求1或2所述的STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计方法，其特征在于：所述STAR-RIS的最佳透射相移矩阵表示为：

其中，β_t表示STAR-RIS的一个透射元件的透射振幅系数，且β_r+β_t＝1；表示第m个透射元件的透射相移。

4.如权利要求3所述的STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计方法，其特征在于：所述反射元件的反射相移具体设计表示为：

其中，d表示反射和透射元件的相邻间隔，λ表示入射波波长，θ_BS、θ₁分别表示基站相对于无人机的离开角以及探测目标相对于无人机的到达角，θ₂表示通信用户相对于无人机的到达角。

5.如权利要求4所述的STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计方法，其特征在于：所述透射元件的透射相移具体设计表示为：

6.如权利要求5所述的STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计方法，其特征在于：所述通信用户的接收速率，具体表示为：

其中，β₀和α₀分别表示基站到无人机之间信道单位距离1m时的路径损耗和路径损耗因子，β₁和α₁分别表示无人机到通信用户之间信道单位距离1m时的路径损耗和路径损耗因子，d₀和d₁分别表示基站到无人机以及无人机到通信用户的距离，表示通信用户处的噪声功率。

7.如权利要求4-6任一项所述的STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计方法，其特征在于：所述无人机最佳高度，具体表示为：

其中，z_HAP表示通信用户的高度，z_b表示基站的高度。

8.如权利要求7所述的STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计方法，其特征在于：所述无人机最佳高度表达式中，T、A表示为：

其中，l₀、l₁分别表示基站到无人机以及无人机到通信用户的水平距离。

9.如权利要求8所述的STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计方法，其特征在于：所述无人机最佳高度表达式中，T中的参数B表示为：

10.一种STAR-RIS辅助通感的UAV最佳高度设计系统，其特征在于：包括一个具有单天线的基站、一个搭载着M个被动反射和透射元件STAR-RIS的无人机、一个单天线探测目标和一个单天线通信用户。