[发明专利]一种基于可重构智能表面的低轨卫星辅助通信方法

权利要求书

1.一种基于可重构智能表面的低轨卫星辅助通信方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：构建低轨卫星辅助通信系统，该系统包括：地面通信设备和具有RIS的低轨卫星；所述地面通信设备采用M-PSK调制发送信号；

S2：获取低轨卫星辅助通信系统的状态信息，所述状态信息包括：低轨卫星和地面通信设备之间的距离、地面通信设备发射天线的发射功率、在太阳闪烁效应下地面通信设备和RIS之间的信道系数、地面通信设备和RIS之间信道的噪声、以及RIS反射单元的单元数量；

S3：根据RIS的有效接收区域和地面通信设备发射天线波束在RIS处的覆盖区域建立信号的失准衰落参数表达式；

S4：根据低轨卫星辅助通信系统的状态信息和信号的失准衰落参数表达式构建RIS接收到的信号表达式；

S5：根据RIS接收到的信号表达式和M-PSK调制信号的角频率计算RIS接收信号的误差概率；

S6：根据RIS接收信号的误差概率与预设的误差概率目标值进行对比，若超过目标值，则对地面通信设备发射信号的方向进行调整或对RIS的接收相位和振幅进行调整直到误差概率小于目标预设值为止。

2.根据权利要求1所述的一种基于可重构智能表面的低轨卫星辅助通信方法，其特征在于，所述信号的失准衰落参数表达式包括：

定义RIS的有效接收区域中心与地面通信设备发射天线波束在RIS处的覆盖区域中心之间的指向误差为r，则失准衰落参数表达式为：

其中，ζ表示信号的失准衰落参数表达式，表示RIS有效接收区域的半径，表示地面通信设备发射天线波束在RIS处覆盖区域的半径，表示误差函数，为信号波长，表示RIS的接收增益。

3.根据权利要求1所述的一种基于可重构智能表面的低轨卫星辅助通信方法，其特征在于，所述RIS接收到的信号表达式包括：

其中，表示地面通信设备发射天线的发射功率，表示地面通信设备和RIS之间的路径损耗，表示RIS的单元数量，表示在太阳闪烁效应下地面通信设备和RIS之间的信道系数，表示RIS第ⅰ个反射单元的相移，表示信号的失准衰落参数，表示地面通信设备端发送的信号，表示RIS接收到的信号；地面通信设备和RIS之间信道的噪声，即均值为零且方差为的加性高斯白噪声，表示虚数单位。

4.根据权利要求3所述的一种基于可重构智能表面的低轨卫星辅助通信方法，其特征在于，所述地面通信设备和RIS之间的路径损耗包括：

其中，表示地面通信设备和RIS之间的路径损耗；表示信号在对流层的路径损耗；表示信号在平流层的路径损耗；表示信号在电离层的路径损耗；、和表示权重参数因子；、、、、和表示经验系数，表示的期望；f表示信号的频率；d表示信号在对流层中的路径长度；表示对流层的相对折射率；表示对流层的大气参数，表示大气参数修正因子；h为信号在平流层中的路径长度；p表示平流层中的气压，t表示平流中的温度；表示电离层中垂直于上行通信链路方向上的总电子密度；和分别表示信号的起始频率和终止频率；为信号在电离层中经过的路径长度。