本发明涉及信息,具体涉及一种ris辅助角度估计方法。
背景技术:
1、在现有技术中,智能反射面(reconfigurab le i nte l l igent surface,ris)是6g候选新技术之一。它是一种具有可编程电磁特性的人工电磁表面结构,通常由大量精心设计的电磁单元排列而成,可以通过对表面上的每一个电磁单元的状态控制,形成幅度、相位、极化和频率等参数可控制的电磁场,从而实现对空间电磁波进行主动地调控。
2、ris辅助角度估计的基本场景中,基站与用户之间被障碍物阻隔,人为地引入ris板从而构建一条虚拟的直射路径。直射路径对于感知来说至关重要,在ris辅助角度估计中引入虚拟路径,以提高感知性能;而目前传统方法主要是基站采用多天线系统接收来自智能反射面反射过来的目标信号,利用天线距离所带来的相位差,对接收信号的相位信息进行分析,进而得到待估计目标的角度信息。目前的角度估计系统一般以最小化克拉美罗界为目标对发射端波束成型以及ris相位信息进行交替优化,再利用music、omp、espri t等算法进行信号处理,进而得到角度信息。
3、这类方法的缺点是计算复杂度较高,要对发射信号的协方差矩阵以及ris相位要交替优化直到收敛,计算复杂度高会导致ris的响应时间变长,进而严重影响感知效率。不仅如此,采用多天线基站部署以及维护成本较高,需要耗费大量的人力物力。
4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本发明提出了一种ris辅助角度估计方法,以达到……的目的。
2、为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
3、一种智能反射面辅助角度估计方法,包含有如下步骤:
4、(1)、建立问题模型;
5、(2)、对信号数据进行采集;
6、(3)、对采集的信号数据进行分析;
7、(4)、根据分析结果得出角度估计值。
8、本发明通过提供了一种ris辅助角度估计方法,将原本慢衰落信道通过引入ris转变为快衰落信道,从而增加基站所获得的信道信息,只需要随机快速变化ris相位信息即可,不需要进行高复杂度的优化过程,对于任意单元数目的ris都能在很短的时间内通过多次采样获取足够多的信道信息,达到实现单天线基站对单目标天线的角度估计、降低了计算时间和节省了计算资源的目的。
9、进一步值得优选的,步骤(1)中模型的建立具体如下:在采用周期内随机变化ris码本m次,由目标发射感知信号,经过ris反射至基站ap端,ap再对其进行信号处理,得到秩为m的信号矩阵;
10、进一步值得优选的,步骤(2)中对接收到的信号y(t)进行t点采样,并通过输出信号y(t)来进行角度估计。
11、进一步值得优选的,步骤(3)具体为对步骤(2)中采集到的信号y(t)的协方差矩阵ryy=e[y(t)y(t)h]。
12、进一步值得优选的,步骤(4)中将接收信号空间拆分为信号子空间与噪声子空间,通过对协方差矩阵的特征值分解;按特征值的大小排序将最大特征值和对应的特征向量作为信号子空间es,将剩下的特征值和特征向量作为噪声部分空间,得到噪声子空间en;计算谱函数通过寻求波峰来得到目标的角度估计值。
13、进一步值得优选的,步骤(2)中利用智能反射面ris多次随机变化,将原本秩1的信号矩阵转变为多秩信号矩阵,将原本的慢衰落信道转变为信道已知的快衰落信道。
14、进一步值得优选的,步骤(1)中在模型建立后通过模拟场景对模型进行验证。
15、本发明具有如下优点:
16、1.本发明通过提供了一种ris辅助角度估计方法,将原本慢衰落信道通过引入ris转变为快衰落信道,从而增加基站所获得的信道信息,只需要随机快速变化ris相位信息即可,不需要进行高复杂度的优化过程,对于任意单元数目的ris都能在很短的时间内通过多次采样获取足够多的信道信息,达到实现单天线基站对单目标天线的角度估计、降低了计算时间和节省了计算资源的目的。
1.一种智能反射面辅助角度估计方法,其特征在于,包含有如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种智能反射面辅助角度估计方法,其特征在于,步骤(1)中模型的建立具体如下:在采用周期内随机变化ris码本m次,由目标发射感知信号,经过ris反射至基站ap端,ap再对其进行信号处理,得到秩为m的信号矩阵。
3.根据权利要求1所述的一种智能反射面辅助角度估计方法,其特征在于,步骤(2)中对接收到的信号y(t)进行t点采样,并通过输出信号y(t)来进行角度估计。
4.根据权利要求3所述的一种智能反射面辅助角度估计方法,其特征在于,步骤(3)具体为对步骤(2)中采集到的信号y(t)的协方差矩阵ryy=e[y(t)y(t)h]。
5.根据权利要求1所述的一种智能反射面辅助角度估计方法,其特征在于,步骤(4)中将接收信号空间拆分为信号子空间与噪声子空间,通过对协方差矩阵的特征值分解;按特征值的大小排序将最大特征值和对应的特征向量作为信号子空间es,将剩下的特征值和特征向量作为噪声部分空间,得到噪声子空间en;计算谱函数通过寻求波峰来得到目标的角度估计值。
6.根据权利要求1所述的一种智能反射面辅助角度估计方法,其特征在于,步骤(2)中利用智能反射面ris多次随机变化,将原本秩1的信号矩阵转变为多秩信号矩阵,将原本的慢衰落信道转变为信道已知的快衰落信道。
7.根据权利要求1所述的一种智能反射面辅助角度估计方法,其特征在于,步骤(1)中在模型建立后通过模拟场景对模型进行验证。