[发明专利]一种面向智能反射面辅助通信系统的半盲信道估计方法

权利要求书

1.一种面向智能反射面辅助通信系统的半盲信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、基站将相位控制信令配置发送给智能反射面，智能反射面根据信令配置相应的相位，其中基站拥有M根天线，用户设备为单天线，智能反射面具有N个反射单元，M、N均是正整数；

所述步骤1中基站发送的相位控制信令的下行相位配置向量为将智能反射面的反射相移向量设置为维度为N×1的向量φ；其中，θ₁，...，θ_N∈[0，2π)表示智能反射面各个反射单元的相位，( )^T表示矩阵的转置，e为自然对数的底数；

步骤2、用户向基站发送长度为L_p的导频符号，基站根据接收到的导频信号对级联信道G进行初始化估计，得到初始化的级联信道估计值

所述步骤2中在导频信号对级联信道G进行初始化估计阶段，基站与智能反射面之间的信道表示为F，用户到智能反射面的信道表示为h^H；F的维度为N×M，h的维度为N×1，( )^H表示矩阵的共轭转置；下行链路的等效级联信道表示为φ^TG，其中G＝diag(h^H)F，G的维度为N×M，函数diag( )表示将函数输入向量作为对角线元素构造对角矩阵；

基站接收到的信号记为：

Y_p＝G^HΦdiag(s_p)+Z_p

其中，其中Y_p的维度为M×L_p，表示导频估计阶段基站的接收信号,Φ的维度为N×L_p，表示导频估计阶段智能反射面的反射相移矩阵；Φ的第l列记为φ_l，表示第l个时刻智能反射面的相移向量，且其中θ_n，l∈[0，2π)(n∈{1，...，N})表示第l个时刻智能反射面的第个反射单元的相移；s_p的维度为1×L_p，表示用户发送的L_p个导频符号；Z_p的维度为M×L_p，表示高斯白噪声；

根据信道估计算法，计算初始化的级联信道估计值计算公式如下：

其中表示矩阵的伪逆矩阵，( )^-1表示矩阵的逆矩阵；

步骤3、用户发送长度为L_d的数据符号s_d，通过智能反射面反射给基站；

步骤4、基站计算由接收信号和缺损数据组成的完备数据集的概率密度函数，根据概率密度函数计算其对数似然函数，通过最大化该对数似然函数的条件期望获得级联信道估计更新值,通过迭代得到精确的级联信道估计值

所述步骤4中，获取精确的级联信道估计值包括以下步骤：

步骤4.1：根据接收信号Y和第i次迭代计算获得的级联信道估计值计算完备数据集{Y，s_d}的概率密度函数，对其对数似然函数求条件期望的等价变形值，并将其记为

其中，表示级联信道矩阵G第i次迭代的估计值，Y表示基站的接收信号，向量表示矩阵G^H的第m行(m∈{1，...，M})；{Y，s_d}为完备数据集，s_d为缺损数据，且s_d服从均值为0，方差为1的复高斯分布；σ²表示高斯白噪声的功率，y_l，φ_l，s_l分别表示第l个时刻基站的接收信号，智能反射面的反射相移向量和用户发送的数据；其中，y_l为M×1的向量，φ_l为N×1的向量，s_l为标量；L_p和L_d分别表示导频符号和数据符号的长度，表示输入变量的数学期望，|| ||表示向量的欧几里得范数；

步骤4.2：求解使最大的的取值，计算公式如下：

其中

其中，y_l[m]表示第l个时刻基站的接收信号y_l的第m行，( )^*表示矩阵的共轭。