[发明专利]一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法及装备

说明书

本发明公开了一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法及装备，该方法包括：建立通信模型、雷达感知模型、杂波模型；设置联合优化基站的主动波束，即通信信号传输波束{w_k}和雷达信号协方差矩阵R₀，设置智能反射面被动波束，其中智能反射表面的反射波束矩阵Φ；在基站最大传输功率、保证两种不同的通信接收机用户最小的信噪比以确保通信用户的通信质量，对每个杂波散射器施加可容忍的杂波功率的上界，并对雷达信号之间的互相关模式设计进行约束，最大化多个传感目标的最小波束增益。本发明提出的基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法与装备，解决通信感知一体化技术系统进行传感以及用户通信性能较差的技术问题。

技术领域

本发明涉及通信的技术领域，具体涉及一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法及装备。

背景技术

在超五代和第六代通信技术演进中，越来越多的传感和通信服务需要同时完成，如自动驾驶、车联网、智能家居和虚拟现实。这些功能要求同时执行感测通信服务。然而，随着数据流量的日益增长，高频技术方法迫切需要维持具有不同服务质量要求的无线设备，以及对超低传输延迟和超高通信可靠性的需求已经出现。因此，感知和通信需要作为一对相互交织的功能进行集成，这通常需要同时操作。实际上，单一的传感或通信解决方案不足以满足当前的无线通信和传感环境的需求。通信感知一体化技术是指传感和通信能力紧密集成，可以与多个传感目标和通信用户同时提供传感和通信服务。通信感知一体化技术的目标是将通信和雷达传感集成在同一平台和频谱上，这将提高资源效率和利用彼此优势。此外，通信和雷达传感资源在通信感知一体化技术中被共享，提高了在频谱、硬件、能源和成本方面的利用效率，通信感知一体化技术通过相同的平台和相同的频谱集成通信和传感，其中无线基础设施和频谱资源被重用于雷达传感、定位和成像能够提高资源效率，实现互利。

智能反射面作为一种提高无线网络系统性能的低成本方法，近年来引起了学术界和工业界的广泛研究兴趣。智能反射面由大量可重构的无源分量组成，当信号与智能反射面分量碰撞时会产生一定的相移，从而协同改变反射信号的传播来调整信号传播路径的目的。通过适当设计智能反射面控制器和智能反射面相位矩阵，可以实现期望信号和期望信号功率增益的提高，建立良好的通信信道，提高系统性能。它还可以为解决严重的信道衰落提供额外的自由度。因此，智能反射面是处理较差信道条件下的通信服务的有效方法。由于智能反射面在无线通信系统中的卓越效果，因此除了研究辅助通信外，还可以将智能反射面引入雷达、通信雷达共存系统，通过对通信感知一体化技术进行了研究。智能反射面能够配置无线传播环境，以支持无线通信和目标感知。

现有的通信感知一体化技术系统杂波环境中，其中通信感知一体化技术系统的传感链路可能会被杂波散射体所阻碍，从而可能导致进行传感以及用户通信性能较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提出一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法与装备，解决现有的通信感知一体化技术系统可能被杂波散射体所阻碍从而可能导致进行传感以及用户通信性能较差的技术问题。

为此，本发明的公开了一种基于抗杂波与智能反射表面辅助的通信感知一体化方法，所述方法包括：建立通信模型、雷达感知模型、杂波模型；其中杂波模型表示为：

定义一个新的向量代表着基站与第q个杂波的之间的有效链路，其中和分别代表基站与和智能反射面到第q个杂波之间的杂波信号向量，w_k代表着通信用户的信息波束向量，R₀代表着传感信号的协方差矩阵；