本技术涉及无线通信,尤其涉及面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法及装置。
背景技术:
1、智能反射面(intelligent reflecting surface,irs),也叫可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface,ris)或超表面(meta surface),是一种极薄的人造二维平面阵列,一般由亚波长尺寸的周期阵列单元构成。通过改变可重构周期单元的结构与尺寸,反射面可以改变电磁波的反射/折射方向,即令电磁波的传播不再符合自然界中的斯涅尔定律。这样,电磁波在空间中的传播便是“可控”的,从而大幅降低未知多径对定位系统带来的不利影响。
2、目前,在当前智能反射面定位的研究中,研究人员多基于单用户定位场景利用通信导频探索定位模型及性能下界。这种情况下普通的导频信号即可分析系统的极限性能,但实际场景中处于不同位置的用户会占用智能反射面大量的波束资源,传统“永远在线”的导频信号将变为“按需分配”以降低资源占比,这跟需要频繁进行导频测量的定位过程形成了矛盾。同时,通导一体化信号设计还应考虑通信与定位的整体性能,以及反射面导致的波束间干扰、小区间干扰、大量信道状态信息(channel state information,csi)的更新及共享等问题。
3、因此,当前亟需解决智能反射面定位过程中存在的定位导频资源消耗大、不同定位用户间容易产生信号干扰以及定位精度不足等问题。
技术实现思路
1、鉴于此,本技术实施例提供了面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法及装置,以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
2、本技术的一个方面提供了一种面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法,包括:
3、接收由基站发送并经智能反射面反射的设有测距导频的目标通导一体化信号,且该目标通导一体化信号预先由所述基站基于非正交多址接入方式将所述测距导频信号和通信信号进行功率域叠加后形成;
4、若所述目标通导一体化信号中包含有针对自身所在用户簇的本簇信号,则基于正交频分复用方式自所述本簇信号中提取针对自身的目标发射信号;
5、基于所述非正交多址接入方式自所述目标发射信号中提取对应的通信信号和用于定位的测距导频信号。
6、在本技术的一些实施例中,在所述基于正交频分复用方式自所述本簇信号中提取针对自身的目标发射信号之前,还包括:
7、采用码分复用和时分复用的方式判断所述目标通导一体化信号中是否包含有等于1的码片序列与编码信号之间的内积值,若是,则确定并提取所述目标通导一体化信号中的包含有针对自身所在用户簇的本簇信号。
8、在本技术的一些实施例中,所述自所述接收信号中提取针对自身的目标发射信号,包括:
9、计算基站到所述智能反射面的第一信道;
10、以及,计算所述智能反射面到自身的第二信道;
11、根据所述第一信道、所述第二信道、预获取的所述智能反射面的相移控制矩阵、本地的预合成矩阵和测量噪声,自所述本簇信号中提取所述基站发送的针对自身的目标发射信号。
12、在本技术的一些实施例中,所述计算基站到所述智能反射面的第一信道,包括:
13、根据所述基站到所述智能反射面的信道时延、发射角和到达角,以及通信路径的路径损耗和、信号响应矢量和导向矢量,求解预设的基站到智能反射面信道模型,以得到所述基站到所述智能反射面的第一信道。
14、在本技术的一些实施例中,所述计算所述智能反射面到自身的第二信道,包括:
15、根据所述智能反射面到自身的信道时延、发射角和到达角,以及通信路径的路径损耗和、信号响应矢量和导向矢量,求解预设的智能反射面到终端信道模型,以得到所述智能反射面到自身的第二信道。
16、在本技术的一些实施例中,还包括:
17、根据预获取的所述测距导频信号的功率、所述通信信号的功率、自身与所述基站之间的传输增益、噪声功率、其他终端收到的测距导频信号的功率以及其他终端收到的通信信号的功率,分别获取所述通信信号以及所述测距导频信号的信号与干扰加噪声比。
18、在本技术的一些实施例中,所述测距导频用于增加定位信号信噪比、测量角度域、提供相位信息和自定义播发频率。
19、本技术的另一个方面提供了一种面向智能反射面定位的通导一体化信号处理装置,包括:
20、信号接收模块,用于接收由基站发送并经智能反射面反射的设有测距导频的目标通导一体化信号,且该目标通导一体化信号预先由所述基站基于非正交多址接入方式将所述测距导频信号和通信信号进行功率域叠加后形成;
21、发射信号提取模块,用于若所述目标通导一体化信号中包含有针对自身所在用户簇的本簇信号,则基于正交频分复用方式自所述本簇信号中提取针对自身的目标发射信号;
22、导频和通信信号区分模块,用于基于所述非正交多址接入方式自所述目标发射信号中提取对应的通信信号和用于定位的测距导频信号。
23、本技术的第三个方面提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法。
24、本技术的第四个方面提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现所述的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法。
25、本技术提供的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法,,且该目标通导一体化信号预先由所述基站基于非正交多址接入方式将所述测距导频信号和通信信号进行功率域叠加后形成;若所述目标通导一体化信号中包含有针对自身所在用户簇的本簇信号,则基于正交频分复用方式自所述本簇信号中提取针对自身的目标发射信号;自所述接收信号中提取针对自身的目标发射信号;基于所述非正交多址接入方式自所述目标发射信号中提取对应的通信信号和用于定位的测距导频信号,针对定位导频资源消耗大及不同定位用户间容易产生信号干扰的问题,本技术提出了一种新型通导一体化信号体制设计,通过在通导一体化信号中加入一种测距导频,利用非正交多址接入(non-orthogonalmultiple access,noma)技术将连续的测距导频与通信信号进行功率域叠加,能够大幅度减少导频资源消耗,进而使得终端能够接收由基站发送并经智能反射面反射的设有测距导频的目标通导一体化信号。以及,针对不同定位用户易产生信号间干扰的问题,将传统定位信号从码分复用扩展到时频复用及空分多址维度上,并将不同的定位用户按照波束进行聚类分组以形成各个用户簇,对于每个用户簇,将同簇内的用户进行正交频分复用,使得用户终端能够基于正交频分复用方式自所述本簇信号中提取针对自身的目标发射信号,并自所述接收信号中提取针对自身的目标发射信号。也就是说,本技术提供的方法能够实现面向智能反射面的高性能定位,同时能够大幅降低现有方法的资源消耗,进而能够解决定位导频资源消耗大及不同定位用户间容易产生信号干扰的问题,大幅度提升定位精度。
26、本技术的附加优点、目的,以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述,且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显,或者可以根据本技术的实践而获知。本技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
27、本领域技术人员将会理解的是,能够用本技术实现的目的和优点不限于以上具体所述,并且根据以下详细说明将更清楚地理解本技术能够实现的上述和其他目的。
1.一种面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法,其特征在于,在所述基于正交频分复用方式自所述本簇信号中提取针对自身的目标发射信号之前,还包括:
3.根据权利要求1所述的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法,其特征在于,所述基于正交频分复用方式自所述本簇信号中提取针对自身的目标发射信号,包括:
4.根据权利要求3所述的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法,其特征在于,所述计算基站到所述智能反射面的第一信道,包括:
5.根据权利要求3所述的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法,其特征在于,所述计算所述智能反射面到自身的第二信道,包括:
6.根据权利要求1所述的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法,其特征在于,还包括:
7.根据权利要求1至6任一项所述的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法,其特征在于,所述测距导频用于增加定位信号信噪比、测量角度域、提供相位信息和自定义播发频率。
8.一种面向智能反射面定位的通导一体化信号处理装置,其特征在于,包括:
9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的面向智能反射面定位的通导一体化信号处理方法。
