基于智能反射表面的多普勒抑制方法与流程

本发明涉及在车联网环境下的多普勒抑制，特别是一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法。

背景技术：

1、智能反射表面(reconfigurable intelligent surface，ris)是一种具有可编程电磁特性的人工电磁表面结构，由超材料技术发展而来。传统超材料可以实现电磁黑洞和电磁隐身衣等奇特物理现象，但是其通过等效媒质参数描述，表现为功能单一且固化的模拟超材料。而近年来迅速发展的ris技术具有电磁特性实时可编程的特点。实时可编程是革命性的技术飞跃，它允许超表面改变其电磁特性，从而实现传统超材料无法实现的各种功能。

2、v2x是vehicle to everything通信的缩写，其涉及车辆与其环境之间的无线通信和协调。通过利用低延迟通信和信息共享，v2x技术旨在帮助当今的驾驶员和未来的自主系统更经济、更高效和更安全地进行协调。随着我国经济的发展和科技水平的提高，汽车已成为人们日常生活中的一部分，目前，我国已经成为世界最大的汽车生产国和销售大国。急剧增长的家用车辆和其他车辆在给人们生活带来便利的同时，也势必引发交通拥堵、交通事故频发、停车困难等一系列社会问题。同时人们对于车辆的安全驾驶、交通管理、车辆间的信息交换(如碰撞预警、危险警告、交通拥堵检测以及信息共享)等服务均提出了新的要求，这些需求催动了车载无线通信网络的快速发展。随着智能交通系统的广泛应用，在个人车辆的范围之外，增加传感器的感知范围的需求比以往任何时候都更加迫切。针对v2x的研究和标准化工作的目的就是为了车辆之间能够彼此通信并且与道路基础设施相连接，也就是通过人、车、路的有效协同实现智能交通的目的，这既增强了车辆的智能化程度，同时也可大幅度缓解城市道路交通压力。

3、目前随着车联网技术的进步和部署，由于车联网所使用的频段较高以及车辆移动速度较快，使得在进行车联网通信时信号受到的多普勒效应影响较大，从而降低了车联网通信的可靠性。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法。

2、为了到达上述目的，本发明设计的一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法，其特征是按以下步骤进行：

3、步骤1：发送端广播发送时间长度为mts的基带单音导频信号p(t)，其中ts为采样周期；步骤2：随机产生n个相位并配置相应的ris各个单元的反射系数为其中为第i次随机产生的ris第n个反射单元反射系数的复相位；

4、步骤3：发送的单音导频信号p(t)经过带有配置系数的ris的无线信道，接收端接收的信号为yi(t)；

5、步骤4：对接收端接收到的信号yi(t)以周期ts进行采样，得到ri(m)＝yi(mts)，并进行如下运算：

6、

7、其中，r为r的离傅里叶变化，k为离散频域指数；

8、步骤5：对ri(k)进行如下处理：

9、

10、

11、其中th为门限值；

12、步骤6：算第i次等效多普勒扩展di，且

13、步骤7：判断是否小于等效多普勒扩展门限值th′；如果条件成立，则imin＝i，并转步骤9；如果条件不成立，转步骤8；

14、步骤8：判断i是否大于最大迭代次数i，如条件成立，则计算：imin＝argimin{di}，并转步骤9；否则，i＝i+1，转步骤2；

15、步骤9：配置ris的最优多普勒抑制反射系数为

16、优选的，步骤1中所述的所述音导频信号其中fc为载波频率，

17、优选的，步骤2中所述的配置相应的ris各个单元的反射系数为其中为第i次随机产生的ris中第n个反射单元反射系数的复相位，且其中1≤n≤n，n为ris的反射单元个数。

18、优选的，步骤4中所述的：

19、

20、其中0≤k≤m-1。

21、优选的，是步骤5中所述的门限值th可设置为：

22、

23、其中，β为可调比例系数，取值范围为0.2≤β≤0.5；|*|表示复数取模运算。

24、优选的，步骤7中所述的判断是否小于等效多普勒扩展门限值其中vmax为系统支持的最大移动速度，λ为载波波长，α为可调比例系数，且10-3≤α≤10-1。

25、本发明提供的一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法，利用单音导频信号来估计ris的最优的多普勒抑制反射系数，有效提高了ris抑制多普勒效应对系统性能影响的能力，使得引入ris后车联网通信的可靠性得到的较大提升。

技术特征：

1.一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法，其特征是按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法，其特征是步骤1中所述的所述音导频信号其中fc为载波频率，

3.根据权利要求1所述的一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法，其特征是步骤2中所述的配置相应的ris各个单元的反射系数为其中为第i次随机产生的ris中第n个反射单元反射系数的复相位，且其中1≤n≤n，n为ris的反射单元个数。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法，其特征是步骤4中所述的：

5.根据权利要求1所述的一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法，其特征是步骤5中所述的门限值th可设置为：

6.根据权利要求1所述的一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法，其特征是步骤7中所述的等效多普勒扩展门限值其中vmax为系统支持的最大移动速度，λ为载波波长，α为可调比例系数，且10-3≤α≤10-1。

技术总结
本发明涉及一种基于智能反射表面的多普勒抑制方法，该方法通过发送端广播发送时间长度为MT<subgt;s</subgt;的基带单音导频信号p(t)；并随机产生N个相位并配置相应的RIS各个单元的反射系数为发送的单音导频信号p(t)经过带有配置系数的RIS的无线信道，接收端接收的信号为y<subgt;i</subgt;(t)；对接收端接收到的信号y<subgt;i</subgt;(t)以周期T<subgt;s</subgt;进行采样，得到r<subgt;i</subgt;(m)＝y<subgt;i</subgt;(mT<subgt;s</subgt;)，并进行对应运算；最终配置RIS的最优多普勒抑制反射系数为这种方案有效提高了RIS抑制多普勒效应对系统性能影响的能力，使得引入RIS后车联网通信的可靠性得到的较大提升。

技术研发人员：张宏宽,阮伟飞,高英博,施浏晟,梁淑萍,曾嵘
受保护的技术使用者：数源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13