【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于無蜂窩大規(guī)模mimo系統(tǒng)協(xié)作通感一體化，尤其涉及一種基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消除方法。
技術(shù)介紹
1、通感一體化技術(shù)(isac)通過共享頻譜資源和復(fù)用硬件架構(gòu)，可以在集成通信和感知功能的同時，顯著提高系統(tǒng)頻譜效率并降低實施成本，十分適用于目前新興的車聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)等技術(shù)。基于無蜂窩大規(guī)模mimo的協(xié)作通感一體化系統(tǒng)更是實現(xiàn)6g萬物智聯(lián)的有力支撐架構(gòu)。在無蜂窩大規(guī)模mimo系統(tǒng)中，多個接入節(jié)點ap連接到一個中央處理單元cpu，該cpu操作所有接入節(jié)點通過相干傳輸和接收來服務(wù)于所有用戶設(shè)備并且通過下行接入節(jié)點和上行接入節(jié)點協(xié)作收發(fā)感知信號完成對場景內(nèi)目標(biāo)的感知。
2、然而，在基于無蜂窩大規(guī)模mimo的協(xié)作通感一體化系統(tǒng)存在著眾多高耦合性、難以處理的干擾，包括：上行用戶對下行用戶的用戶間交叉鏈路干擾，下行接入節(jié)點對上行接入節(jié)點的ap間交叉鏈路干擾，以及通信信號與感知信號之間的干擾。現(xiàn)有的協(xié)作通感一體化技術(shù)中的干擾抑制方案都是通過功率分配、預(yù)編碼設(shè)計、接收機(jī)設(shè)計等資源調(diào)度優(yōu)化算法間接消除各種干擾的影響，還沒有從機(jī)制上直接進(jìn)行干擾消除的方案被提出。因此需要通過直接干擾消除的角度，設(shè)計有效的通感一體化干擾抑制方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消除方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有直接干擾消除的方案的問題，并實現(xiàn)有效地直接抑制系統(tǒng)干擾，提升通信和感知性能。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案
3、一種基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消除方法，包括以下步驟：
4、步驟1，建立無蜂窩協(xié)作通感一體化系統(tǒng)的信道模型和數(shù)據(jù)傳輸模型，通過所有用戶發(fā)送上行導(dǎo)頻，中央處理器cpu估計出用戶與接入節(jié)點ap之間的數(shù)據(jù)傳輸信道，其中接入節(jié)點ap包括上行接入節(jié)點ap和下行接入節(jié)點ap；
5、步驟2，通過所有下行接入節(jié)點ap發(fā)送目標(biāo)檢測信號，所有上行接入節(jié)點ap聯(lián)合接收信號，并傳輸至中央處理器cpu，中央處理器cpu檢測感知目標(biāo)是否在場景中；
6、步驟3，通過所有下行接入節(jié)點ap發(fā)送下行導(dǎo)頻，中央處理器cpu通過所有上行接入節(jié)點ap聯(lián)合接收到的導(dǎo)頻以及步驟2獲得的目標(biāo)檢測結(jié)果，得到接入節(jié)點ap之間的交叉鏈路干擾信道的估計；
7、步驟4，無蜂窩協(xié)作通感一體化系統(tǒng)同時進(jìn)行上下行通信和對目標(biāo)移動方向和速度的感知，并基于步驟1和步驟3獲得的的信道估計結(jié)果，對接受到的通信和感知信號分別進(jìn)行干擾消除處理。
8、所述步驟1具體包括：
9、步驟101，在一個無蜂窩協(xié)作通感一體化系統(tǒng)中，建立由一個中央處理器cpu管理的區(qū)域場景模型；其中分布有m個接入節(jié)點ap和k個用戶；m個接入節(jié)點ap中有mul個工作在上行模式，剩余mdl個工作在下行模式；k個用戶包含kul個上行需求用戶和kdl個下行需求用戶；每個接入節(jié)點ap配備n個天線，并通過前傳鏈路與中央處理器cpu相連；同時，場景中還存在一個位置不確定的目標(biāo)，無蜂窩協(xié)作通感一體化系統(tǒng)需要同時完成對上行需求用戶的上行通信、對下行需求用戶的下行通信、以及對目標(biāo)移動方向和速度的感知感知；
10、采用快衰落信道模型，設(shè)在每個相干時間塊中的信道條件保持不變，對無蜂窩協(xié)作通感一體化系統(tǒng)場景中的信道進(jìn)行建模：設(shè)k為集合[1,k]中的任意一個整數(shù)，m為集合[1,m]中的任意一個整數(shù)，從第k個用戶到第m個接入節(jié)點ap的信道矢量記為一個n行1列的向量其中，表示第k個用戶與第m個接入節(jié)點ap之間的大尺度衰落系數(shù)，表示的小尺度快衰落向量，它服從均值為0、相關(guān)矩陣為in的多變量循環(huán)對稱復(fù)高斯分布，in表示行列均為n的單位矩陣；
11、同樣的方法，設(shè)j為集合[1,kul]中的任意一個整數(shù)，l為集合[1,kdl]中的任意一個整數(shù)，從第j個上行用戶到第l個下行用戶的信道記為一個復(fù)數(shù)設(shè)u為集合[1,nul]中的任意一個整數(shù)，i為集合[1,mdl]中的任意一個整數(shù)，第u個上行接入節(jié)點ap和第i個下行接入節(jié)點ap間的沒有目標(biāo)反射的直射信道記為一個n行n列復(fù)數(shù)矩陣其中，表示大尺度衰落系數(shù)，表示的小尺度快衰落矩陣，它服從均值為0、相關(guān)矩陣為in的多變量循環(huán)對稱復(fù)高斯分布；
12、目標(biāo)的存在會使得上行接入節(jié)點ap和下行接入節(jié)點ap間存在經(jīng)過目標(biāo)反射的信道，第u個上行接入節(jié)點ap和第i個下行接入節(jié)點ap間的目標(biāo)反射信道記為一個n行n列復(fù)數(shù)矩陣其中，θrcs和分別表示路徑損耗系數(shù)和雷達(dá)截面系數(shù)；aul,u和adl,i是n行1列的向量，分別表示第u個上行接入節(jié)點ap和第i個下行接入節(jié)點ap到目標(biāo)的轉(zhuǎn)向向量，上標(biāo)符號(·)h表示對矩陣進(jìn)行共軛轉(zhuǎn)置操作；由于目標(biāo)的是否存在是中央處理器cpu未知的，因此建立目標(biāo)存在符號δt來表示目標(biāo)是否出現(xiàn)在場景中，δt＝0表示不存在，δt＝1表示存在；由于目標(biāo)的位置是未知的，中央處理器cpu通過先驗知識得到先驗?zāi)繕?biāo)反射信道記為
13、步驟102，在每個相干時間塊中的前τp個符號用于估計用戶與接入節(jié)點ap之間的數(shù)據(jù)傳輸信道，τp表示第一階段占用的符號數(shù)；在此階段，k個用戶隨機(jī)選取導(dǎo)頻發(fā)送，第m個接入節(jié)點ap收到的上行導(dǎo)頻信號表示為一個n行τp列的矩陣對于從第k個用戶到第m個接入節(jié)點ap的信道估計需要先將乘上第k個用戶發(fā)送的導(dǎo)頻得到
14、
15、其中，ρp表示用戶的導(dǎo)頻發(fā)送功率，表示與第k個用戶使用相同導(dǎo)頻的用戶的序號集合且不包含k，表示從第k'個用戶到第m個接入節(jié)點ap的信道，是第k個用戶到第m個接入節(jié)點ap的加性高斯白噪聲矩陣，服從0均值，方差為的復(fù)高斯分布；
16、根據(jù)最小均方誤差(mmse)信道估計方法，得到這個相干時間塊中對第k個用戶到第m個接入節(jié)點ap的信道估計
17、
18、其中，表示對括號內(nèi)取均值，是的等效大尺度衰落系數(shù)，表示第k個用戶與第m個接入節(jié)點ap之間的信道大尺度衰落系數(shù)，表示第k'個用戶與第m個接入節(jié)點ap之間的信道大尺度衰落系數(shù)，表示與第k個用戶使用相同導(dǎo)頻的用戶的序號集合，表示的小尺度快衰落向量，它服從均值為0、相關(guān)矩陣為in的多變量循環(huán)對稱復(fù)高斯分布；對的信道估計誤差記為表示從第k個用戶到第m個接入節(jié)點ap的信道估計誤差向量。
19、所述步驟2具體包括：
20、步驟201，在每個相干時間塊中的第(τp+1)～(τp+τs)個符號用于檢測感知目標(biāo)是否在場景中，τs表第二階段占用的符號數(shù)；在此階段所有下行接入節(jié)點ap發(fā)送目標(biāo)探測信號，所有上行接入節(jié)點ap聯(lián)合接收信號并檢測感知目標(biāo)的存在；
21、設(shè)t為集合[1,τs]中的任意一個整數(shù)，此階段的第t個時隙，第u個上行接入節(jié)點ap收到的n行1列目標(biāo)探測信號表示為
22、
23、其中，是第i個下行接入節(jié)點ap在第二階段的第t個時隙發(fā)送的n行1列的探測信號，是第u個上行接入節(jié)點ap在第二階段的第t個時隙收到的加性白噪聲，它服從符號表本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消除方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消除方法，其特征在于：所述步驟1具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消除方法，其特征在于：所述步驟2具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消除方法，其特征在于：所述步驟3具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消除方法，其特征在于：所述步驟4具體包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消除方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消除方法，其特征在于：所述步驟1具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分段信道估計的通感一體化系統(tǒng)干擾消...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李佳珉，孫曉雨，梅雅萍，朱鵬程，王東明，
申請(專利權(quán))人：東南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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