技术特征：
1.一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，其特征在于，该系统由一个射频源、一个接收机，一个车载智能反射表面和k个反向散射标签组成；其中，射频源向k个反向散射标签发送载频信号，载频信号可经智能反射表面到反向散射标签或直接由射频源发送至标签，k个反向散射标签分别向车载智能反射表面发送标签信号，标签信号可经车载智能反射表面反射后或直接被接收机接收，完成反向散射通信；装载车载智能反射表面的车辆在指定路段上以车身长度为单位移动，使用l表征车载智能反射表面的当前位置，length表征车身长度。2.根据权利要求1所述的一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，其特征在于，以接收机接收来自每个反向散射标签的标签信号的信干噪比要求为约束，以使射频源能量效率最大化为目标，确定车载智能反射表面的部署位置以及其中反射单元的相移。3.根据权利要求1所述的一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，其特征在于，k个反向散射标签的反向散射链路共享时频资源，存在相互干扰。4.根据权利要求1所述的一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，其特征在于，该系统中反向散射标签与智能反射表面之间、射频源与反向散射标签之间、智能反射表面与接收机之间的链路的信道系数均服从莱斯衰落模型。5.根据权利要求2所述的一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，其特征在于，接收机接收来自反向散射标签k的标签信号的信干噪比的表达式为：其中，w表示由射频源发送给所有反向散射标签的载频信号在射频源处的线性预编码向量；表示接收机解码来自反向散射标签s、k处的标签信号所采用的线性预编码；为服从瑞利分布的噪声的功率；b
s
(t)、b
k
(t)为反向散射标签s、k处的基带信号；α
s
∈[0,1]、α
k
∈[0,1]表示反向散射标签s、k处的分裂系数；表示车载智能反射表面处的反射系数矩阵，θ
n
∈[0,2π]表示第n个反射单元的相移；∈[0,2π]表示第n个反射单元的相移；分别表示反向散射标签k与智能反射表面之间、反向散射标签k与接收机之间、射频源与反向散射标签k之间、智能反射表面与接收机之间、射频源与智能反射表面之间的信道系数矩阵；分别表示反向散射标签s与智能反射表面之间、反向散射标签s与接收机之间、射频源与反向散射标签s之间的信道系数矩阵；c表示射频源配备的天线数，n表示车载智能反射表面的反射单元数，m表示接收机配备的天线数。6.根据权利要求5所述的一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，其特征在于，射频源发送的载频信号中，分数α
k
的载频信号上加载反向散射标签自身信号后反射出去，分数1-α
k
的载频信号用于供电，进而得到反向散射标签k处电路约束的表达式为：
其中β∈[0,1]表示能量转换效率；ξ
k
表示反向散射标签k处电路所需的能量。7.根据权利要求5所述的一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，其特征在于，射频源能量效率的表达式为：其中，为射频源的发射功率。8.根据权利要求5所述的一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，其特征在于，以接收机接收来自每个反向散射标签的标签信号的信干噪比要求为约束，以使射频源能量效率最大化为目标，建立以下射频源能量效率最大化模型，以确定车载智能反射表面的部署位置以及其中反射单元的相移：的部署位置以及其中反射单元的相移：的部署位置以及其中反射单元的相移：的部署位置以及其中反射单元的相移：的部署位置以及其中反射单元的相移：的部署位置以及其中反射单元的相移：其中，η
l
表示车载智能反射表面的位置为l时，射频源的能量效率；γ
k,l,th
表示车载智能反射表面的位置为l时，接收机接收来自反向散射标签k的标签信号的信干噪比的下限；将射频源能量效率最大化模型改写为：其中，进一步，引入松弛变量{δ
k
}表示标签k处的电路约束的可实现值与其要求值ξ
k
之间的差异，使用mm算法将改写后的模型转换为如下问题：异，使用mm算法将改写后的模型转换为如下问题：异，使用mm算法将改写后的模型转换为如下问题：
其中，表示的主对角线元素为1，表示是半正定矩阵，是半正定矩阵，i是单位矩阵，l是lipschitz常数，i是单位矩阵，l是lipschitz常数，i是单位矩阵，l是lipschitz常数，9.根据权利要求7所述的一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，其特征在于，对任意位置l，求解对应的射频源能量效率最大化模型以及模型转换后的问题，得到任意位置l处的车载智能反射表面处的最优相移矩阵和最大射频源能量效率；在求得的所有位置对应的最大射频源能量效率中再取最大值，以此最大值对应的位置作为全路段车载智能反射表面的最佳部署位置。10.根据权利要求9所述的一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，其特征在于，求解对应的射频源能量效率最大化模型以及模型转换后的问题的具体步骤如下：s1.令外迭代数i＝1，内迭代数j＝1，以作为迭代的起始向量；初始化车载智能反射表面的当前位置l＝0，全路段最大能量效率η
max
＝0，车载智能反射表面最佳部署位置l
*
＝0；s2.计算t
k
和u
k
；s3.使用cvx工具箱求解问题，获得的最佳值s4.对进行特征值分解，即其中λ是矩阵的特征向量组成的矩阵，d是对角线上的元素为特征值的对角矩阵；s5.初始化循环序数q＝1，根据randa随机搜索技术，生成向量s6.计算中间变量删除的最后一个元素得到s7.若q≤ρ继续循环，则q＝q+1，返回s5；若q＞ρ，则结束循环，进入s8；其中，ρ为预先指定的随机循环次数；
s8.将集合中使得使不等式约束左边超过右边最多的元素作为下一次迭代的起始向量，其中，s9.重复s2到s8，直至收敛，获得当前位置l的最优相移和最大的能量效率s10.若则l
*
←
l；s11.更新车辆当前位置l＝l+length，若l≤l
max
，则返回s2；若l＞l
max
，输出得到任意位置处的车载智能反射表面处的最优相移矩阵和最大射频源能量效率；其中，length表征车身长度。
技术总结
本发明公开了一种车载智能反射表面辅助的反向散射通信系统，该系统包括：一个射频源，一个接收机，一个车载集中式智能反射表面和多个标签(设备)。其中，装载智能反射表面的车辆可在道路上移动，具备一定灵活性，且标签反向散射链路之间存在相互干扰。本发明旨在保证接收机接收标签信号的信干噪比SINR要求下，以最大化系统能量效率为目标，寻找车载智能反射表面在任意位置处的最优相移矩阵，进一步得到车载智能反射表面在其移动范围内的最优部署位置。置。置。
技术研发人员：荀位 刘娅璇 赵海涛 倪艺洋 肖定 夏文超 蔡艳 朱洪波
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2022.05.16
技术公布日：2022/10/20