【摘 要】
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近年来,可重构智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface,RIS）的提出与发展给毫米波的覆盖问题带来了解决希望。然而,由于RIS具有大量的无源反射单元等特点,其信道估计非常具有挑战性;其潜力高的定位性能未得到充分发挥。所以,本文对RIS辅助毫米波通信系统的三维定位与信道估计进行研究,利用RIS的拓扑结构与毫米波信道稀疏性等提出了一种高性能的三维定位方法和一种高
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近年来,可重构智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface,RIS）的提出与发展给毫米波的覆盖问题带来了解决希望。然而,由于RIS具有大量的无源反射单元等特点,其信道估计非常具有挑战性;其潜力高的定位性能未得到充分发挥。所以,本文对RIS辅助毫米波通信系统的三维定位与信道估计进行研究,利用RIS的拓扑结构与毫米波信道稀疏性等提出了一种高性能的三维定位方法和一种高效率的基于定位的信道估计方法,并通过仿真验证了其有效性。首先,本文研究了毫米波通信与三维定位等相关理论与方法,包括毫米波的传播特点、研究了基于导频的信道估计、三维三边定位等。接着,本文提出了一种RIS系统的高性能三维定位方法。提出了反射单元集合（reflecting unit set,RUS）,拓展了RIS的灵活性与应用潜力;进而提出了具有低复杂度、高准确度的基于RUS的定位方法:JMMSE-CML共平面三维定位算法;接着推导出了基于RUS定位的Cramer-Rao下界闭式解;最后通过仿真验证了该方法的可行性、准确性等。最后,本文提出了一种高效率的基于三维定位的信道估计方法。构建RIS辅助毫米波通信系统的信道模型;在基于RUS定位的基础上,利用毫米波信道与位置信息的相关性设计了基于三维定位的信道估计方法;进而优化RIS反射系数。与现有前沿方法相比,该方法能具有更高的效率,其计算复杂度与RIS总大小无关,而是取决于RUS的单元数量,即RIS的一小部分。仿真分析中展现的显著性能增益证明了该方法的有效性。
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