摘 要：針對(duì)智能超表面（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ，ＲＩＳ） 輔助通信系統(tǒng)中無源反射陣列所導(dǎo)致的信道估計(jì)導(dǎo)頻開銷大的問題，提出了一種低導(dǎo)頻開銷的壓縮感知（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ，ＣＳ） 信道估計(jì)算法。根據(jù)毫米波信道的特征，分析級(jí)聯(lián)信道所存在的三重結(jié)構(gòu)稀疏性，即所有用戶角級(jí)聯(lián)信道的公共行稀疏性、不同非零行之間非零元素偏移相同和所有用戶不同非零行之間列偏移相同。根據(jù)毫米波信道的稀疏結(jié)構(gòu)，對(duì)現(xiàn)有的正交匹配追蹤（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ｐｕｒｓｕｉｔ，ＯＭＰ） 算法進(jìn)行改進(jìn)，通過設(shè)計(jì)合理的判決準(zhǔn)則減少噪音所帶來的誤差擴(kuò)大。仿真結(jié)果表明，在實(shí)現(xiàn)相同的信道估計(jì)精度時(shí)，所提算法在低信噪比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ，ＳＮＲ） 條件下比現(xiàn)有方案所需的導(dǎo)頻開銷要低。

關(guān)鍵詞：智能超表面；信道估計(jì)；稀疏結(jié)構(gòu)；壓縮感知

中圖分類號(hào)：ＴＮ９２９． ５ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ

文章編號(hào)：１００３－３１０６（２０２４）１２－２８３３－０８

０ 引言

近年來，隨著各種先進(jìn)技術(shù)（如太赫茲通信、毫米波通信和超密集網(wǎng)絡(luò)）的發(fā)展，未來多樣化的通信場景不僅對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)程度提出更多需求，還對(duì)各種技術(shù)的能耗、復(fù)雜度和硬件成本等方面提出了更高的要求［１－２］。這就要求６Ｇ 不僅要比上一代技術(shù)更進(jìn)一步，還要在５Ｇ 進(jìn)展較慢的領(lǐng)域（如覆蓋范圍和成本效率等）有所突破［３］。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，智能超表面（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ，ＲＩＳ）作為一種具有廣泛應(yīng)用前景的新技術(shù)，由于其具備智能化、可擴(kuò)展、低功耗、低成本、輕量化、易部署等特點(diǎn)，引起了眾多學(xué)者們的關(guān)注，被視為是６Ｇ潛在的通信技術(shù)之一［４］。

ＲＩＳ 本質(zhì)上是一種超材料，是由大量低成本、低尺寸的無源反射陣列所構(gòu)成的均勻平面陣列（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｐｌａｎａｒ Ａｒｒａｙ，ＵＰＡ）［５］。通過連接的ＲＩＳ控制器，ＲＩＳ 上每個(gè)無源陣列都可以獨(dú)立地對(duì)反射信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行一定的調(diào)控從而改善無線通信的環(huán)境并提高通信質(zhì)量［６］。將ＲＩＳ 置于發(fā)射端和接收端之間，能為直射鏈路被障礙物所阻擋的通信系統(tǒng)提供額外的鏈路用于通信傳輸，并且ＲＩＳ 之間還能相互疊加，進(jìn)一步滿足通信的質(zhì)量速率等要求［７］。目前，ＲＩＳ 輔助的無線通信系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)通信系統(tǒng)在很多方面都取得了進(jìn)展，如提高系統(tǒng)的容量［８］、增加頻譜效率［９］、保證安全傳輸［１０］、擴(kuò)大覆蓋范圍［１１］和輔助無人機(jī)通信［１２］等。