[發明專利]反射面輔助的設備到設備通信系統設計方法

有效

• 申請號: 202010096077.9
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111314893B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 梁應敞;楊剛;廖雅婷
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W4/70
• 分類號: H04W4/70;H04W16/14;H04W24/02;H04B7/145
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

1.反射面輔助的設備到設備通信系統優化方法，其特征在于，所述系統包括N個D2D設備對、K個蜂窩用戶、一個基站以及一個智能反射面，K≥N；智能反射面包含M個無源反射單元及一個與其相連的控制器，所述控制器用于動態調整每個反射單元的反射系數，以改變反射信號的幅度和相位，實現有用信號增強和鏈路間干擾抑制；

在系統中，每個蜂窩用戶的信道正交，一個D2D設備對至多復用一個蜂窩用戶的頻率資源，且一個蜂窩用戶至多與一個D2D設備對共享頻率資源，令第k個蜂窩用戶CU_k向基站BS發送的信號表示為s_k，第n個D2D發送設備TX_n向D2D接收設備發送的信號表示為x_n，k≤K，n≤N，則基站接收到來自蜂窩用戶的有用信號、來自復用相同頻段的D2D發送設備的干擾信號、以及來自反射面的反射鏈路信號，基站處的接收信號為：

其中，為CU_k的發送功率，為TX_n的發送功率，表示CU_k到BS的信道，表示TX_n到BS的信道，表示反射面到BS的信道，表示CU_k到反射面的信道，表示TX_n到反射面的信道，表示反射面的反射系數矩陣，α_m∈[0,1]和β_m∈[0,2π)分別表示第m個反射單元的幅度和相移角度，ρ_k,n是頻率復用指示因子，當第n個D2D對復用第k個蜂窩用戶的資源時，ρ_k,n＝1；否則，ρ_k,n＝0；w_B表示基站處的功率為σ²的零均值加性高斯白噪聲；

D2D接收設備接收到來自相應D2D發送設備的有用信號、來自共享相同頻段的蜂窩用戶的干擾信號、以及來自反射面的反射鏈路信號，第n個D2D接收設備RX_n處的接收信號為：

其中，表示RX_n到RX_n的信道，表示CU_k到RX_n的信道，表示反射面到RX_n的信道，w_n表示RX_n處的功率為σ²的零均值加性高斯白噪聲；

通過將干擾信號視為噪聲進行解碼，獲得有用信號；

D2D設備對與蜂窩用戶配對、發送設備功率分配、以及反射面被動式波束賦形的聯合優化方法具體為：

為最大化系統的和速率，聯合優化頻率復用指示因子ρ_k,n、D2D發送設備的發送功率和CU的發送功率以及反射面的反射系數矩陣Φ為目標，建立優化問題如下：

其中，第一個約束條件為第n個D2D設備對的最小SINR約束，第二個約束條件為第k個蜂窩用戶的最小SINR約束，第三個約束條件表示一個D2D設備對至多能復用一個蜂窩用戶的頻率資源，第四個約束條件表示一個蜂窩用戶至多能與一個D2D設備對共享頻率資源，第五個約束條件為D2D設備發送功率的非負約束和峰值約束，第六個約束條件為蜂窩用戶發送功率的非負約束和峰值約束，第七個約束為反射單元的幅度范圍約束，第八個約束為反射單元的相移范圍約束；通過求解優化問題，得到D2D發送設備的發送功率和CU的發送功率以及反射面的反射系數矩陣Φ。

2.根據權利要求1所述的反射面輔助的設備到設備通信系統優化方法，其特征在于，優化問題的求解方法為：

采用啟發式的D2D設備對與蜂窩用戶配對方案，具體是：對于任意D2D鏈路n，選擇使得取最大值的蜂窩用戶k進行配對，得到頻率復用指示因子ρ_k,n；再通過迭代算法對優化問題求解從而得到D2D發送設備的發送功率和CU的發送功率以及反射面的反射系數矩陣Φ。