[發明專利]可重構智能表面輔助的NOMA下行低功耗傳輸方法在審

申請號：	202011008028.1	申請日：	2020-09-23
公開（公告）號：	CN112153653A	公開（公告）日：	2020-12-29
發明（設計）人：	王鴻;張翔宇	申請（專利權）人：	南京郵電大學
主分類號：	H04W16/14	分類號：	H04W16/14;H04W24/02;H04W52/26
代理公司：	南京蘇科專利代理有限責任公司 32102	代理人：	姚姣陽
地址：	210003 江蘇***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	可重構智能表面輔助 noma 下行功耗傳輸方法
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【說明書】：

本發明公開了一種可重構智能表面輔助的NOMA(非正交多址)下行低功率傳輸方法。在保證用戶信干噪比需求的前提下，建立基站功率分配與RIS相位偏移的優化問題；利用優化問題特性，建立功率分配系數與RIS相位偏移因子的轉化關系式，將原優化問題轉化為單純的相位偏移優化問題；利用逐個相位旋轉的方法進一步簡化優化問題，并通過一維搜索與懲罰函數法，求出每次迭代最優的相位偏移量；重復迭代直到目標函數收斂，得到RIS最優的相位偏移矩陣與基站功率分配系數。相比于傳統正交多址傳輸方案、無RIS傳輸方案，RIS隨機相位偏移與RIS均等相位偏移傳輸方案，本發明提出的傳輸方法可以顯著降低系統總發射功耗。

技術領域

本發明涉及無線通信中可重構智能表面技術領域，具體涉及一種可重構智能表面輔助的非正交多址(NOMA)下行低功耗傳輸方法。

背景技術

傳統無線通信傳播環境是隨機且不可控制的，其會給信息傳輸帶來一定的損傷。近年來，隨著人造電磁材料的發展，可重構智能表面(RIS)被提出，其可智能地配置無線通信傳播環境，從而顯著提高無線通信網絡的性能。RIS作為一種無源器件，不具備任何信號處理能力，只需根據信道特性對其相位偏移量進行配置，便可實現對無線信號傳播方向與相位的調整。相比于正交多址接入技術，非正交多址接入(NOMA)可支持更高的系統吞吐量與更多的并發連接數，因而受到學術界與工業界的廣泛關注。

在新出現的RIS輔助的NOMA下行系統中，傳統的正交多址傳輸方案與無RIS輔助的傳輸NOMA方案均無法聯合利用該系統中RIS與NOMA的優勢，并且，對于簡單的RIS相位偏移設計方案，比如，隨機相位設計、均等相位設計，均無法充分利用時變信道狀態信息智能地配置無線傳輸環境，進而無法最大限度地發揮RIS的優勢，影響了RIS輔助系統的功率效率。

有鑒于此，需要對現有RIS輔助的NOMA下行系統進行改進，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可重構智能表面輔助的NOMA下行低功耗傳輸方法，該方法可降低系統的總發射功耗。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

可重構智能表面輔助的NOMA下行低功耗傳輸方法，主要包括以下步驟：

步驟1：在NOMA傳輸模式下，定義U個用戶共用同一時頻資源塊，得到各個用戶接收信號z_u的表達式；

步驟2：根據等效信道強度，確定各用戶的解調次序，在各個用戶處得到用戶所需解調接收信干噪比的表達式；

步驟3：建立關于基站功率分配系數{w_u}與RIS相位偏移矩陣Φ的優化問題Q1，使總發射功率最小化；

步驟4：根據優化問題特性，構建功率分配系數{w_u}與相位偏移矩陣Φ之間的關系式；

步驟5：利用步驟4所形成的關系式，將優化問題Q1轉化為單純相位偏移向量v的優化問題Q2；

步驟6：通過迭代與逐個相位旋轉方式，求解轉化后的優化問題Q2；

步驟7：重復步驟6至目標函數收斂，得到最優相位偏移矩陣Φ，進而得到最優功率分配系數{w_u}。