[發明專利]基于SDR的IRS-NOMA系統波束賦形優化方法

有效

• 申請號: 202110159265.6
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112929068B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 李國權;張輝;李國軍;徐勇軍;林金朝;龐宇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

1.基于SDR的IRS-NOMA系統波束賦形優化方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：給所有用戶都分配一個波束，通過功率的大小來區分不同用戶；

S2：建立系統模型和QoS問題模型；

S3：利用交替優化的思想，迭代求解波束賦形矢量和相移矩陣；

所述系統模型為：

考慮一個下行IRS-NOMA系統，其中，基站具有N_t根發射天線，IRS具有N個反射單元，共有M個單天線用戶；假設所有用戶被分為K簇，且K≤N_t，第k簇用戶數為M_k，簇內采用NOMA復用，簇間則通過MIMO進行復用，令為所有簇的集合，為所有用戶的集合，為第k簇所有用戶的集合，且有以及

為了消除簇內外用戶間干擾，對所有用戶的發送符號進行波束賦形，BS發送信號表示為

其中s_k，i和分別為第k簇第i個用戶U_k，i的發送信號和波束賦形矢量，并且假設信號s_k，i具有零均值和單位方差；此時，用戶U_k，i的接收信號表示為

其中r_k，i∈C^N×1和分別表示BS到U_k，i、IRS到U_k，i以及BS到IRS之間的信道；表示IRS的相移對角矩陣，而且滿足為加性高斯白噪聲；

使用作為用戶分簇的依據，采取使同簇用戶間信道增益盡量大的方案進行用戶分簇，將所有用戶的最大信道增益從小到大排序，有η₁≤η₂≤…≤η_M，逐個把用戶1，…，M歸入第1，…，K簇，重復此過程，并且不對已經滿的簇繼續添加用戶，直到所有用戶全部分組完畢；對于第k簇任意兩用戶U_k，i和U_k，j，滿足當i＜j時，設Ω_k(i)表示U_k，i的解碼順序，有Ω_k(i)＝i，用戶Ω_k(i)是第k簇要解碼的第i個信號；在利用SIC技術消除強用戶的干擾后，在用戶U_k，l處解碼用戶U_k，m信號的信干噪比為

用戶U_k，m的可達傳輸速率為

其中，為用戶U_k，m的目標傳輸速率；根據M個用戶的目標傳輸速率約束，通過聯合優化基站的發射波束形成矢量w_j，i和IRS的反射系數矩陣Θ，使基站的總發射功率最小。

2.根據權利要求1所述的基于SDR的IRS-NOMA系統波束賦形優化方法，其特征在于：所述QoS問題模型為：

其中，表示滿足用戶U_k，m目標速率下的最小信干噪比。