[發明專利]毫米波通信系統的能效最大化方法和系統

有效

• 申請號: 202110835037.6
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113660051B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 顏娟娟;李民政;曹宇青
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04B7/06;H04W24/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

本發明中公開了一種毫米波通信系統的能效最大化方法和系統，該方法包括以下步驟：首先，在毫米波通信系統中設置多個智能反射面，構建多輸入單輸出的毫米波通信系統模型；其次，獲取毫米波通信系統模型的多個模型參數，建立毫米波通信系統的能效最大化模型；然后，將毫米波通信系統的能效最大化模型解耦為相位優化、波束形成優化、智能反射面開關優化三個子問題；最后，對相位優化、波束形成優化、智能反射面開關優化三個子問題進行交替迭代求解，獲取使得毫米波通信系統的能效最大化的收斂結果。上述方法有效地提高了系統的能效和通信質量以及改善了通信環境。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種毫米波通信系統的能效最大化方法和系統。

背景技術

隨著科技的發展和社會的進步，通信技術也在不斷地發展，其中，新興和未來的無線網絡(第5代(5G)及以上)對數據速率的高要求已經引起了人們對其能源消耗的密切關注。5G通信網絡的關鍵性能指標之一是高吞吐量，而毫米波通信作為一種新興的通信技術，由于其滿足巨大吞吐量要求，從而被越來越廣泛的應用到通信系統中。

目前，毫米波通信系統中大多采用單個IRS(Intelligent?reflecting?surface，智能反射面)對毫米波通信系統的能效進行優化，在毫米波通信系統的阻塞效應中，智能反射面可以通過調整平面陣列相移來使用戶的接收增益加強，使系統的整體能效提高，改善通信質量。此外，在毫米波通信系統中，毫米波信號進行傳輸時，當基站與用戶間信號強度衰落過大，毫米波的阻塞效應使得整個毫米波通信系統的通信質量不高，進而造成通信效率較低的無線通信傳輸，且毫米波信號存在覆蓋范圍小、干擾嚴重以及網絡建設成本較高等問題。

因此，如何使得毫米波通信系統的能效最大化越來越成為亟待解決的技術問題。

發明內容

基于此，有必要針對毫米波通信系統的能效不高的問題，提供一種毫米波通信系統的能效最大化方法和系統。

一種毫米波通信系統的能效最大化方法，包括以下步驟：

在毫米波通信系統中設置多個智能反射面，構建多輸入單輸出的毫米波通信系統模型；

獲取毫米波通信系統模型的多個模型參數，建立毫米波通信系統的能效最大化模型；

將毫米波通信系統的能效最大化模型解耦為相位優化、波束形成優化、智能反射面開關優化三個子問題；

對所述相位優化、波束形成優化、智能反射面開關優化三個子問題進行交替迭代求解，獲取使得所述毫米波通信系統的能效最大化的收斂結果。

在其中一個實施例中，所述毫米波通信系統模型還包括一個基站、多個智能反射面控制開關以及多個用戶，其中，

任意智能反射面控制開關閉合，所述基站能夠通過智能反射面控制開關所控制的智能反射面將發送信號分別發送給多個用戶中的每個用戶。

在其中一個實施例中，所述獲取毫米波通信系統模型的多個模型參數，建立毫米波通信系統的能效最大化模型的步驟包括以下步驟：

確定單個用戶的信干噪比、多個用戶的和速率以及毫米波通信系統的功耗。

在其中一個實施例中，所述單個用戶的信干噪比為：