[發(fā)明專利]基于全息超表面天線的多小區(qū)通信干擾消除系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111032901.5
• 申請(qǐng)日: 2021-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN113745807A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雨童;鄧若琪;張浩波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州腓腓科技有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/24
• 分類號(hào): H01Q1/24;H01Q1/36;H01Q15/00;H04W4/70;H04W24/02;H04B7/0408
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本發(fā)明公開了一種基于可重構(gòu)全息超表面天線的多小區(qū)通信干擾消除系統(tǒng)及方法，所述多小區(qū)通信干擾消除系統(tǒng)覆蓋C個(gè)小區(qū)；所述多小區(qū)通信干擾消除系統(tǒng)包括C個(gè)基站，且每個(gè)所述基站均裝有可重構(gòu)全息超表面天線；在每個(gè)小區(qū)中均安裝一個(gè)所述基站；其中，標(biāo)定基站與所述標(biāo)定基站所在小區(qū)內(nèi)的M個(gè)用戶進(jìn)行通信；所述標(biāo)定基站與所述標(biāo)定基站所在小區(qū)內(nèi)的M個(gè)用戶分配資源以多小區(qū)之間的通信干擾消除。本發(fā)明可以有效消除D2D鏈路對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)造成不可避免的干擾，同時(shí)通過迭代算法提高用戶總傳輸速率，滿足高數(shù)據(jù)速率的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于全息超表面天線的多小區(qū)通信干擾消除系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著移動(dòng)設(shè)備和智能終端的不斷發(fā)展，未來無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)流量的需求急劇增長。為了滿足快速增長的數(shù)據(jù)流量需求，實(shí)現(xiàn)無縫通信，D2D技術(shù)被認(rèn)為是一種很有前景的解決方案。在D2D通信中，用戶之間可以直接通信，而無需通過基站(BS)轉(zhuǎn)發(fā)。由于用戶之間傳輸距離短，D2D通信可以降低能耗，在緊急情況下提供預(yù)警，提升用戶的QoS(quality of service)需求。一般情況下，允許D2D鏈路與蜂窩鏈路共享上行頻譜，可以緩解頻譜不足的問題。然而，共享頻譜會(huì)使得D2D鏈路對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)造成不可避免的干擾，對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于全息超表面天線的多小區(qū)通信干擾消除系統(tǒng)及方法，在消除D2D鏈路對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)造成不可避免的干擾的同時(shí)，提高用戶總傳輸速率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于可重構(gòu)全息超表面天線的多小區(qū)通信干擾消除系統(tǒng)，所述多小區(qū)通信干擾消除系統(tǒng)覆蓋C個(gè)小區(qū)；所述多小區(qū)通信干擾消除系統(tǒng)包括C個(gè)基站，且每個(gè)所述基站均裝有可重構(gòu)全息超表面天線；在每個(gè)小區(qū)中均安裝一個(gè)所述基站；其中，標(biāo)定基站與所述標(biāo)定基站所在小區(qū)內(nèi)的M個(gè)用戶進(jìn)行通信；所述標(biāo)定基站與所述標(biāo)定基站所在小區(qū)內(nèi)的M個(gè)用戶分配資源以多小區(qū)之間的通信干擾消除，所述標(biāo)定基站為C個(gè)基站中的任意基站；所述資源包括傳輸子信道和功率。

可選的，所述可重構(gòu)全息超表面天線包括饋源、平行板波導(dǎo)以及超材料輻射單元陣列；所述超材料輻射單元陣列包括多個(gè)超材料輻射單元；所述超材料輻射單元陣列在所述平行板波導(dǎo)的表面上；

所述饋源發(fā)出電磁波，所述電磁波在所述平行板波導(dǎo)上以表面波的形式進(jìn)行傳播，所述超材料輻射單元通過連續(xù)改變各自電源的偏置電壓，對(duì)傳播至各個(gè)所述超材料輻射單元的電磁波的輻射振幅進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，從而使各個(gè)所述超材料輻射單元輻射出能量不同的電磁波，最終疊加為方向可連續(xù)調(diào)節(jié)的電磁波。

可選的，每個(gè)所述超材料輻射單元上均設(shè)置有多個(gè)PIN二極管，

通過調(diào)節(jié)控制每個(gè)超材料輻射單元上的多個(gè)PIN二極管的開關(guān)狀態(tài)，來對(duì)傳播至所述超材料輻射單元上電磁波的輻射振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。

可選的，第c個(gè)小區(qū)第m個(gè)用戶接收到的信號(hào)是由第c個(gè)小區(qū)第m個(gè)用戶想要接收到的信號(hào)、第c個(gè)小區(qū)內(nèi)用戶間的干擾信號(hào)、C個(gè)小區(qū)間的干擾信號(hào)以及第c個(gè)小區(qū)第m個(gè)用戶接收的高斯白噪聲組成的。

一種基于可重構(gòu)全息超表面天線的多小區(qū)通信干擾消除方法，包括：

保持全息波束成形矩陣與子信道分配方案不變，優(yōu)化功率分配方案；

基于優(yōu)化后的功率分配方案和所述全息波束成形矩陣，優(yōu)化子信道分配方案；

保持所述優(yōu)化后的功率分配方案和優(yōu)化后的子信道分配方案，優(yōu)化全息波束成形矩陣。

可選的，所述保持全息波束成形矩陣與子信道分配方案不變，優(yōu)化功率分配方案，具體包括：

保持全息波束成形矩陣與子信道分配方案不變，求解功率分配問題，得到優(yōu)化后的功率分配方案。