[發明專利]一種可重構反射面輔助無線通信系統中反射系數設計方法

在審

• 申請號: 202210046887.2
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114465645A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 張文策;辛凱;夏景;鮑煦
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B17/336;H04B17/391;H04W24/02;H04W24/06
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1.一種可重構反射面輔助無線通信系統中反射系數設計方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1：在可重構反射面輔助的通信系統下行鏈路中，基站配置天線數目為M，反射面單元數為N，同時為K個單天線用戶提供服務，基站通過控制器調整可重構反射面的反射系數，從而達到提高系統通信質量和提升傳輸速率的目的，h_IUk是反射面到第k個用戶的信道矢量、H_BI是基站到反射面的信道矩陣、h_BUk是基站到第k個用戶的直達路徑信道矢量、基站發射功率P、第k個用戶的噪聲功率為其中k＝1，2，…，K，令整數T表示計算精度；設置預編碼矩陣初始值、反射面反射系數初始值參數分別為W、Φ，其中P、σ_k²均為正數；

步驟2：針對每一個用戶k(k＝1，…K)，設計信噪比(SNR)最優的反射系數Φ^opt-k；

步驟3：最優反射面反射系數其中β_k∈(0，1)代表第k個用戶的權重，選擇使得系統和速率最大化的β＝[β₁，β₂，…，β_K]。

2.如權利要求1所述的一種可重構反射面輔助無線通信系統中反射系數設計方法，其特征在于：在步驟2中，第k個用戶SNR最優的反射面反射系數為Φ^opt-k＝diag(v^opt-k)，其中diag(·)代表的是以矢量v^opt-k為對角元素的對角矩陣，且

其中，j為虛數單位，{·}⁺代表的是求偽逆，angle(·)代表的是取復數的相位。

3.如權利要求1所述的一種可重構反射面輔助無線通信系統中反射系數設計方法，其特征在于：在步驟3中選擇使得系統和速率最大化的β，具體步驟為：

步驟301：令γ＝1/T，且β_k取值范圍為(0，γ，2γ，…，1)，引入權重因子β_i∈(0，1)，計算滿足的可行解集合B；

步驟302：對于所有在集合B中的β，計算系統的和速率；

步驟303：輸出使得系統和速率最大的β。

4.如權利要求3所述的一種可重構反射面輔助無線通信系統中反射系數設計方法，其特征在于：步驟301中，β的可行解集合B的生成方法如下：

步驟30101：令q＝0，L^(q)←K，代表將用戶數目K的值賦給L^(q)，L^(q)代表第q次迭代下變量L的值，記b^(q)代表由變量組成的可行解，變量為在L^(q)下的可行解，c^(q)＝1，c^(q)代表第q次迭代下的值，滿足的所有可行解集合即為B；

步驟30102：若L^(q)＝1，則返回可行解并結束當前循環；若變量L^(q)＝2，則返回可行解并結束當前循環；否則，令t←0；

步驟30103：令計算的全部可行解，具體方法為：令q←q+1，L^(q)＝L^(q-1)-1，代表從變量到變量所組成的可行解，跳轉至步驟30102；

步驟30104：若t＝T，則終止當前循環，否則令t←t+1，并返回步驟30103。

5.如權利要求1所述的一種可重構反射面輔助無線通信系統中反射系數設計方法，其特征在于：步驟302中，根據下式計算系統的和速率：

其中，SINR_k表示第k個用戶的信干噪比，計算公式為：

其中，Φ^opt是優化過后的可重構反射面的反射系數，令h_k＝h_IUkΦ^optH_BI+h_BUk表示第k個用戶的的等效信道，w_k表示第k個用戶的波束賦形矢量，w_j表示第j個用戶的波束賦形矢量，其中(·)^H代表共軛轉置。