[發明專利]一種新型可重構智能表面和中繼輔助的非正交多址接入協作網絡

在審

• 申請號: 202210261061.8
• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN114826338A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 段瑋;王明星;姜衍;季彥呈;章國安
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H04B7/026
• 分類號: H04B7/026;H04B7/145;H04L25/02;H04L67/12;H04W4/46
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 許潔

1.一種新型可重構智能表面和中繼輔助的非正交多址接入協作網絡，是基于協作系統運行的，其特征在于：所述協作系統包括：源S、兩個目的地D₁和D₂和RIS(I)或半雙工中繼R；通過源S、兩個目的地D₁和D₂和RIS(I)構成RIS輔助協作網絡，通過源S、兩個目的地D₁和D₂和RIS(I)構成中繼輔助協作網絡；可達鏈路；即，SD_i，i∈{1，2}，SI，ID₁，SR和RD₁，其信道系數分別為h_SI(或h_SR)，和遵循具有平均值為β_SI(或β_SR)，和的獨立瑞利分布；在不失一般性的情況下，其中一個目的地被認為遠離S，即，D₁，從而導致非視距(NLOS)傳播；因此從S到D₁的路徑是NLOS衰落，并且D₁只能由中繼或RIS提供服務；非正交多址接入協作網絡的構建步驟如下：

步驟一、分析了RIS輔助和中繼輔助下行鏈路的容量；

步驟二、分析RIS輔助和中繼輔助總和速率；

步驟三、RIS和中繼輔助方案的性能分析；

步驟四、通過仿真來評估所考慮的協作NOMA系統在RIS和中繼的輔助下的性能，并得出結論。

2.根據權利要求1所述的一種新型可重構智能表面和中繼輔助的非正交多址接入協作網絡，其特征在于：所述步驟一中，RIS技術通過完美的CSI顯著提高信道質量；因此，對于RIS輔助協作網絡的信道模型，當僅考慮距離引起的路徑損耗時，很明顯，從S到D₂(H₂)的信道增益要好于從S到D₁(H₁)的信道增益；然而，由于RIS單元改善的信道增益隨著N^2[12]的增加而增加，在適當大小的RIS單元的情況下，信道增益H₁可以完全優于H₂；提高信道增益是RIS的核心優勢之一，但對于RIS輔助NOMA的通信方案而言，存在一些亟待解決的問題；由于NOMA方案在設置功率分配系數時考慮了用戶的公平性，所以在設置功率分配系數時很難考慮用戶的公平性；因此，需要考慮信道估計問題；通過比較RIS輔助鏈路和直接SD₂鏈路的信道增益，為信道增益較大的鏈路設置較小的功率分配系數，反之亦然；

考慮到RIS輔助的情況，我們假設可以在上行鏈路(從BS到RIS)中估計下行鏈路信道(從RIS到D₁)的互易性；因此，BS可以基于來自D₁的數據反饋來執行信道估計；設φ_t，其中φ_t＝[φ_t，1 … φ_t，N]^T∈C^N對于N個被動的元素有φ_t，n＝β_t，nexp(jp_t，n)，p_t，n∈L，其中L＝|L|是量化移相器，β_t，n∈[0，1]是衰減；在訓練過程中控制傳播環境；因此，訓練階段t期間信號模型可以寫為

其中，s_t∈C是接收的數據，x_t∈C，其中|x_t|＝1是發送的訓練碼元，是BS和D₁之間的直接信道，G∈C^N×1表示BS和RIS之間的信道向量，h∈C^N×1是從RIS到D₁的信道向量，n_t∈C表示加性噪聲；注意到，在每個訓練階段，φ_t都是時變的，很難進行性能分析；因此，我們假設訓練可以在信道相干時間內完成，使得G和h是恒定的；

根據檢測信號的結果，比較RIS輔助和LoS到D₂信道的質量，可考慮從用戶公平性的角度設置功率分配因子；對于設a_i，i∈{1，2}為功率分配因子，我們將BS處的發射信號定義為從而得到兩種功率分配：