[发明专利]基于智能反射平面的太赫兹无线通信网络资源管控方法

说明书

本发明提供一种基于智能反射平面的太赫兹无线通信网络资源管控方法，属于无线通信技术领域。所述方法包括：确定基站与智能反射平面、智能反射平面与用户之间的信道增益矩阵；依据比特量化数构建智能反射平面的元件相移池；从元件相移池选择能够使系统和速率最大化的相移，构建智能反射平面相移矩阵；根据确定的基站与智能反射平面、智能反射平面与用户之间的信道增益矩阵及构建的相移矩阵，以最大化系统能量效率为目标，利用分布式算法进行功率分配。采用本发明，能够保证功率优化分配过程中处理速度与稳定收敛的同时，实现能量效率最大化，并解决用户间干扰与通信链路阻塞问题。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种基于智能反射平面的太赫兹无线通信网络资源管控方法。

背景技术

太赫兹(THz)通信是一项很有前途的技术，已成为许多国家的研究热点。太赫兹波段位于红外和微波之间，频率范围为0.1-10THz。未来的网络在对数据传输速率提出更高要求的同时，也面临着无线通信频谱资源稀缺的问题。太赫兹短程无线通信技术越来越受到人们的重视。太赫兹通信技术能提供高数据速率和大带宽，具有广阔的应用前景。它可以解决当前无线通信系统中频谱不足和容量受限的问题。太赫兹系统由于路径损耗大，通信范围受到限制。因此，结合其它技术来提高太赫兹网络的覆盖率是非常必要的。从低成本和低复杂度的角度来看，大规模多输入多输出(MIMO)技术可以以相对较少的投资最大限度地提高用户的通信质量。在未来的太赫兹应用场景中，采用大规模MIMO技术可以减少用户间的干扰，提高系统通信质量。

智能反射平面(IRS)是一种革命性的新技术，它可以显著提高无线通信网络的性能。通过在平面上集成大量低成本的无源反射元件，智能反射平面可以智能地重构无线传播环境。智能反射平面及其相关的智能无线环境将成为未来网络体系结构的发展趋势之一。智能反射平面能够智能地控制无线环境，使通信信道变得可控。智能反射平面的每个单元可以独立地诱导入射信号的幅度和相位变化，从而实现精细的三维反射波束形成。通过调整自适应动态无线信道中所有元素的相移，智能反射平面还可以抑制多用户间的干扰。智能反射平面能够应用于包括改善通信盲点、增强物理层安全性、校园边缘干扰抑制、大规模设备间通信和大规模无线能量传输等多种通信场景，有效提高了通信系统设计的自由度。

现有技术中，当基站和用户之间的直接通信链路被阻塞时，信号传输就不能完成。

发明内容

本发明实施例提供了基于智能反射平面的太赫兹无线通信网络资源管控方法，能够在保证功率优化分配过程中处理速度与稳定收敛的同时，实现能量效率最大化，并解决用户间干扰与通信链路阻塞问题。

本发明实施例提供了一种基于智能反射平面的太赫兹无线通信网络资源管控方法，包括：

确定基站与智能反射平面、智能反射平面与用户之间的信道增益矩阵；

依据比特量化数构建智能反射平面的元件相移池；

从元件相移池选择能够使系统和速率最大化的相移，构建智能反射平面相移矩阵；

根据确定的基站与智能反射平面、智能反射平面与用户之间的信道增益矩阵及构建的相移矩阵，以最大化系统能量效率为目标，利用分布式算法进行功率分配。

进一步地，基站与智能反射平面之间的信道增益矩阵表示为：