[发明专利]毫米波通信系统的能效最大化方法和系统

说明书

本发明中公开了一种毫米波通信系统的能效最大化方法和系统，该方法包括以下步骤：首先，在毫米波通信系统中设置多个智能反射面，构建多输入单输出的毫米波通信系统模型；其次，获取毫米波通信系统模型的多个模型参数，建立毫米波通信系统的能效最大化模型；然后，将毫米波通信系统的能效最大化模型解耦为相位优化、波束形成优化、智能反射面开关优化三个子问题；最后，对相位优化、波束形成优化、智能反射面开关优化三个子问题进行交替迭代求解，获取使得毫米波通信系统的能效最大化的收敛结果。上述方法有效地提高了系统的能效和通信质量以及改善了通信环境。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种毫米波通信系统的能效最大化方法和系统。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，通信技术也在不断地发展，其中，新兴和未来的无线网络(第5代(5G)及以上)对数据速率的高要求已经引起了人们对其能源消耗的密切关注。5G通信网络的关键性能指标之一是高吞吐量，而毫米波通信作为一种新兴的通信技术，由于其满足巨大吞吐量要求，从而被越来越广泛的应用到通信系统中。

目前，毫米波通信系统中大多采用单个IRS(Intelligent reflecting surface，智能反射面)对毫米波通信系统的能效进行优化，在毫米波通信系统的阻塞效应中，智能反射面可以通过调整平面阵列相移来使用户的接收增益加强，使系统的整体能效提高，改善通信质量。此外，在毫米波通信系统中，毫米波信号进行传输时，当基站与用户间信号强度衰落过大，毫米波的阻塞效应使得整个毫米波通信系统的通信质量不高，进而造成通信效率较低的无线通信传输，且毫米波信号存在覆盖范围小、干扰严重以及网络建设成本较高等问题。

因此，如何使得毫米波通信系统的能效最大化越来越成为亟待解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对毫米波通信系统的能效不高的问题，提供一种毫米波通信系统的能效最大化方法和系统。

一种毫米波通信系统的能效最大化方法，包括以下步骤：

在毫米波通信系统中设置多个智能反射面，构建多输入单输出的毫米波通信系统模型；

获取毫米波通信系统模型的多个模型参数，建立毫米波通信系统的能效最大化模型；

将毫米波通信系统的能效最大化模型解耦为相位优化、波束形成优化、智能反射面开关优化三个子问题；

对所述相位优化、波束形成优化、智能反射面开关优化三个子问题进行交替迭代求解，获取使得所述毫米波通信系统的能效最大化的收敛结果。

在其中一个实施例中，所述毫米波通信系统模型还包括一个基站、多个智能反射面控制开关以及多个用户，其中，

任意智能反射面控制开关闭合，所述基站能够通过智能反射面控制开关所控制的智能反射面将发送信号分别发送给多个用户中的每个用户。

在其中一个实施例中，所述获取毫米波通信系统模型的多个模型参数，建立毫米波通信系统的能效最大化模型的步骤包括以下步骤：

确定单个用户的信干噪比、多个用户的和速率以及毫米波通信系统的功耗。

在其中一个实施例中，所述单个用户的信干噪比为：