[发明专利]基于可重构全息超表面的串行天线波束成形方法及系统

权利要求书

1.一种基于可重构全息超表面的串行天线波束成形方法，其特征在于，包括：

获取可重构全息超表面向所有用户发送信号时每个用户接收的信号；

根据所述每个用户接收的信号构建通信数据速率最大化模型；

对所述通信数据速率最大化模型进行迭代优化求解，直至相邻两次迭代的数据速率之和小于设定阈值，得到串行天线波束成形方案。

2.根据权利要求1所述的基于可重构全息超表面的串行天线波束成形方法，其特征在于，所述每个用户接收的信号为：

其中，y_l为每个用户接收的信号，N为RHS辐射单元的数量，P_T为发射总功率，P_n为信号到达每个辐射单元时的剩余功率，H_n，l为每个辐射单元与用户之间的传输信道，M_n为RHS每个超材料辐射单元的辐射振幅，k_s为参考波在RHS表面传播的传播矢量，r_n第n个辐射单元的位置矢量，j为虚数单位，k_s·r_n为从馈源发出的参考波传播至第n个辐射单元时的相位，s为可重构全息超表面向所有用户发送的信号，w为信道中的高斯白噪声，n′是辐射单元的序号，不同于辐射单元n的辐射单元称作辐射单元n′，M_n′为第n′个辐射单元的辐射振幅，P_n′为参考波到达第n′个单元的剩余功率。

3.根据权利要求1所述的基于可重构全息超表面的串行天线波束成形方法，其特征在于，所述通信数据速率最大化模型为：

其中，M_n为RHS每个超材料辐射单元的辐射振幅，L为用户的数量，N为RHS辐射单元的数量，P_T为发射总功率，P_n为信号到达每个辐射单元时的剩余功率，H_n，l为每个辐射单元与用户之间的传输信道，k_s为参考波在RHS表面传播的传播矢量，r_n第n个辐射单元的位置矢量，j为虚数单位，k_s·r_n为从馈源发出的参考波传播至第n个辐射单元时的相位，n′是辐射单元的序号，不同于辐射单元n的辐射单元称作辐射单元n′，M_n′为第n′个辐射单元的辐射振幅，P_n′为参考波到达第n′个单元的剩余功率。

4.根据权利要求3所述的基于可重构全息超表面的串行天线波束成形方法，其特征在于，所述对通信数据速率最大化模型进行迭代优化求解，直至相邻两次迭代的数据速率之和小于设定阈值，得到串行天线波束成形方案，具体包括：

S1：初始化M_n，n＝1；

S2：保持其他n-1个M_n′不变，优化M_n使得所述通信数据速率最大化模型最大；

S3：判断两次数据数率之和是否小于设定阈值；

S4：若否，则n＝(n+1)mod(N)，跳转至步骤S2进行下一轮迭代；

S5：若是，结束迭代，得到串行天线波束成形方案。

5.一种基于可重构全息超表面的串行天线波束成形系统，其特征在于，包括：

接收信号获取模块，用于获取可重构全息超表面向所有用户发送信号时每个用户接收的信号；

模型构建模块，用于根据所述每个用户接收的信号构建通信数据速率最大化模型；

优化求解模块，用于对所述通信数据速率最大化模型进行迭代优化求解，直至相邻两次迭代的数据速率之和小于设定阈值，得到串行天线波束成形方案。