[发明专利]一种基于可重构反射超表面的车联网通信优化方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于可重构反射超表面的车联网通信优化方法及系统。该方法包括：根据车联网通信系统确定每个V2I链路中车辆收到的信号和每个V2V用户收到的信号；根据每个V2V用户收到的信号以及每个V2I链路中车辆收到的信号确定的数据速率确定总数据速率；以总数据速率最大为目标，以V2V链路中发射的功率和RIS中每个超材料辐射单元的相位配置为变量，以基站发射端的总功率和V2V链路中发射的功率阈值为约束条件，构建目标函数；对目标函数进行迭代优化确定V2V链路中发射的目标功率和RIS中每个超材料辐射单元的目标相位配置。本发明提升了V2V通信系统的总数据速率。

技术领域

本发明涉及车联网通信领域，特别是涉及一种基于可重构反射超表面的车联网通信优化方法及系统。

背景技术

移动设备的数量爆炸式增长，引发了未来无线系统对高速且无缝数据服务的迫切需求，如何在复杂的时变无线环境中提高链路质量成为一个亟待解决的问题。现有的用于增强目标信号的方法均依赖于额外的硬件，这不可避免的带来高功耗和高复杂度的信号处理等问题。

近年来，一种新的传输技术RIS应运而生，该技术通过控制多个RIS单元的电磁响应，将传播环境塑造成理想的形态。具体来说，RIS是一种超薄表面，嵌有多个RIS元件，它们的电磁响应(如相移)可以由简单的可编程二极管控制。与传统天线发射的散射波不同，在基于RIS的可编程传播环境中，接收信号直接反射到接收机，没有额外的硬件功耗产生，并且提高了链路质量和覆盖面积。

设备到设备(V2V)通信被认为是未来蜂窝网络的一个重要特征。在一个支持V2V的蜂窝网络的基础上，链路的源端和目的地端可以通过复用接入链路的频带直接相互通信，而无需绕过基站。因此，它可以充分利用稀缺的频谱资源，显著提高网络吞吐量，有效扩大覆盖范围。然而，一个尚未解决的关键问题是V2V通信造成的干扰增加。

综上，亟需一种车联网通信优化方法或系统减少干扰以进一步提升V2V通信系统的总数据速率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于可重构反射超表面的车联网通信优化方法及系统，能够提升V2V通信系统的总数据速率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于可重构反射超表面的车联网通信优化方法，包括：

获取车联网通信系统；

根据车联网通信系统确定每个V2I链路中车辆收到的信号和每个V2V用户收到的信号；

根据每个V2V用户收到的信号以及每个V2I链路中车辆收到的信号确定的数据速率确定车联网通信系统中总数据速率；

以总数据速率最大为目标，以V2V链路中发射的功率和RIS中每个超材料辐射单元的相位配置为变量，以基站发射端的总功率和V2V链路中发射的功率阈值为约束条件，构建目标函数；

根据目标函数确定V2V链路中发射的目标功率和RIS中每个超材料辐射单元的目标相位配置。

可选地，所述车联网通信系统包括：基站、可重构反射超表面RIS、V2I链路、V2V链路、多个与基站进行V2I通信的车辆和多对进行V2V通信的车辆对；所述V2I链路包括：基站到用户的直接链路和经过RIS的反射传输链路；所述V2V链路包括：两个车辆之间的链路和经过RIS的反射传输链路。

可选地，所述根据目标函数确定V2V链路中发射的目标功率和RIS中每个超材料辐射单元的目标相位配置，具体包括：

对目标函数进行迭代优化，直至相邻迭代的目标函数之差小于设定阈值时，确定确定V2V链路中发射的目标功率和RIS中每个超材料辐射单元的目标相位配置。

一种基于可重构反射超表面的车联网通信优化系统，包括：

车联网通信系统获取模块，用于获取车联网通信系统；