[发明专利]基于可重构折射超表面的多小区通信干扰消除方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于可重构折射超表面的多小区通信干扰消除方法及装置，该方法包括：获取通信参数；联合设计基站c的可重构折射超表面的高度与俯仰角；基于所述高度与俯仰角，计算基站c的可重构折射超表面的各单元与各小区中各用户的总信道矩阵值瞬时值；联合设计基站的数字波束成形矩阵集合和可重构折射超表面的透射系数矩阵集合，以最大化各个小区的用户总传输速率；基于数字波束成形矩阵集合，使用相应的数字波束成形矩阵设置各基站内部的数字波束赋型矩阵，并基于透射系数矩阵集合，使用相应的透射系数矩阵设置可重构折射超表面各单元的状态。本发明可消除基于可重构折射超表面天线的多小区通信系统中的干扰，从而最大化和速率。

技术领域

本发明涉及电子学领域，具体为一种基于可重构折射超表面的多小区通信干扰消除方法及装置。

背景技术

大规模MIMO是未来无线通信的重要组成部分。现有的大规模MIMO系统中使用了传统相控阵天线，用于实现beamforming。但是传统相控阵具有功耗高、造价昂贵的缺点。为了解决这一问题，最近，人们提出了可重构反射超表面天线。然而，该天线存在如下缺点：由于馈源会对反射波产生一定的遮挡作用，所以天线辐射效率不高。为此，人们提出了可重构折射超表面(记为RRS)天线。由于可重构折射超表面不存在馈源遮挡的问题，所以它的辐射效率比传统可重构反射超表面天线的高。然而现有关于可重构折射超表面天线的研究，基本都是在研究如何设计该天线从而优化和天线相关的指标，比如带宽、损耗等，而没有考虑基于RRS天线的通信系统。而且现有的都是研究只包含单个馈源的可重构折射超表面天线，所以不能用于多用户系统中。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一种基于可重构折射超表面的多小区通信干扰消除方法及装置，通过建模并求解一最优化问题，生成通信干扰消除方案，以消除干扰。

本发明的技术方案包括：

一种基于可重构折射超表面的多小区通信干扰消除方法，适用于C个小区构成的通信系统，其中每一所述小区设有一配置可重构折射超表面天线的基站c与L个用户，所述可重构折射超表面天线由K_c个馈源与一可重构折射超表面组成，所述可重构折射超表面包括若干单元，所述方法的步骤包括：

获取通信参数，所述通信参数包括：基站的可重构折射超表面天线包含的馈源数目以及单元数目、用户数目、基站c的可重构折射超表面的各单元与每一小区中各用户的总信道矩阵中的小尺度衰落的分布、基站c的各馈源到各单元之间的总信道矩阵H^c和加性白高斯噪声的方差；

根据用户数目、基站c的可重构折射超表面的各单元与每一小区中各用户的总信道矩阵中的小尺度衰落的分布、总信道矩阵H^c与加性白高斯噪声的方差，联合设计基站c的可重构折射超表面的高度与俯仰角；

基于所述高度与俯仰角，计算基站c的可重构折射超表面的各单元与各小区中各用户的总信道矩阵值瞬时值；

根据基站的可重构折射超表面天线包含的馈源数目以及单元数目、用户数目、总信道矩阵值瞬时值、与加性白高斯噪声的方差，联合设计基站的数字波束成形矩阵集合{V_c}和可重构折射超表面的透射系数矩阵集合{R^c}，以最大化各个小区的用户总传输速率S；

基于数字波束成形矩阵集合{V_c}，使用相应的数字波束成形矩阵V_c设置各基站内部的数字波束赋型矩阵，并基于透射系数矩阵集合{R^c}，使用相应的透射系数矩阵R^c设置可重构折射超表面各单元的状态。

进一步地，所述设计基站c的可重构折射超表面高度与俯仰角，包括：

1)保持高度不变，计算最优总传输速率S_t，并记录相应的俯仰角其中t为第一迭代次数；