[发明专利]基于智能反射面的多组、多播联合波束赋形算法设计

权利要求书

1.基于智能反射面的多组、多播联合波束赋形算法设计，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立如下数学优化模型：

其中，W是基站的发射波束赋形矩阵，Φ是IRS的反射相位偏移矩阵；且第一个约束条件是基站最大总发射功率约束，第二个约束是IRS反射相位偏移约束；

S2、通过GDA将以上问题等效转化成如下形式：

通过GDA算法迭代求解该问题并不断更新τ值直至其收敛；

S3、由于步骤2问题的目标函数的不平滑特性，引入辅助变量并等效转化成如下形式：

由于上述优化问题变量耦合，故无法直接求解，通过交替优化技术及矩阵提升将上述问题分解成如下两个子问题分别求解并进行交替优化：

其中关于W和的子优化问题：

将变量进行如下矩阵提升，令得到利用矩阵提升求解如下关于基站发射波束赋形的子问题：

令u＝[u₁,…,u_N]^H，v^H＝[u^H,t^*]，V＝vv^H，其中t是辅助变量并满足|t|＝1。令其中则其中

关于IRS反射相位偏移优化问题：利用矩阵提升技术，关于IRS端的反射相位偏移优化子问题表示如下：

Find V

s.t.

V±0

rank(V)＝1

在分别去掉各子问题最后一个秩为1的约束条件后，以上两个子问题均已转化为凸优化问题，可借助CVX快速求解，但是如此得到的子问题的可行解不满足秩为1。

S4、采用高斯随机化技术分别构造出秩为1的发射及反射波束赋形的可行解。

2.根据权利要求1所述的基于智能反射面的多组、多播联合波束赋形算法设计，其特征在于：循环优化步骤3中的两个子问题并通过下式更新GDA迭代因子τ：

若τ小于预定的精度，则输出最终的联合发射及反射波束赋形W以及Φ(V)。