[发明专利]一种智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法

权利要求书

1.一种智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a、在NOMA传输模式下，中心用户与边缘用户工作在相同的时频资源块，得到基站b处接收信号的表达式z_b；

步骤b、根据用户解调次序，在各个基站处先解调中心用户的信号，得到中心用户的信干噪比表达式γ_C，b；

步骤c、中心用户解调完成后，各个基站从接收信号中删除已恢复的中心用户信号，并将残余的边缘用户信号传送到中心单元进行联合检测，中心单元采用最大比合并技术处理来自两个基站的信号，得到边缘用户的信干噪比表达式γ_E；

步骤d、以基站b服务的中心用户发射功率系数{β_C，b，b＝1，2}，边缘用户的发射功率系数β_E和相位偏移矩阵Φ为优化变量，系统总发射功耗为目标函数，在满足中心用户与边缘用户信干噪比阈值的前提下，构建约束优化问题P0；

步骤e、根据中心用户与边缘用户发射功率与相位偏移矩阵之间的关系，将原约束优化问题P0转化为约束优化问题P1，转化后问题P1的优化变量只包含相位偏移变量

步骤f、利用转化问题P1所含矩阵的低秩特性，采用施密特正交化对低秩矩阵做进一步分解，将优化问题P1进一步转化为优化问题P2；

步骤g、忽略约束优化问题P2的限制条件，根据广义瑞利熵的性质，采用特征值分解得到优化问题P2的最优解

步骤h、将得到的最优解进行调整，调整的原则是使得优化问题P2的最优解与调整后的可行解之间夹角最小，从而得到满足限制条件的最优相位偏移量

步骤i、根据步骤h得到的最优相位偏移量构建最佳相位偏移矩阵Φ，再根据步骤e中相位偏移与功率分配之间的关系，分别得到中心用户与边缘用户所需的发射功率。

2.根据权利要求1所述的一种智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法，其特征在于：

步骤a中，基站b中心用户的发送信号x_C，b与边缘用户的发送信号x_E在相同的时频资源块上传输，那么，基站b处的接收信号可以表示为

其中，β_C，b为基站b服务的中心用户发射功率系数，β_E为边缘用户的发射功率系数，h_C，b为基站b与其服务的中心用户之间的信道系数，h_E，b为边缘用户到基站b的信道系数，为智能反射面到基站b的信道向量，h_E，I为智能反射面与边缘用户之间的信道向量，v_b为基站b处的加性噪声信号，其服从均值为0、方差为的复高斯分布，Φ是一个对角矩阵表示智能反射面的相位偏移；相位偏移矩阵可以表示为Φ＝diag{w₁，...，w_N}，其中，0≤θ_n＜2π，diag{·}为对角化运算，N为智能反射面上所部署的反射单元数目，θ_n为第n个反射单元的相位偏移量，j为虚数单位，即

3.根据权利要求2所述的一种智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法，其特征在于：步骤b中，在解调中心用户信号时，将边缘用户的信号当成干扰，那么，基站b的中心用户信干噪比可以表示为

4.根据权利要求3所述的一种智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法，其特征在于：步骤c中，边缘用户的接收信干噪比可以表示为

5.根据权利要求4所述的一种智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法，其特征在于：步骤d中，为了最小化系统总发送功耗，优化问题P0可以表示为

P0：

s.t.C1：

C2：

C3：|w_n|＝1，1≤n≤N，

其中，与为基站b的中心用户与边缘用户信干噪比阈值，限制条件C1与C2用于满足中心用户与边缘用户的服务质量，限制条件C3用于满足智能反射面各个反射单元的幅度都为1。