[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

说明书

本发明公开了一种智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法，包括以下步骤：步骤a、得到基站b处接收信号的表达式z_b；步骤b、得到中心用户的信干噪比表达式γ_C，b；步骤c、得到边缘用户的信干噪比表达式γ_E；步骤d、构建约束优化问题P0；步骤e、将原约束优化问题P0转化为约束优化问题P1；步骤f、将优化问题P1进一步转化为优化问题P2；步骤g、采用特征值分解得到优化问题P2的最优解步骤h、得到满足限制条件的最优相位偏移量步骤i、构建最佳相位偏移矩阵Φ，得到中心用户与边缘用户所需的发射功率。本发明提供的一种智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法，能够实时配置无线信道传播环境，降低系统的总发射功耗。

技术领域

本发明具体涉及一种智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法，属于无线通信中智能反射面技术领域。

背景技术

智能反射面(IRS)被认为是下一代移动通信的关键技术之一，其由可配置电磁超材料制造而成，是未来无线通信中一种低成本而高能效的解决方案。智能反射面可部署在建筑物的外立面或者房屋的顶部，通过实时调整入射信号的相位，可有效对抗无线电磁传播环境的随机性。另一方面，非正交多址接入(NOMA)技术采用串行干扰删除接收机在新的功率域区分不同用户信号，相比于正交多址接入，NOMA可实现在相同数目的时频资源块上支持更多的并发连接数。智能反射面与NOMA的融合可更加高效的利用频谱与功率资源，因而受到广泛的关注。

在多小区智能反射面协助的NOMA系统中，传统的正交多址传输方案与无智能反射面协助的NOMA方案均无法联合利用该系统中智能反射面与NOMA的优势，并且，对于简单的智能反射面相位偏移设计方案，比如，随机相位设计、均等相位设计，均无法充分利用瞬时信道状态信息智能地配置无线传输环境，因此，随机相位设计与均等相位设计方法均无法最大限度地发挥智能反射面在多小区系统中增强有用信号与抑制干扰信号两方面的优势，从而影响了智能反射面协助的NOMA系统的功率效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，解决现有技术的不足，提供一种能够实时配置无线信道传播环境，降低系统的总发射功耗的智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种智能反射面协助的两小区NOMA上行低功耗传输方法，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