[发明专利]一种波束赋形方法、装置、计算机设备和存储介质

权利要求书

1.一种波束赋形方法，其特征在于，包括：

根据从用户发射机到从用户接收机的通道、智能反射面到从用户接收机的反射通道、从用户发射机到智能反射面的通道、智能反射面相移矩阵以及主动发射预编码矩阵，确定每个从用户接收机的信噪比；

根据通过智能反射面从从用户发射机到主用户接收机的级联信道、从用户发射机到智能反射面的通道以及主动发射预编码矩阵，确定施加在主用户接收机的干扰温度；

根据所述每个从用户接收机的信噪比、施加在主用户接收机的干扰温度、反射波束形成的单位模量，基于有界信道状态信息误差模型求解最优的主动发射预编码矩阵以及最优的智能反射面相移矩阵；

其中：有界模型采用有界CSI模型，在该模型中假设直接信道和级联信道的CSI误差在以下区域有界：

||△g_d||₂≤ε_d,||G_r||_F≤ε_r

其中ε_d和ε_r是CSI误差有界区域的半径，进而有：

通过优化TPC矩阵W和RED矩阵Φ，根据反射波束形成的单位模、每个SR的SINR要求以及对PR的限制，使ST的总发射功率达到最小；进而将优化问题表述为：

约束条件：

在问题(P0)中，是每个SR的QoS要求，其中γ_k是SR k的最小SINR，可以被视为/其中r_k(bit/s)是相应的所需数据速率，Γ是PR的阈值，IT≤Γ保证施加在PR上的干扰是可以接受的，/是IRS相移的约束，是不确定CSI约束；

该问题是非凸的，发送预编码矩阵和相移矩阵互相耦合且存在不确定性误差，为了解耦去不确定性，通过寻找最坏情况重新构造优化问题，交替求解W和Φ；将问题(P0)重新表述为:

约束条件：

将基于有界CSI误差的优化问题转化为确定性问题，其中，用交替算法通过相互固定来交替优化W和Φ，记第t次迭代计算得到得预编码阵和相移矩阵分别为W^(t)和Φ^(t),优化W时假定Φ已知，优化Φ时假定W已知，然后各自求解，解决方案如下：

写出固定Φ优化W的子问题:

约束条件：

其中，这个问题是一个二阶锥规划问题，用凸优化工具来解决此问题：写出固定W优化Φ的子问题：

约束条件：

其中,τ＝[τ₁,..,τ_2N]^T是单位模量相位约束的松弛变量，

令提取X的前N行N列元素组成子矩阵B，用b表示由X的第一行到第N行的(N+1)列中的元素组成的向量，b_N+1是X第(N+1)行和第(N+1)列元素，μ是用于缩放惩罚项||τ||₁的惩罚乘数，该惩罚项可结合调整μ来控制φ的可行性，这个子问题是一个二阶锥规划问题，用凸优化工具来解决此问题。

2.根据权利要求1所述的波束赋形方法，其特征在于，所述根据通过智能反射面从从用户发射机到主用户接收机的级联信道、从用户发射机到智能反射面的通道、智能反射面相移矩阵以及主动发射预编码矩阵，确定施加在主用户接收机的干扰温度的步骤，包括：

将通过智能反射面从从用户发射机到主用户接收机的级联信道、从用户发射机到主用户接收机的通道集成为信道等效组合形式；

根据所述信道等效组合形式以及信道的不确定度，获得从用户发射机处的估计综合信道状态信息以及综合信道状态信息误差矩阵；

根据所述从用户发射机处的估计综合信道状态信息、综合信道状态信息误差矩阵、智能反射面相移矩阵以及主动发射预编码矩阵，确定施加在主用户接收机的干扰温度。