[发明专利]一种智能反射面增强云接入网多天线用户上行传输方法

说明书

一种智能反射面增强云接入网多天线用户上行传输方法，属于无线通信技术领域。其特点在于对用户发送波束赋形，IRS被动波束赋形以及前传压缩噪声协方差矩阵进行联合优化；多天线用户通过射频拉远头RRH与基带处理单元BBU池通信，并在用户和RRH之间部署多个IRS；RRH对接收到的信号进行点对点压缩或Wyner‑Ziv编码，然后通过前传链路传输到BBU池。本发明针对IRS辅助的C‑RAN上行链路传输系统，通过对用户发送波束赋形，IRS被动波束赋形以及前传压缩噪声协方差矩阵的联合设计，提升通信系统的上行链路总速率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种针对多智能反射面IRS辅助云接入网C-RAN多天线多用户上行传输的波束赋形以及前传压缩联合设计方法。

背景技术

随着人工智能AI、物联网IoT、移动互联网和工业互联网的发展，为了向全社会提供多样化的无线网络服务，需要构建跨场景、跨领域的无线网络服务。因此，传统的无线通信系统已经无法满足现在的通信需求。

云接入网(C-RAN)是一个有望缓解现在通信需求的无线通信系统，它不同于传统的通信系统，它将传统基站的基带处理功能向后迁移到基带处理单元(BBU)池中。因此，在C-RAN中可以实现联合信号处理以及灵活的资源管理。用户将信号传输到射频拉远头(RRH)，RRH将信号通过点对点压缩或者Wyner-Ziv编码压缩，经过前传链路传输到BBU池。由于有些用户与RRH相距较远，因此可以通过智能反射面IRS来辅助用户接入到RRH。IRS是由大量反射单元组成的一个平面，通过这些反射单元，可以对用户传输过来的信息进行反射，并且可以通过对反射单元的控制来对信息的振幅和相位进行控制，使得RRH更好地服务于用户。与传统的中继不同，它可以智能的重构无线网络环境，有效的提升无线网络的性能。

通过IRS辅助C-RAN的接入链路，用户通过直射链路和反射链路将信号传输到RRH，RRH通过点对点压缩或Wyner-Ziv编码压缩接收信号，再经过前传链路将信号传输到BBU池。该系统的性能取决于用户发送波束赋形，IRS被动波束赋形以及前传压缩噪声协方差矩阵，通过联合优化用户发送波束赋形，IRS被动波束赋形以及前传压缩噪声协方差矩阵，进一步提升上行链路总速率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种智能反射面增强云接入网多天线用户上行传输方法。

本发明提供如下技术方案：一种智能反射面增强云接入网多天线用户上行传输方法，通过IRS辅助C-RAN接入链路，以最大化上行链路总速率为目的，对用户发送波束赋形，IRS被动波束赋形以及前传压缩噪声协方差矩阵进行联合优化，具体包括如下步骤：

1.1)基于IRS辅助的C-RAN的接入链路传输系统中，多天线用户通过RRH与BBU池进行通信，将多个IRS部署在用户和RRH之间，辅助用户接入RRH；链路传输系统中有K个多天线用户，有L个RRH，每个用户有N_U根发射天线，每个RRH有N_R根接收天线，在用户和RRH之间部署有M个IRS，每个IRS有N_I个反射单元；RRH对接收信号进行压缩，再通过前传链路传输到BBU池；

1.2)用户k,k＝1,...,K向RRH发送信号x_k＝F_ks_k，其中表示具有协方差矩阵的数据符号向量，d表示每个用户发送数据流中的数据符号个数，表示受功率约束的用户发送波束赋形，P_k表示用户发射功率；各RRH通过直射链路和IRS的反射链路接收用户发送的信号，第l个RRH，

RRHl，l＝1,...,L接收到的信号表示为：