[发明专利]一种可重构全息超表面辅助的双连接组网系统及方法

说明书

本发明提供了一种可重构全息超表面辅助的双连接组网系统及方法，第一基站和第二基站上均装配有可重构全息超表面，第一基站和第二基站通过可重构全息超表面与边缘设备连接；控制模块根据可重构全息超表面产生的发射信号，以发射信号的传输速率最大为目标对所述可重构全息超表面进行优化，并以优化后的超表面向边缘设备传输数据，从而实现了在RHS辅助下将用户数据流通过多个基站传送给用户，提高了单用户的吞吐量，使多用户无线通信系统的用户总数据速率最大化。

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，特别是涉及一种可重构全息超表面辅助的双连接组网系统及方法。

背景技术

为了实现无处不在的智能信息网络，即将到来的第六代(6G)无线通信对天线技术提出了严格的要求，如容量增强和精确的波束控制。虽然广泛使用的碟形天线和相控阵天线都有能力实现这些目标，但它们都存在着自身固有的缺陷，严重阻碍了它们的未来发展。具体而言，碟形天线需要沉重而昂贵的波束转向机械，而相控阵高度依赖功率放大器，耗电功率大，移相电路复杂，移相器众多，尤其是在高频波段。因此，为了满足未来6G无线系统中指数增长的移动设备的数据需求，需要更经济高效的天线技术。在现有的天线技术中，全息天线作为一种小尺寸、低功耗的平面天线，以其低制造成本和低硬件成本的多波束控制能力受到越来越多的关注。具体地说，全息天线利用金属贴片在表面构建全息图案，根据干涉原理记录参考波和目标波之间的干涉。然后，参考波的辐射特性可以通过全息图案来改变，以产生所需的辐射方向。

然而，随着移动设备的爆炸性增长，传统的全息天线面临着巨大的挑战，因为一旦全息图案建立，传统全息天线其辐射方向图就固定了，因此无法满足移动通信的需求。

且目前还没有工作研究RHS辅助下的双连接技术，从而是的现有的用户吞吐量不足，多用户无线通信系统的用户总数据速率无法达到最大化。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可重构全息超表面辅助的双连接组网系统及方法，实现了在RHS辅助下将用户数据流通过多个基站传送给用户，通过对RHS的优化，从而提高了单用户的吞吐量，使多用户无线通信系统的用户总数据速率最大化。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种可重构全息超表面辅助的双连接组网系统，包括：第一基站、第二基站、可重构全息超表面、控制模块和多个边缘设备；

所述第一基站和所述第二基站上均装配有所述可重构全息超表面，所述第一基站和所述第二基站通过所述可重构全息超表面与各所述边缘设备连接；所述可重构全息超表面用于产生发射信号；所述控制模块与所述可重构全息超表面连接，所述控制模块用于以所述发射信号的传输速率最大为目标对所述可重构全息超表面进行优化；

所述第一基站和所述第二基站用于控制各自优化后的所述可重构全息超表面向各个所述边缘设备发送信号。

优选地，所述第一基站为微基站，所述微基站的功率为2W。

优选地，所述第二基站为小型基站。

优选地，所述控制模块包括：

获取模块，用于获取所述发射信号；

最优模型确定模块，用于以所述发射信号的传输速率最大为目标，基于系统总用户速率最大化算法对所述发射信号进行优化，得到最优波束成型模型；

速率确定模块，用于根据所述最优波束成型模型控制所述可重构全息超表面的传输速率。

优选地，所述最优模型确定模块包括：

初始化单元，用于对所述可重构全息超表面中的每个超材料辐射单元的辐射振幅进行初始化，得到第一全息波束成形模型；

第一优化单元，用于基于数字波束成形优化算法对所述第一全息波束成形模型进行优化，得到第一数字波束成形模型；