[发明专利]分布式智能反射表面辅助D2D通信方法及系统

权利要求书

1.一种分布式智能反射表面辅助D2D通信方法，其特征在于，包括：

在小区内布设至少一个智能反射表面IRS，构建得到至少一个D2D对，每个D2D对包括两个小区用户；

建立所述小区内所有D2D对中小区用户的上行链路数据传输速率模型，上行链路指信号从小区用户到基站的物理通道，小区用户的上行链路传输模型为：

        （1）

该模型中包含一个基站，用BS表示，还包含有l个IRS，K个小区用户以及j（j≤k）对D2D对，一个小区用户的频谱资源只能被一对D2D对复用；第l个IRS用IRS l表示，每个IRS含M个反射单元，第K个小区用户用CU k表示，而第j对D2D对的发送端用DT j表示，接受端用DR j表示；假设基站配备N根天线，且小区用户设备和D2D设备均为单天线设备，基站对CU k的接受波束赋形矢量用表示，， 表示矩阵， 表示矩阵的共轭转置，和分别表示CU k和DT j的发送功率；

其中， 为复用因子，当DT j复用了CU k到基站的上行链路的频段时即对CUk产生干扰，否则，；表示连接CU k到基站的直接信道，为DT j到基站的干扰信道；为IRS 的相移角矩阵，表示由括号中元素构成的对角矩阵；表示CU k到IRS l的信道，而和分别为IRS l到BS和DT j到IRS l的反射信道，B表示带宽，表示高斯白噪声；

建立所述小区内所有D2D对的通信速率模型，小区内所有D2D通信的通信速率模型为：

  （2）

其中， 为DT j到DR j的直接信道，为CU k到DR j的直接干扰信道，为RS l到DT j的反射信道；

以预置要求为优化目标，对所述上行链路数据传输模型及所述通信速率模型中的所述D2D对的复用因子进行优化；

以所述预置要求为优化目标，对所述上行链路数据传输模型中的基站对小区用户波束赋形矢量进行优化；

以所述预置要求为优化目标，对所述上行链路数据传输模型及所述通信速率模型中的所述小区用户的发送功率与所述D2D对的发送功率进行优化；

以所述预置要求为优化目标，对所述上行链路数据传输模型及所述通信速率模型中的所述IRS的相移角矩阵进行优化，使得优化后的所述D2D通信速率最大化及所述小区用户的上行链路数据传输速率最小，使得优化后的D2D通信速率及所述小区用户的上行链路数据传输速率满足预置要求，预置要求为D2D通信速率最大化的同时满足小区用户的上行链路传输速率最小。

2.根据权利要求1所述的分布式智能反射表面辅助D2D通信方法，其特征在于，所述以所述预置要求为优化目标，对所述上行链路数据传输模型及所述通信速率模型中的所述D2D对的复用因子包括：

获取所述上行链路数据传输模型及所述通信速率模型中所述D2D对的初始复用因子；

在D2D对无需复用小区用户的频谱资源时，基于所述上行链路数据传输模型获取最大传输速率，减去所述D2D对的最大传输速率，得到复用增益；

基于所述D2D对的复用增益计算获得所述D2D对的优化复用因子；

将所述优化复用因子替换为所述上行链路数据传输模型及所述通信速率模型中的所述初始复用因子。

3.根据权利要求1所述的分布式智能反射表面辅助D2D通信方法其特征在于，所述对所述上行链路数据传输模型中的基站对小区用户波束赋形矢量进行优化，包括：

分别设置所述小区用户的发射功率、所述D2D对的信号发射功率与所述IRS的相移角矩阵；

当所述D2D对复用因子未被复用时，获取所述小区用户的上行链路的传输速率；

基于最大比率发送准则与所述小区用户的上行链路数据传输速率模型获取所述波束赋形矢量；

当所述D2D对复用因子被复用时，通过所述预置要求获取所述波束赋形矢量；

将所述波束赋形矢量替换为所述上行链路数据传输模型中的所述波束赋形矢量。