[发明专利]一种基于IRS辅助的高能效联合波束成型方法

权利要求书

1.一种基于IRS辅助的高能效联合波束成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，建立一个MBS基站，使MBS基站与M个全双工AP保持通讯，M个双全工AP通讯对应K个单天线用户，在单天线用户周围部署R个IRS以辅助接入和回传链路传输；

S2，由于主动波束成形向量w_k、主动波束成形向量v_k和被动波束成形向量Θ_r是高度耦合的，采用交替优化方法来解耦主动波束成形向量w_k、主动波束成形向量v_k；

S3，通过被动波束成形向量Θ_r优化主动波束成形向量w_k、主动波束成形向量v_k；

S4，通过给定的主动波束成形向量w_k、主动波束成形向量v_k优化被动波束成形向量Θ_r。

2.根据权利要求1所述的一种基于IRS辅助的高能效联合波束成型方法，其特征在于，S1中，MBS基站配备L根天线并通过回传链路向全双工AP传输多播消息，每个全双工AP配备N+1根天线，一根用于接收，其他用于发送。

3.根据权利要求1所述的一种基于IRS辅助的高能效联合波束成型方法，其特征在于，S1中，每个单天线用户和为该单天线用户服务的全双工AP组成一个集群，同一个集群内的全双工AP向单天线用户发送相同的消息；

单天线用户u_k给定且固定的匹配c_m,k和c_r,k，c_m,k为表示第m个全双工AP是用户u_k的服务全双工AP，c_r,k为第r个IRS和单天线用户u_k的匹配结果。

4.根据权利要求1所述的一种基于IRS辅助的高能效联合波束成型方法，其特征在于，S1中，在IRS辅助的以单天线用户为中心的网络中，全双工AP至单天线用户的等效信道包括AP-用户链路和AP-IRS-用户链路，MBS基站与单天线用户之间的等效信道包括MBS-用户链路和MBS-IRS-用户链路。

5.根据权利要求1所述的一种基于IRS辅助的高能效联合波束成型方法，其特征在于，S3中，通过被动波束成形向量Θ_r优化主动波束成形向量w_k、主动波束成形向量v_k的方法如下：

其中，EE_k为第k个用户的能量效率，结合凸优化工具包CVX对上式进行求解。

6.根据权利要求1所述的一种基于IRS辅助的高能效联合波束成型方法，其特征在于，S4中，通过给定的主动波束成形向量w_k、主动波束成形向量v_k优化被动波束成形向量Θ_r的方法如下：

其中，为AP至用户k的等效信道，为h_k的共轭转置，为g_r,k的共轭转置，为G_r的共轭转置。