[发明专利]一种IRS辅助的毫米波多小区间干扰的抑制方法

说明书

本发明公开了一种IRS辅助的毫米波多小区间干扰的抑制方法，包括以下步骤：步骤1)，建立IRS辅助mmWave通信的系统模型，并对系统模型存在的优化问题进行描述；步骤2)，将优化问题等价转换为等效问题；步骤3)，利用AO算法将等效问题解耦成三个子问题；步骤4)，三个子问题经过非凸优化问题到凸优化问题的转化，得出步骤1)描述的原优化问题的结果。本发明提出的IRS辅助mmWave多小区通信，为增强mmWave覆盖范围的同时抑制ICI来提高用户的通信质量提供重要保障。通过联合优化MBS的发射波束成形、IRS的反射波束成形以及IRS的位置，来最大化最小用户的SINR。

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种IRS辅助的mmWave多小区间干扰的抑制方法，用在增强mmWave通信覆盖范围的同时，解决ICI来提高边缘用户的通信质量。

背景技术

毫米波(Millimeter Wave，mmWave)通信是满足B5G和6G无线网络对高数据速率需求的有效解决方案。然而，毫米波基站(mmWave Base Station，MBS)的密集部署在增强mmWave覆盖范围的同时也会产生严重的小区间干扰(Inter-cell Interference，ICI)。智能反射面(Intelligent Reflecting Surface，IRS)辅助通信作为一项革命性新技术，其每个元件可以独立调相来协作改变反射信号的传播特性。因此，可以利用IRS辅助mmWave多小区通信，在增强mmWave通信覆盖范围的同时，解决ICI来提高边缘用户的通信质量。

现有的技术中公开了：

Q.Wu and R.Zhang的文献“Intelligent Reflecting Surface EnhancedWireless Network via Joint Active and Passive Beamforming(通过联合主动和被动波束成形的智能反射面增强无线网络),”IEEE Transactions on WirelessCommunications,vol.18,no.11,pp.5394-5409,Nov.2019，通过联合优化接入点(AccessPoint，AP)的发射波束成形和IRS的反射波束成形，来最小化AP的总发射功率，提出利用交替优化(Alternating Optimization，AO)将变量解耦分解成两个子问题进行求解。

G.Zhou,C.Pan,H.Ren,K.Wang,M.Elkashlan and M.D.Renzo的文献“StochasticLearning-Based Robust Beamforming Design for RIS-Aided Millimeter-WaveSystems in the Presence of Random Blockages(存在随机阻塞的RIS辅助毫米波系统的基于随机学习的鲁棒波束成形设计),”IEEE Transactions on Vehicular Technology,vol.70,no.1,pp.1057-1061,Jan.2021，在mmWave频段考虑了随机阻塞的影响，提出了基于随机学习的鲁棒波束成形设计方案。

H.Xie,J.Xu and Y.-F.Liu的文献“Max-Min Fairness in IRS-Aided Multi-Cell MISO Systems With Joint Transmit and Reflective Beamforming(具有联合发射和反射波束成形的IRS辅助多小区MISO系统中的最大-最小公平性),”IEEE Transactionson Wireless Communications,vol.20,no.2,pp.1379-1393,Feb.2021，在多小区多输入单输出的系统中利用IRS辅助多小区通信，通过最大化最小用户的加权信干燥比(Signal-to-Interference-Plus-Noise Ratio，SINR)来抑制ICI。