[发明专利]基于智能反射面的空地非正交多址接入上行传输方法

权利要求书

1.基于智能反射面的空地非正交多址接入上行传输方法，其特征在于，具体步骤如下：

首先、搭建包括地面用户、无人机、高层建筑物、IRS和地面基站的空地通信场景；

在第m个时隙，分别建模地面用户到基站的有效链路，以及无人机到基站的有效链路；并利用有效链路，结合地面用户和无人机各自的传输功率，分别计算基站接收地面用户和无人机信号的信噪比和信干噪比；

为时隙总长度；

然后、利用信噪比和信干噪比，进一步计算基站第m时隙接收到无人机与地面用户的传输速率R[m]；并以基站在所有时隙的上行传输总速率最大化为优化目标，建立关于无人机航迹、IRS相位偏移、无人机用户发射功率、地面用户发射功率的联合优化问题；

接着、根据空地通信系统的联合优化问题，将问题建模为马尔可夫决策过程MDP；

最后、采用基于Actor-Critic框架的分布式鲁棒强化学习算法对MDP模型进行训练，输出参数θ和ω应用于空地通信场景的中心控制Actor网络，实现IRS辅助空地通信的实时联合优化。

2.如权利要求1所述的基于智能反射面的空地非正交多址接入上行传输方法，其特征在于，所述的通信场景具体为：

地面用户与无人机之间分别配置单全向天线；存在大量高层建筑物，地面用户与地面基站间均不存在直射链路，无人机与地面基站间均不存在直射链路，IRS部署在高层建筑顶端，所部署的IRS拥有N个反射单元。

3.如权利要求1所述的基于智能反射面的空地非正交多址接入上行传输方法，其特征在于，所述的地面用户到基站的有效链路表示为：

其中，h_gu,b[m]为地面用户与基站间的链路；为IRS与基站的链路的转置矩阵；Θ[m]为反射单元在第m个时隙的对角线反射系数矩阵；h_gu,s[m]为地面用户与IRS的链路；

无人机到基站的有效链路表示为：

其中，h_u,b[m]为无人机与基站间的链路；h_u,s[m]为无人机与IRS的链路。

4.如权利要求1所述的基于智能反射面的空地非正交多址接入上行传输方法，其特征在于，所述的在第m个时隙，基站接收无人机信号的信干噪比，计算公式为：

基站接收地面用户的信噪比，计算公式为：

基站第m时隙接收到无人机与地面用户的传输速率R[m]，计算公式为：

p_u[m]表示无人机的传输功率；p_gu[m]表示地面用户的传输功率；σ_b²为高斯白噪声。

5.如权利要求3或4所述的基于智能反射面的空地非正交多址接入上行传输方法，其特征在于，所述的联合优化问题为：

其中约束条件C1表示无人机和地面用户的最低数据传输速率的要求；R_u[m]表示无人机的传输速率，不低于门限R_gu[m]表示地面用户的传输速率，不低于门限

约束条件C2表示无人机和地面用户的最大可用发射功率；不高于无人机的功率门限值和地面用户的功率门限值

约束条件C3表示IRS阵元离散相位偏移值的约束；φ_n[m]表示由可编程PIN二极管所嵌入的电子元构成的IRS的相位偏移；为IRS的个数；Δφ＝2π/L，L表示IRS离散相移的数目；

约束条件C4表示保证成功的连续干扰消除SIC的NOMA技术的解码顺序约束；

约束条件C5表示无人机与障碍物的最小距离约束d_min；q[m]为无人机位置所确定的航迹点；为障碍物o_i的中心位置坐标；表示所有潜在障碍的集合。