[发明专利]基于可重构全息超表面的用户调度方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于可重构全息超表面的用户调度方法及装置，包括：获取可重构全息超表面到所有用户的信道信息；基于所述信道信息，构建一个待优化变量与待优化目标之间的用户调度最优化问题；基于约束条件求解用户调度最优化问题，获取最优调度集合。本发明通过优化全息超表面通信系统的用户调度来提升总通信速率、能量效率等系统性能。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体为一种基于可重构全息超表面的用户调度方法及装置。

背景技术

目前，随着移动设备和智能终端的不断发展，未来无线网络对数据流量的需求急剧增长。为了满足快速增长的数据流量需求，实现无缝通信，D2D技术被认为是一种很有前景的解决方案。在D2D通信中，用户之间可以直接通信，而无需通过基站(BS)转发。由于用户之间传输距离短，D2D通信可以降低能耗，在紧急情况下提供预警，提升用户的QoS(qualityof service)需求。一般情况下，允许D2D链路与蜂窝链路共享上行频谱，可以缓解频谱不足的问题。然而，共享频谱会使得D2D链路对蜂窝网络造成不可避免的干扰，对蜂窝网络的通信质量造成严重影响。

一种创新的、革命性的技术，即可重构全息超表面RHS，它可以有效地消除D2D干扰，满足高数据速率的要求。RHS是一种超轻薄的平面天线，天线表面嵌有许多超材料辐射单元。具体而言，由天线馈源产生的参考波以表面波的形式激励RHS，使得基于印刷电路板(PCB)技术制造的拥有紧凑结构的RHS成为可能。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，根据全息图案，每个辐射单元可以通过电控制参考波的辐射幅度来产生所需的辐射方向。因此，相比于传统的碟形天线和相控阵天线，RHS无需重型机械运动装置和复杂的移相电路就可以实现动态波束成形，可以大大节省天线制造成本以及功率损耗，同时其轻薄的结构也十分便于安装。

发明内容

为了解决现有的基于可重构全息超表面的通信系统缺少用户调度方法的问题,本发明提供一种基于可重构全息超表面的用户调度方法及装置，基于可重构全息超表面的通信系统进行建模，并求解用户调度问题来获取用户调度方案。

本发明的技术内容包括：

一种基于可重构全息超表面的用户调度方法，适用于配备可重构全息超表面基站构成的通信系统，其步骤包括：

1)获取可重构全息超表面到所有用户的信道信息H_i，其中i为用户编号；

2)基于所述信道信息H_i，构建一个待优化变量与待优化目标之间的用户调度最优化问题，其中待优化变量包括与用户调度相关的变量，所述待优化目标包括最大化系统性能；

3)基于约束条件求解用户调度最优化问题，获取最优调度集合。

进一步地，所述可重构全息超表面包括：N个辐射单元和K个馈源，其中每个馈源与基站的一个射频链路相连。

进一步地，与用户调度相关的变量包括：RHS波束形成矩阵和调度集合。

进一步地，系统性能包括：总传输速率或能量效率。

进一步地，发射功率约束和可重构全息超表面幅度约束。

进一步地，发射功率约束包括：基站的发射功率不能超过设定的上限

进一步地，可重构全息超表面的幅度在[0,1]之间取值。

进一步地，求解最优化问题的方法包括：迭代优化方法。

一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行以上所述方法。

一种电子装置，包括存储器和处理器，其中存储器存储执行以上所述方法的程序。