[发明专利]基于最大最小化和速率的智能反射镜辅助双向中继网络功率分配方法及装置

权利要求书

1.一种基于最大最小化和速率的智能反射镜辅助双向中继网络功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立智能反射镜辅助双向解码转发中继网络的系统模型；

步骤2、构建智能反射镜辅助双向解码转发中继网络的最大最小化和速率的优化问题；

步骤3、引入中间变量，将最大最小化和速率的非凸优化问题转化为凸优化问题；

步骤4、通过CVX求解出智能反射镜辅助双向解码转发中继网络的功率分配因子以及最优的系统和速率。

2.根据权利要求1所述的基于最大最小化和速率的智能反射镜辅助双向中继网络功率分配方法，其特征在于，步骤1所述的建建立智能反射镜辅助双向解码转发中继网络的系统模型，具体如下：

步骤1.1、在智能反射镜辅助双向解码转发中继网络的系统中，用户1和用户2分别具有1根天线，中继具有M根天线和智能反射镜N个元件；在中继和智能反射镜的帮助下，用户1与用户2可以进行双向通信；用户1和用户2发射的信号分别为x₁和x₂，系统发射信号总功率为P，用户1、用户2和双向中继的功率分配因子分别为β₁、β₂和β₃；信号传输过程中，所经过的信道遵循大规模衰减其中，d₀为参考距离，设置为1m；d为发射端与接收端之间的距离；X_σ为阴影变量，服从均值为0，方差为σ²的分布；

步骤1.2、在第一时隙中，用户1到双向中继、用户1到智能反射镜、用户2到双向中继、用户2到智能反射镜和智能反射镜到双向中继的信道分别为h_1r∈C^M×1、h_1i∈C^N×1、h_2r∈C^M×1、h_2i∈C^N×1和H_ir∈C^M×N，智能反射镜相移矩阵第i个元件的相位β_1i∈(0,2π]；n_r为双向中继的接收噪声，服从均值为0、方差为的高斯分布；

则双向中继的接收信号为：

先将x₂视为是未知的干扰，双向中继首先将x₁解码成再从(1)中消除x₁的贡献，将x₂解码为

步骤1.3、在第二时隙中，双向中继采用网络编码对和编码成一个新信号，即然后每个用户将接收到的x_r解码为并且重构由另一个用户发送的信号，即或

步骤1.4、设定第一时隙和第二时隙的信道存在互易性，在自我干扰消除后，用户1和用户2的接收信号分别为：

其中，n₁为用户1的接收噪声，服从均值为0、方差为的高斯分布；n₂为用户2的接收噪声，服从均值为0、方差为的高斯分布；为智能反射镜相移矩阵；θ_2i∈(0,2π]为第i个元件的相位；

步骤1.5、用户1→双向中继链路和双向中继→用户2链路的速率分别为：

其中，→表示到；

因此用户1→双向中继→用户2链路的速率为R₁₂＝min{R_1ir,R_ri2}；

同理，用户2→双向中继链路和双向中继→用户1链路的速率分别为：

其中，

因此用户2→双向中继→用户1链路的速率为R₂₁＝min{R_2ir,R_ri1}；

步骤1.5、用户1→双向中继和用户2→双向中继链路的多址信道速率为：

因此智能反射镜辅助双向解码转发中继网络的系统和速率为：

R＝min{R₁₂+R₂₁,R_MAC} (9)。