[发明专利]一种智能反射面辅助的非正交多址接入系统功率分配方法和系统

权利要求书

1.一种智能反射面辅助的非正交多址接入系统功率分配方法，其特征在于，具体步骤如下：

建立基站、智能反射面和超可靠低时延用户的非正交多址接入系统模型，基站利用叠加编码向用户发送信号，基站与用户之间的直达链路受阻，通过智能反射面直接反射来自基站的信号给用户增加可靠的通信链路；

根据非正交多址接入系统模型联合设计基站发射功率分配和智能反射面相移矢量及解码顺序，最优功率分配和智能反射面相移矢量需要优化所有用户速率之和；

根据用户与反射面的距离和优先级设计解码顺序，并通过交替优化功率分配和智能反射面相移矩阵，获取最优的功率分配和智能反射面相移矩阵；

对最优智能反射面相移矩阵进行高斯随机化获得相应的智能反射面相移矢量，并判断是否满足迭代完成的条件，若满足则结束迭代。

2.根据权利要求1所述的智能反射面辅助的非正交多址接入系统功率分配方法，其特征在于，所述的非正交多址接入系统模型具体为：

设基站配置单个天线，K个超可靠低时延的用户均是单天线，基站的发射信号为：

其中s_k表示用户k的发射信号，p_k表示用户k的发射功率；

用户k的接收信号为：

其中g与分别表示基站与智能反射面之间、智能反射面与用户k之间的信道状态信息，z_k表示用户侧接收的高斯白噪声信号，表示智能反射面的相移矢量，其中θ_n表示反射面第n个元素的相移，N表示智能反射面元素的总数。

3.根据权利要求2所述的智能反射面辅助的非正交多址接入系统功率分配方法，其特征在于，所述优化所有用户速率之和，具体步骤为：

根据建立的智能反射面辅助的非正交多址接入系统模型，用户k的接收信干噪比γ_k表示为：

其中表示来自其他用户的干扰，μ(k)表示用户k的解码顺序，σ²表示用户接收到的热噪声功率；

根据信干噪比，用户k的信息速率R_k表示为：

其中V(x)＝1-(1+x)^-2，m表示信道实现数，ε表示解码错误概率；

以所有用户的信息速率之和为优化目标，建立优化问题，并满足基站总发射功率的约束，即：

其中表示所有解码顺序的可能的集合，C2表示解码顺序受信道状态信息的情况约束，C3表示功率分配受解码顺序的约束，P_max是基站的最大发射功率限制，w_k表示用户k的权重或优先级。

4.根据权利要求3所述的智能反射面辅助的非正交多址接入系统功率分配方法，其特征在于，所述最优的功率分配和智能反射面相移矩阵的获得方法，具体步骤为：

根据用户与反射面距离的远近，距离远的后解码，距离近的先解码，距离相同的则根据优先级决定，优先级高的后解码；

通过交替优化智能反射面相移矩阵和功率分配两个变量分别得到功率分配子问题和反射面相移矩阵优化的子问题，并将功率分配子问题和反射面相移矩阵优化的子问题分别转化为凸问题；

每次迭代用cvx的工具箱分别求解两个凸问题，得到功率和反射面的最优解分别用{p_k}^*和V*表示。