[发明专利]一种可重构智能表面辅助的非正交多址网络资源分配方法

说明书

本发明公开了一种可重构智能表面辅助的非正交多址网络资源分配方法。首先建立用户与基站间的信道模型，然后利用长短期记忆算法、基于K均值的高斯混合模型算法和基于深度Q网络的算法来分别预测用户的移动性、用户聚类以及联合确定相移矩阵和功率分配策略，最后优化该网络下最优资源分配策略。本发明提供了一种新颖的动态环境下的可重构智能表面辅助的多输入单输出非正交多址网络资源分配方法，具有良好的应用价值。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种可重构智能表面辅助的非正交多址网络资源分配方法。

背景技术

随着无线网络对大容量需求的增加，传统的多址接入方案无法保证连接质量。因此，追求频谱效率已成为无线网络的主要关注点，尤其是在数据量和访问量呈爆炸式增长的5G及以后的网络中。尽管已经调用了各种技术来提高频谱效率，例如大规模多输入多输出和毫米波通信、超大规模和无处不在的无线连接，但距离提高频谱和能量效率还很远。

非正交多址接入是一种新颖的接入技术，它利用非正交原理使多个用户共享时域、频域或码域资源。最吸引人的是功率域非正交多址接入技术，其核心思想是叠加两个不同功率用户的信号，通过机会性探索用户的不同信道条件来更有效地利用频谱。与只将单一无线电资源分配给一个用户的正交多址接方案相比，非正交多址接入技术分别在基站和用户端应用叠加编码和连续干扰消除技术。此外，为了进一步提高非正交多址接入无线网络的频谱效率和用户连接性，可重构智能表面具有很大的优势，它可以通过在一个平面上集成大量低成本的无源反射元件来重构无线传播环境，从而显着提高无线通信网络的性能。可重构智能表面上的元件可以通过控制其幅度和/或相位来独立地反射接收的入射信号，从而可以增强从基站到用户的接收信号。与某些通信辅助技术(例如放大转发和解码转发中继)相比，可重构智能表面辅助的无线网络消耗的能量更少。因此，受可重构智能表面优势的启发，可重构智能表面辅助的无线网络已被视为下一代无线通信系统的候选方案之一。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提出在一个可重构智能表面辅助的非正交多址网络资源分配方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方法：

一种可重构智能表面辅助的非正交多址网络资源分配方法，包括如下步骤：

步骤一：建立通信用户与基站间的信道模型；

所述信道模型包括一个N天线基站、L个移动用户以及一个拥有K个反射元素的可重构智能表面；所述N天线基站与移动用户之间的直接通信链路被阻挡，只能通过可重构反射表面建立通信链路，并且L个移动用户将被分成M个类；

分别定义N天线基站到可重构智能表面及可重构智能表面到第M个类中第l个移动用户的信道为G∈C^K×N和H表示共轭；此外，对于可重构智能表面，其反射系数矩阵可以表示为其中β_k和θ_k分别表示第k个元素的振幅和相位，则第m个类中第l个移动用户接收到的信号为：

其中n_m,l～CN(0,δ²)表示零均值和方差为δ²的加性高斯白噪声，ω_m和x_m是第m个类的波束成形和传输符号；假设第m个类中第l_i和l_j个移动用户，其解码顺序满足则第l_i和l_j个用户的信号与干扰噪声比分别表示为：