一种基于RIS技术的异构网络公平共存方法技术

本发明专利技术提出了一种基于RIS技术的异构网络公平共存方法。基于所构建的RIS辅助下的异构网络系统，构建每个蜂窝基站的吞吐量模型、WiFi用户的干扰功率模型以及每个WiFi用户的饱和吞吐量模型；基于蜂窝基站吞吐量模型、WiFi用户的饱和吞吐量模型构建优化目标，结合WiFi用户接入信道干扰功率的大小、蜂窝基站发射功率的大小、RIS上各反射元件幅度与相位间的限制关系以及WiFi用户接入选择变量的数值构建约束条件；在约束条件的限制下，通过优化所有蜂窝基站的波束向量、可重构智能反射面的反射系数对角阵以及所有WiFi用户的接入选择变量来最大化异构网络中每个蜂窝基站和WiFi接入点加权吞吐量中的最小值。本发明专利技术提出的公平共存方法可以有效抵消传输干扰，提高频谱效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RIS技术的异构网络公平共存方法


[0001]本专利技术属于移动互联网
，尤其涉及一种基于RIS技术的异构网络公 平共存的方法。

技术介绍

[0002]随着移动互联网行业的快速发展，各种智能终端和新兴应用层出不穷。同时， 不断扩大的用户规模和爆炸式增长的数据流量给无线通信网络的发展带来了新 的挑战，当前5G移动通信亟需探索新的技术手段来扩充频谱资源，提升通信系 统容量。
[0003]目前，多入多出技术(Multiple Input Multiple Output，MIMO)、非正交 多址接入技术(Non
‑
Orthogonal Multiple Access，NOMA)、部署超密集组网(UltraDense Network，UDN)等多种方案的应用可以保证更高的用户连接密度，从而提 升系统容量和频谱效率。除此之外，研究者们还在探索拓宽现有频谱资源的可行 性。当前，许可频段频谱资源早已被各大运营商分配一空，将现有通信技术部署 到免许可频段以及毫米波等高频段成为了通信行业研究的主要方向。<br/>[0004]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RIS技术的异构网络公平共方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：构建RIS辅助的异构网络系统；步骤2：构建每个蜂窝基站覆盖下的每个蜂窝用户信号模型，根据每个蜂窝基站覆盖下的每个蜂窝用户信号模型构建每个蜂窝基站覆盖下的每个蜂窝用户信号与干扰加噪声比模型，根据蜂窝基站覆盖下的所有蜂窝用户信号与干扰加噪声比模型构建蜂窝基站的吞吐量模型；步骤3：分别构建WiFi用户的干扰功率模型、每个WiFi用户的饱和吞吐量模型；步骤4：通过蜂窝基站吞吐量模型、WiFi用户的饱和吞吐量模型构建优化目标；结合WiFi用户接入信道时干扰功率大小、蜂窝基站的发射功率大小、RIS上各个反射元件幅度与相位间的限制关系以及WiFi用户接入选择变量数值构建约束条件；在约束条件的限制下，通过优化所有蜂窝基站的波束向量、优化可重构智能反射面的反射系数对角阵、优化所有WiFi用户的接入选择变量来最大化异构网络中每个蜂窝基站和WiFi接入点加权吞吐量中的最小值，得到优化后所有蜂窝基站的波束向量、优化后可重构智能反射面的反射系数对角阵、优化后所有WiFi用户的接入选择变量。2.根据权利要求1所述的基于RIS技术的异构网络公平共方法，其特征在于，步骤1所述RIS辅助的异构网络系统包括N个蜂窝基站、N*K个蜂窝用户、WiFi接入模块、I个WiFi用户、可重构智能反射面；所述智能反射面配备R个反射元件；所述蜂窝基站分别与对应的K个蜂窝用户通过无线方式依次连接；所述WiFi接入模块分别与所述I个WiFi用户通过无线方式依次连接；所述可重构智能反射面通过生成反射路径建立蜂窝基站与蜂窝用户间以及蜂窝基站与WiFi用户间的间接链路信号，协助异构网络系统间通信。3.根据权利要求1所述的基于RIS技术的异构网络公平共方法，其特征在于，步骤2所述每个蜂窝基站覆盖下的每个蜂窝用户信号模型为：个蜂窝基站覆盖下的每个蜂窝用户信号模型为：其中，N表示蜂窝基站的数量，K表示每个蜂窝基站下的蜂窝用户的数量，R表示可重构智能反射面中反射元件的数量；表示第n个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户的直射信道向量，表示第m个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户的直射信道向量；g
n
为第n个蜂窝基站到可重构智能反射面的信道向量，g
m
为第m个蜂窝基站到可重构智能反射面的信道向量；为可重构智能反射面到第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户的信道向量；Θ表示可重构智能反射面的反射系数对角阵，其中，A
r
表示RIS上第r个反射元件的幅度，θ
r
表示RIS上第r个反射元件的相位，r∈[1,R]；表示第n个蜂
窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户的波束向量，表示第n个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第l个蜂窝用户的波束向量，表示第m个蜂窝基站到第m个蜂窝基站覆盖下的第l个蜂窝用户的波束向量；表示第n个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户的传输信号，表示第n个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第l个蜂窝用户的传输信号，表示第m个蜂窝基站到第m个蜂窝基站覆盖下的第l个蜂窝用户的传输信号；表示第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户收到的高斯随机噪声，表示第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户收到的高斯随机噪声的标准差；步骤2所述构建每个蜂窝基站覆盖下的每个蜂窝用户的信号与干扰加噪声比模型为：其中，N表示蜂窝基站的数量，K表示每个蜂窝基站下的蜂窝用户的数量；表示第n个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户的直射信道向量，表示第m个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户的直射信道向量；g
n
为第n个蜂窝基站到可重构智能反射面的信道向量，g
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为第m个蜂窝基站到可重构智能反射面的信道向量；为可重构智能反射面到第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户的信道向量；Θ表示可重构智能反射面的反射系数对角阵，其中，A
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表示RIS上第r个反射元件的幅度，θ
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表示RIS上第r个反射元件的相位，r∈[1,R]；表示第n个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户的波束向量，表示第n个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第l个蜂窝用户的波束向量，表示第m个蜂窝基站到第m个蜂窝基站覆盖下的第l个蜂窝用户的波束向量；表示第n个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户的传输信号，表示第n个蜂窝基站到第n个蜂窝基站覆盖下的第l个蜂窝用户的传输信号，表示第m个蜂窝基站到第m个蜂窝基站覆盖下的第l个蜂窝用户的传输信号；表示第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户收到的高斯随机噪声，表示第n个蜂窝基站覆盖下的第k个蜂窝用户收到的高斯随机噪声的标准差；步骤2所述每个蜂窝基站的吞吐量模型为：n∈[1,N]其中，FR
n
为第n个蜂窝基站的吞吐量模型,N表示蜂窝基站的数量，K表示每个蜂窝基站的蜂窝用户的数量。4.根据权利要求1所述的基于RIS技术的异构网络公平共方法，其特征在于，步骤3所述WiFi用户的干扰功率模型为：
其中，N表示蜂窝基站的数量，K表示每个蜂窝基站下的蜂窝用户的数量，R表...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琪美，杨洋，李瑞雪，江昊，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：