多天线智能反射表面系统短数据包传输方法技术方案

技术编号:32552090 阅读:23 留言:0更新日期:2022-03-05 11:52
本发明专利技术公开了一种多天线智能反射表面系统短数据包传输方法,该方法利用了深度强化学习,兼顾了基于智能反射表面传输系统在短数据包条件下的时延与错误概率,设计了奖励函数,并且根据短数据传输的特点,给出了关于短数据包长度、智能反射表面元件个数,发送功率以及基站与智能反射表面的波束成形矩阵,提高了系统的传输可靠性以及降低了系统时延。统的传输可靠性以及降低了系统时延。统的传输可靠性以及降低了系统时延。

【技术实现步骤摘要】
多天线智能反射表面系统短数据包传输方法


[0001]本专利技术属于移动通信领域,尤其涉及一种多天线智能反射表面系统短数据包传输方法。

技术介绍

[0002]目前短数据包传输方法均是在传统的控制系统中进行的,其涉及到多天线系统。然而,智能反射表面(Intelligent Reconfigurable Surface,IRS)以其部署简单、成本低和动态调整反射相位等特点,广泛部署在未来无限通信系统中。特别是在工业物联网中,多天线技术和智能反射表面的部署,能够有效传输控制信息,降低时延。
[0003]随着工业物联网的部署,联合优化多天线的波束成形以及智能反射表面的反射相位,可以提高系统的传输速率、降低块错误概率以及时延,消除时延抖动。由此可见,多天线智能反射表面的短数据包传输方法直接影响到工业物联网的控制信息的准确、及时的传输,进一步影响到工业互联网的智能化和稳定性。

技术实现思路

[0004]为了提高多天线系统配置智能反射表面的传输速率,降低传输时延性能,本专利技术公开了一种多天线智能反射表面短数据包传输方法。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多天线智能反射表面系统短数据包传输方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤A,估计获取基站到用户,以及基站经过智能反射表面到用户的信道和步骤B,根据信道的信息,设计基站的波束成形和智能反射表面的波束成形的初始值;步骤C,根据初始值,设计动作值和奖励函数,得到智能反射表面的最优的反射单元数、功率、数据包长度和波束成形矩阵。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤A具体包括:A1,基站天线数量为M,IRS反射单元的数量为N,用户的数量为K,每个相干块的长度为T,被分成由τ个时隙组成的信道估计阶段和T

τ个时隙组成的信息传输阶段,又将τ分成两个阶段τ1、τ2,第一个阶段τ1,K个用户通过基站和用户之间的直接链路进行传输,这个阶段的估计为信道k=1,...,K;第二个阶段τ2,基站通过IRS到达用户,这个阶段的估计为信道k=1,...,K,n=1,...N;A2,在第一阶段i=1,...,τ1,基站直接与K个用户进行通信,基站在第i个时隙接收到的有效信号有效信号为用户传输的信号,每个用户被分配τ1个符号的导频序列,当i≤τ1时,x
k,i
=a
k,i
,否则为0,z
(i)
∈CN(0,σ2Ι)为加性高斯白噪声,每个用户发送的功率相同为p,得到一个拟合传输过程的神经网络,从而得到发送和和接收之间的映射关系即为传输系数A3,输入网络训练的信道任务集合,N1为训练时不同用户信道的个数;N2为单个信道任务的训练切片数,即实际提供给训练的信道数据数;α1,α2:网络训练的超参数step size;输出训练完成的着良好初始化参数h
k
的元学习网络随初始化网络的参数h
k
;网络未收敛则进行以下步骤,对i=1,...,N1,采样K1个基站接收的有效信号的2N2个训练切片,以及对应的形成数据对;将2N2个数据对训练切片分为训练样本B1B1,对j=1,...,N2,损失函数为通过B1得到第j次训练切片的损失函数梯度对于第T
i
个任务的第j次训练切片数据对,有可以得到适应性网络参数为h
k
。B2为测试样本,通过α2B2,在遍历完个N1子任务及其对应N2的切片后,根据进一步更新网络参数h
k
,其中α表示网络的步长的超参数,最后根据α1更新网络参数接着输入离散训练完成的元学习网络其参数为h
k
,接收到用户的新的导频数据保证不同用户的导频正交,更新网络参数
A4,在第二阶段i=τ1,...,τ2,基站通过N个IRS反射单元到达K个用户的信道为第k个用户到IRS的第n个反射单元的信道为t
k,n
,IRS的第n个反射单元到基站的信道为r
n
,g
k,n
=t
k,n
r
n
,可由每个用户单独发送导频序列来估计出当第k,k∈{1,...,K}个用户发送导频信号,基站在第i个时隙接收到的有效信号导频信号,基站在第i个时隙接收到的有效信号为用户传输的信号,每个用户被分配τ2个符号的导频序列,当i≤τ2时,x
k,i
=a
k,i
,z
(i)
∈CN(0,σ2Ι)为加性高斯白噪声,每个用户发送的功率相同为p,由A3已经得出所以基站接收信号为φ
n,i
为第i时隙第n个IRS反射单元的反射系数,若它在i时刻内是开启的,φ
n,i
=1,否则为0,在Φ
I...

【专利技术属性】
技术研发人员:贾玲玲曲德阳武永珍张家尧
申请(专利权)人:中央民族大学
类型:发明
国别省市:

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