基于过时CSI的可重构智能表面辅助MIMO传输中的双时间尺度优化方法技术

本发明专利技术提出了一种用于可重构智能表面(IRS)辅助MIMO系统的双时间尺度波束赋形方法，该方法在大时间尺度上基于统计信道状态信息(CSI)对IRS进行相对不频繁的配置，在小尺度上基于过时CSI对基站(BS)功率分配进行频繁更新。具体方法为，在小尺度上设计了一种克服过时CSI的传输结构，并利用得到最优小尺度功率分配的闭式解，在大尺度上提出一种基于小批量采样的粒子群优化(mbs

【技术实现步骤摘要】
基于过时CSI的可重构智能表面辅助MIMO传输中的双时间尺度优化方法


[0001]本专利技术涉及了一种IRS辅助的MIMO通信系统中的双时间尺度设计方法。确切地说，该方案考虑了实际信道估计面临的过时效应，针对过时CSI设计了一种改进的收发结构，并以最大化平均可达速率为目标，联合优化长期的IRS配置和短期的功率分配，属于无线通信


技术介绍

[0002]为了满足移动通信对高数据速率的需求，5G中提出MIMO技术，以支持高频谱效率。IRS已被确定为MIMO系统的一种有吸引力的补充技术，以提高谱效和能效。由于IRS主要由低成本无源的超材料元件组成，它们可以与现有的MIMO系统一起密集部署，以一种成本效益高的方式大幅提高谱效。目前可以证明BS所需的发射功率可以随着IRS元件数目的增加近似二次减小，且与现有的中继系统相比，IRS的可达能效更高。
[0003]完美的瞬时CSI(I
‑
CSI)对于获得IRS的预期收益至关重要。由于CSI的估计技术在实际实施上并不完美，通常在BS端应用信号处理技术时获得的CSI已经过时，因此将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本发明提供了一种在IRS辅助MIMO传输系统中用于克服过时CSI效应的双时间尺度波束赋形方法；用于以下场景：BS和用户设备之间的通信由IRS辅助增强；其中BS可以获取用户到BS以及用户到IRS的过时CSI，BS根据统计CSI与过时CSI在大时间尺度优化IRS相移配置。(1.1)基于过时CSI的收发结构设计：BS基于过时CSI，对时变信道执行SVD分解，以此指导BS执行传输波束赋形以及功率分配；为了抗过时CSI效应，BS在波束赋形之前发送导频序列，以支持用户设备据接收导频估计出虚拟信道，从而执行ZF检测传输信号。(1.2)小时间尺度功率分配：基于双时间尺度波束赋形策略，在每一个时间帧上利用不变的统计CSI只需配置一次IRS；在帧的剩余时间内的每个小时隙上根据过时CSI频繁更新BS和用户的波束赋形。(1.3)大时间尺度IRS配置：在大尺度IRS配置方案下，我们的目标是最大化系统的AAR；通过改进的粒子群优化方法，可以得到最佳的IRS配置系数。2.根据权利要求1所述的方法，所述步骤(1.2)中，小时间尺度功率分配方案包括下列的操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕铁军，曹亚帅，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：