RIS相移设计方法、装置、计算机设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种RIS相移设计方法、装置、计算机设备及存储介质，步骤如下：用户利用大规模智能反射表面(RIS)与基站进行上行通信，并采用迫零算法进行信号检测；基站利用收集到的信道状态的瞬时或统计信息构建RIS相移设计问题以最大最小化多数据流信噪比；通过交替迭代算法逐个优化RIS的相移，考虑到RIS实际控制中的离散特征，在候选相移集中选择与优化解最接近的相移；利用该相移解更新多数据流信噪比，判断前后两次最大最小信噪比的差值是否满足门限要求，若满足则停止迭代，否则继续交替迭代更新直至收敛；相移的最终优化结果通过基站反馈给RIS控制器进行相位调整。本方法的复杂度与反射单元和接收天线数目呈线性关系。杂度与反射单元和接收天线数目呈线性关系。杂度与反射单元和接收天线数目呈线性关系。

【技术实现步骤摘要】
RIS相移设计方法、装置、计算机设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及无线通信
，具体涉及一种RIS相移设计方法、装置、计算机设备及存储介质。

技术介绍

[0002]关键任务多用户通信对低功耗、低硬件复杂度、高可靠性等需求迫切。最近，为满足这些苛刻的要求，提出了不同的方法。其中，最重要的是大规模多输入多输出(MIMO)系统、毫米波(mm Wave)频段通信和超密集网络。与此同时，作为一种新兴技术，可重构智能表面(以下简称RIS)在低功耗、节能、高速、大规模连接和低延迟通信方面的潜在显着优势引起了广泛学者的关注。RIS主要由大量无源反射元件组成，硬件成本低，能耗低。此外，RIS可以帮助传统系统克服阻塞问题，并通过创建高质量的传输路径来辅助传输。
[0003]RIS的一个公认挑战是它可能会引入大量的信道估计开销，大多数贡献只考虑了基于瞬时通道状态信息(CSI)的RIS设计中的相移。这些方案适用于位置固定或移动性较低的场景，使基站能够进行信道估计，设计最优的RIS相移，并在每个信道相干时间内调整RIS的相移。然而，对于通道相干时间短本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RIS相移设计方法，其特征在于，所述RIS相移设计方法的实现步骤如下：S1、用户利用大规模智能反射表面与基站进行上行通信，并采用迫零算法进行信号检测，以下智能反射表面简称RIS；S2、基站利用收集到的信道状态的瞬时或统计信息构建RIS相移设计问题以最大最小化多数据流信噪比其中，M为系统用户的接收天线个数，p是每根发射天线的信干噪比，以下信干噪比简称SNR，H
tot
被定义为被定义为代表收发器直接链路之间的信道矩阵，和分别是RIS与接收机之间的链路信道矩阵、发射机与RIS之间的链路信道矩阵，表示在大规模RIS处的相位旋转，φ
i
为RIS中第i个反射元件的相移大小，j为虚数单位，L为RIS中反射元件的个数，H
tot，i
是删除H
tot
第i列而得到的矩阵，与分别为H
tot
和H
tot，i
的共轭转置矩阵；S3、通过交替迭代算法逐个优化RIS的相移，考虑到RIS实际控制中的离散特征，在候选相移集中选择与优化解最接近的相移作为相移解，即其中为利用相移更新表达式所得到的最优相移φ
i
和给定相移集内所有候选相移之间最接近的元素；S4、利用该相移解更新多数据流信噪比或其中，为在瞬时信道状态信息条件下利用步骤S3中交替迭代更新得到的φ
l
，1≤l≤L以及步骤S2中的多数据流信噪比计算公式计算得到的最小信噪比，同理，为统计信道状态信息条件得到的最小平均信噪比，判断前后两次最大最小信噪比的差值是否满足门限∈要求，即或者若满足则停止迭代，否则继续交替迭代更新直至收敛；S5、将相移的最终优化结果通过基站反馈给RIS控制器进行相位调整。2.根据权利要求1所述的RIS相移设计方法，其特征在于，步骤S2中基站利用收集到的信道状态的瞬时或统计信息构建RIS相移设计问题，最优相移计算如下：针对瞬时完美CSI，第i个相移的最优表达式为其中，其中，为收发机直接链路之间的信道矩阵，φ
l
为大规模RIS中第l个反射元件的相移旋转，从发射机发出的信号利用为大规模RIS
中第l个反射元件反射到接收机，其中发射机
‑
RIS链路的信道矩阵为g
l
，RIS
‑
接收机链路的信道矩阵为h
l
；针对不完美CSI，第i个相移的最优表达式为其中，M
LB
为在视距条件下，发射机到大规模RIS链路的秩一信道衰落矩阵，表达式为M
UL
为在视距条件下，大规模RIS到接收机链路的秩一平均信道衰落矩阵，表达式为其中a
LRIS
‑
Rx
[
·
；
·
，
·
]表示在RIS
‑
用户链路在RIS处的转向矢量，a
Rx
‑
LRIS
[
·
，
·...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯米里达基斯，塞奥佐罗斯特斯菲斯，官稳稳，施政，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：