一种IRS辅助OFDMA云接入网前传链路的传输方法技术

本发明专利技术公开了一种IRS辅助OFDMA云接入网前传链路的传输方法。该方法包括：构建智能反射面IRS辅助正交频分多址接入OFDMA云接入网C

【技术实现步骤摘要】
一种IRS辅助OFDMA云接入网前传链路的传输方法


[0001]本专利技术涉及无线通信系统传输领域，具体涉及一种IRS辅助OFDMA云接入网前传链路的传输方法。

技术介绍

[0002]随着移动设备数量和通信数据量的爆发式增长，人们对通信系统的时延、覆盖率、频谱效率等性能指标提出了更高的要求，这对当前的移动通信系统带来了迫切的挑战。C
‑
RAN是应对上述挑战的一种新型网络架构，其有利于实现集中化的信息处理与干扰协调。在C
‑
RAN中，相较于有线前传链路，无线前传链路通信易受气候影响、易受遮挡及高路径损耗，其容量和可靠性亟待增强。IRS是近几年被提出的一种低成本、可重复编程的新型无源反射阵列技术。通过调控IRS预编码，达到改善电磁波传播环境的目的，可以有效提升通信系统覆盖范围以及通信链路质量。将IRS技术引入到C
‑
RAN中为增强无线前传链路传输能力带来了可能。OFDMA一直以来是各无线宽带通信网络广泛使用的接入技术。同样，在C
‑
RAN中，对于RRH与用户之间的接入链路，OF本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IRS辅助OFDMA云接入网前传链路的传输方法，其特征在于：BBU池通过IRS辅助的无线前传链路将用户数据先发送给RRH；然后，所有RRH解压缩其接收的数据并采用OFDMA协作传输给用户；为实现下行用户和速率最大化，对BBU池发射波束成形向量、无线前传链路压缩噪声协方差矩阵、IRS相移矩阵、RRH子信道功率分配向量以及用户
‑
子信道分配向量进行联合优化，包括以下步骤：1.1)IRS辅助OFDMA云接入网前传链路的下行通信系统中，在L个具有R个反射单元的IRS辅助下，一个配备N
B
根天线的BBU池通过无线前传链路将用户数据先发送给M个单天线RRH；然后，所有RRH解压缩其接收的数据并采OFDMA协作传输给K个单天线用户；无线接入传输总带宽为B
A Hz，其被等分为N条正交子信道；无线前传传输带宽为B
F Hz；1.2)BBU池首先将在第n个子信道上发送给用户k的消息M
k,n
编码为基带信号令表示所有基带信号组成的向量，其中k
n
表示分配给子信道n的用户；然后，BBU池对基带信号向量s进行线性预编码，得到预编码信号为：其中，L
m
＝diag(L
m,1
,...,L
m,N
)表示BBU池对于RRH m的预编码对角矩阵；定义表示对于所有RRH的预编码信号向量；1.3)无线前传链路有限传输速率记为BBU池对预编码信号进一步压缩，产生编号U1,...,U
M
，其中每个编号对应被压缩后的信号压缩后的信号被建模为：其中，压缩噪声与信号相互独立，压缩噪声协方差矩阵Ω
m
≥0；符号≥表示矩阵为半正定的，表示均值为μ，方差为σ2的循环对称复高斯分布；压缩后的信号向量X
R
＝[X
R,1
；...；X
R,M
]表示为：其中，压缩噪声q＝[q1；...；q
M
]分布为且协方差矩阵Ω≥0；1.4)为了将X
R,m
传输给RRH m，BBU池将各编号编码为基带信号并对基带信号d
m
进行线性波束成形，获得发送信号：其中，表示对于d
m
的波束成形向量，且受BBU池的发射功率P
B
约束，即RRH m上的接收信号为：
其中，和分别表示BBU池到RRH m、IRS l到RRH m以及BBU池到IRS l的信道增益，为IRS l的相移矩阵，定义Φ＝diag(Φ1,...,Φ
L
)，n
R,m
表示RRH m上的接收噪声，1.5)定义Q
m
＝H
m,B
+θ
H
G
m,B
，其中θ＝diag(Φ
H
)和分别表示由Φ
H
的对角元素组成的列向量和BBU池
‑
IRS
‑
RRH m之间的级联信道，和分别表示从所有IRS到RRH m和从BBU池到所有IRS的信道增益向量；y
R,m
进一步被表达为：其中，Q
m
F
m
d
m
项表示RRH m期望解码的接收信号；1.6)表示在子信道上从RRH到用户的信道增益；RRH m在子信道n上发送给被分配给该信道的用户k的信号写成：其中，X
R,m,n
为X
R,m
的第n个元素，RRH的发射功率约束设置为用户k在子信道n上的接收信号表达为：其中，表示在用户k处的加性高斯白噪声，假设在所有用户处都相等；为了使所有RRH在子信道n上发送给用户k的信号能在用户处相干叠加，令2.根据权利要求1中的一种IRS辅助OFDMA云接入网前传链路的传输方法，其特征在于，所述IRS辅助OFDMA云接入网前传链路的下行通信系统：BBU池和每个RRH发射功率约束下，联合优化BBU池发射波束成形向量F
m
、无线前传链路压缩噪声协方差矩阵Ω、IRS相移矩阵Φ、RRH子信道功率分配向量以及用户
‑
子信道分配向量ν
n
，使得所有用户的加权和速率最大化；具体步骤如下：2.1)在联合优化之前；2.1.1)无线前传链路速率C
m
，其被约束为：C
m
≤I(y
R,m
；d
m
)其中，I(y
R,m
；d
m
)表示y
R,m
与d
m
之间的互信息，即：
RRH m能够成功恢复编号U
m
，需要满足下述条件：2.1.2)根据接收信号y
k,n
解码消息M
k,n
，用户k在子信道n上传输速率为：其中，表示在子信道n上从所有RRH到用户k的增益向量；令表示所有RRH在子信道n上的功率分配向量，表示BBU池在所有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昱，程麒，彭宏，冯运琪，张清清，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：