一种智能反射面辅助毫米波大规模MIMO下行链路容量优化的传输方法技术

本发明专利技术公开了一种智能反射面辅助毫米波大规模MIMO下行链路容量优化的传输方法。首先，输入发射端基站天线数目、接收端用户数目、智能反射面反射单元数目、发送端信噪比、噪声功率、基站到IRS的距离以及IRS到用户的距离等参数；其次，根据生成的信道设计出最优的IRS反射相移；最后，根据最优的反射相依矩阵得到系统的等效信道，然后根据等效信道设计发射端的预编码矩阵使得系统容量最大化。本发明专利技术提出一种适用于毫米波信道下的传输方案，具有传输速度高、复杂度低和易于实现的优点。复杂度低和易于实现的优点。复杂度低和易于实现的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种智能反射面辅助毫米波大规模MIMO下行链路容量优化的传输方法


[0001]本专利技术涉及一种智能反射面(IRS)辅助毫米波大规模MIMO(Multiple
‑
Input
‑
Multiple
‑
Output)下行链路容量优化的传输方法，属于无线通信


技术介绍

[0002]智能反射面技术、毫米波技术以及大规模MIMO技术三者都是5G的关键技术之一，近年来得到了广泛的研究。随着无线技术的不断发展，人们对网络速率的要求也越来越高，从而对无线通信系统的容量要求也就大大提升。在5G移动通信系统中，由于有更快的速率要求，大多采用毫米波来进行数据通信。在这样的通信系统中，有一处较大的短板就是：在传输过程中，毫米波容易被遮挡，这将会很大程度上造成信号的衰减。为了解决这个短板，将智能反射面技术和大规模MIMO技术相结合是一个不错的选择。
[0003]大规模MIMO技术不仅能够同时为多个用户服务，而且能得到超高的增益。但是，如果信号在传输过程中经历的衰落过大时，大规模MIMO技术带来的增益将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能反射面辅助毫米波大规模MIMO下行链路容量优化的传输方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：在毫米波大规模MIMO系统的下行链路中，基站配置N根天线且发射功率为p，IRS为智能反射面，IRS处有M个反射单元，基站和IRS同时为K个单天线用户服务，基站到用户的直达径信道为H
BU
，且基站到IRS的信道为H
BI
，且IRS到用户的信道为H
IU
，且其中，为K
×
N维的复数矩阵，为M
×
N维的复数矩阵，为K
×
M维的复数矩阵；步骤2：根据H
BU
、H
BI
和H
IU
计算参数H和h，其中计算参数H和h，其中为M
×
M维的复数矩阵，为M
×
1维的复数向量；步骤3：引入辅助变量α并求出α的最佳值；步骤4：根据求出的辅助变量α的最佳值求出最佳相移向量v
opt
的值；步骤5：根据v
opt
得到相移矩阵Φ，计算系统的等效信道，根据等效信道设计发射端的预编码矩阵，从而使得系统的容量能够达到最大值；步骤6：计算信道容量。2.如权利要求1所述的一种智能反射面辅助毫米波大规模MIMO下行链路容量优化的传输方法，其特征在于：步骤2具体为：步骤201：根据H
BI
和H
IU
计算H：其中，H
BI,i
是H
BI
的第i列，为H
BI,i
的共轭，为H
IU
的共轭转置；diag(
·
)表示将一个向量转换成一个对角矩阵，对角线元素为该向量；(
·
)
*
表示求矩阵的共轭；(
·
)
H
表示求矩阵的共轭转置；步骤202：根据H
BU
、H
BI
和H
IU
计算h：其中，H
BU,i
表示H
BU
的第i列。3.如权利要求1所述的一种智能反射面辅助毫米波大规模MIMO下行链路容量优化的传输方法，其特征在于：步骤3具体为：步骤301：根据H得到A
H
A的表达式为：A
H
A＝H+αI其中，A为满足上式条件的矩阵，I表示M维的单位矩阵；步骤302：利用cholesky分解求解矩阵A：步骤303：计算矩阵A的逆矩阵，将变量v用一个新变量x表示：x＝v+A
‑1A
‑1h步骤304：求解的上界，表示求欧里几德范数，并将上界表达式记为f(α...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文策，祁金燕，鲍煦，夏景，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：