一种基于STAR-RIS辅助的共生无线电传输方法技术

本发明专利技术公开了一种基于STAR

【技术实现步骤摘要】
一种基于STAR
‑
RIS辅助的共生无线电传输方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，具体涉及一种基于STAR
‑
RIS辅助的共生无线电传输方法。

技术介绍

[0002]在第六代移动通信（6G）中，物联网设备的大规模覆盖对能量、频谱等资源提出了更高的要求。共生无线电（Symbiotic Radio，SR）作为一种高能效、高频谱利用率、低成本的技术，是未来物联网（Internet
‑
of
‑
Things，IoT）领域中一种有前景的技术。SR通信网络旨在建立主系统传输和次系统传输间的互惠共生关系，使得主系统传输和次系统传输同时达到能量效率和频谱效率要求。由于反向散射信息传输经历双衰落信道，一方面对于主系统性能增强有限，另一方面也限制了次系统的性能。智能反射面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS) 辅助的共生通信系统不仅可以改善信道环境，提升系统性能，而且可以作为次用户发射机，通过被动地调整每个元件的入射信号实现次用户信息的传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于STAR
‑
RIS辅助的共生无线电传输方法，其特征在于，目标区域中存在共生无线电传输系统，包括基站、次用户SU、至少一个主用户PU，在次用户SU和主用户PU之间设置STAR
‑
RIS，所述STAR
‑
RIS为同时传输和反射可重构智能反射面，STAR
‑
RIS具有若干个元件，每个元件包括反射元件和传输元件，STAR
‑
RIS将目标区域划分为R区和T区，所述R区为反射区，T区为传输区，基站和各主用户PU位于STAR
‑
RIS的R区，次用户SU位于STAR
‑
RIS的T区，执行如下步骤S1
‑
步骤S3，获得最小化的基站发射功率，完成无线电传输：步骤S1：获取从基站到各主用户PU的信道数据、从基站到次用户SU的信道数据、从基站到STAR
‑
RIS的信道数据、从STAR
‑
RIS到各主用户PU的信道数据、从STAR
‑
RIS到次用户SU的信道数据、基站波束成形向量、STAR
‑
RIS反射和传输系数矩阵；步骤S2：基于步骤S1所获得的各信道数据、基站波束成形向量、STAR
‑
RIS反射和传输系数矩阵，构建基站发射功率函数；步骤S3：基于基站发射功率函数，构建基站发射功率最小化问题，并计算使基站发射功率最小的基站波束成形向量、STAR
‑
RIS反射和传输系数矩阵。2.根据权利要求1所述的一种基于STAR
‑
RIS辅助的共生无线电传输方法，其特征在于，所述基站为包括N个发射天线的基站，所述STAR
‑
RIS为包括M个反射元件，所述各主用户PU、次用户SU均为单天线用户。3.根据权利要求1或2所述的一种基于STAR
‑
RIS辅助的共生无线电传输方法，其特征在于，步骤S2的具体方法如下：计算共生无线电传输系统中第k个主用户PU的传输速率如下式：式中，和为第k个主用户PU处的信干噪比，为第k个主用户PU的传输速率，为STAR
‑
RIS的反射系数矩阵，为主用户PU集合，K为主用户PU总数，为第k个主用户PU的波束成形向量，为第i个主用户PU的波束成形向量，，为第k个主用户PU处的噪声功率；为从基站到第k个主用户PU的信道数据，为从STAR
‑
RIS到第k个主用户PU的信道数据，为从基站到第i个主用户PU的信道数据，为从STAR
‑
RIS到第i个主用户PU的信道数据，上标H为埃尔米特共轭，F为从基站到STAR
‑
RIS的信道数据；计算共生无线电传输系统中在次用户SU处译码第k个主用户PU的传输速率如下式：
式中，和分别表示在次用户SU处译码第k个主用户PU信号时次用户SU符号为+1和
‑
1时的信干噪比，为在次用户SU处译码第k个主用户PU的传输速率，为在次用户SU处译码第K个主用户PU的传输速率，为STAR
‑
RIS的传输系数矩阵，为次用户SU处的噪声功率；为从基站到次用户SU的信道数据，为从STAR
‑
RIS到次用户SU的信道数据；和分别表示次用户SU符号为+1和
‑
1时的平均信干噪比；计算共生无线电传输系统中在次用户SU处译码次信号的信噪比如下式：式中，为在次用户SU处译码次信号的信噪比，L表示次用户SU符号周期是主用户PU符号周期的倍数。4.根据权利要求3所述的一种基于STAR
‑
RIS辅助的共生无线电传输方法，其特征在于，步骤S3所构建的基站发射功率最小化问题P1如下式：式中，为STAR
‑
RIS的元件集合，为STAR
‑
RIS第m个元件的反
射系数幅度，为STAR
‑
RIS第m个元件的反射系数相位，为STAR
‑
RIS第m个元件的传输系数幅度，为STAR
‑
RIS第m个元件的传输系数相位，表示主用户PU正常工作所需要的译码主用户信号最低可达速率，表示次用户SU正常工作所需要的译码次用户信号最低信噪比，表示的欧几里得范数；对基站发射功率最小化问题P1进行求解，具体步骤如下：步骤S31：给定和，通过半正定松弛方法和连续凸逼近方法求解基站发射功率最小化问题P1，获得的次优解，给定的和具体如下式：式中，为反射系数向量，中的表示STAR
‑
RIS的各元...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕斌，周超，齐婷，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：