基于索引调制的IRS辅助MISO系统资源分配方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于索引调制的IRS辅助MISO系统资源分配方法，属于无线通信领域。该方法将基于索引调制的IRS用于辅助下行MISO系统，其中将IRS进行分组，被激活的IRS元素组通过无源波束形成提高接收信号功率，同时通过反射传输空域信息。优化问题是在假设信道信息已知的前提下，通过联合优化接入点处的波束赋形和IRS处的相移矩阵来最大化系统的和速率。采用交替优化方法对的非凸问题求解。本发明专利技术可实现比传统的全反射IRS辅助系统更高的速率性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
基于索引调制的IRS辅助MISO系统资源分配方法


[0001]本专利技术属于无线通信领域，涉及一种基于索引调制的IRS辅助MISO系统资源分配方法。

技术介绍

[0002]智能反射面(Intelligent Reflecting Surface，IRS)用于无线通信系统已经被大量研究证实可以改善无线网络信道环境，增强系统的接收功率，提高系统能量效率等。它由若干个低功耗的无源器件组成，这些无源器件构成通信中所需要的反射单元用于反射信号，将IRS部署于信道中可以改变信道增益，IRS反射信号可以与其他路信号进行组合，从而可以增强信号功率或者抑制同信道的干扰。相比于现在先进的无线技术如毫米波、MIMO、超密集部署等，IRS作为一种无源器件不需要射频链路，在大大降低了系统的能源消耗，节省了硬件成本问题的同时，在能量和成本效率上有着独特的优势，已被广泛应用。
[0003]索引调制通过选择不同的索引序号来传递信息。多天线技术的使用在带来更高的数据传输速率的同时，它的多种方案如空分复用、空间分集或者智能天线的运用也带来了信道串扰、天线同步、多射频传输等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于索引调制的IRS辅助MISO系统资源分配方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：S1：搭建基于索引调制的IRS用于辅助MISO系统：根据IRS反射单元的个数进行分组，设置每一组IRS反射单元的反射系数相同，再确定额外发送比特数以及发送比特与IRS被激活单元序号的空域映射关系；S2：根据步骤S1确定的映射关系，发射端信号分为两部分，一部分用于实现IRS激活部分的映射，另一部分将发射端调制信号发送给IRS，通过空域映射激活IRS单元组，再由IRS将携带了幅相调制符号和反射元件序号的信号发射给合法接收端；在相移约束和发射功率约束的前提下，以最大化系统和速率为目标；S3：采用交替优化方法将目标函数的非凸问题转化为凸优化问题的形式，设计IRS相移矩阵及发端波束赋形；具体包括以下步骤：S31：根据步骤S2的优化目标，先给定波束赋形初值，优化IRS相移矩阵，即采用流行优化的方式对IRS相移矩阵进行求解；S32：根据步骤S31的结果，给定一组相移矩阵，优化波束赋形矩阵，即采用WMMSE算法将问题转化为一个凸问题进行迭代求解；其中，WMMSE算法表示加权最小均方误差算法。2.根据权利要求1所述的IRS辅助MISO系统资源分配方法，其特征在于，步骤S1中，搭建基于索引调制的IRS辅助MISO系统，简称为IM
‑
IRS
‑
MISO系统的下行链路通信系统模型，具体为：考虑下行IRS辅助的多用户MISO下行无线系统，其中部署了由N个反射元件组成的IRS，以协助从配备M个发射天线的AP向其附近的K个单天线用户进行传输；将N个IRS元素分成G组，分别由反射系数相同的个相邻元素组成；IRS与智能控制器相连，发射端将数据流分为两部分，一部分用于实现IRS激活部分的映射，另一部分将发射端调制信号发送给IRS，再由IRS将携带了幅相调制符号和反射元件序号的信号发射给合法接收端；IRS的信息比特通过开状态组的索引来传递，对于由有G组的一个IRS来说，有L组IRS元件处于开状态，L≤G，反射面的激活方式共有种，通过索引传送的信息比特为log2(N
c
)，另表示L个开状态组的索引，对于l＝1,2,
…
,L，给定开状态组的索引，IRS元件组的开关状态表示为一个向量，每一项为：IRS元素组的反射系数用一个向量表示，记为每一项为：其中，β
g
∈[0,1]，φ
g
∈(0,2π]，分别表示开状态组的反射幅度和反射相移；开状态组的反射幅度都设为最大值，即：令分别表示从AP到IRS，从IRS到用户，从AP直接到IRS的基带信道，其中，和分别代表与<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国权，王玉慧，熊军洲，林金朝，庞宇，朱宏钰，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：