【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信，具体涉及一种irs低复杂度分组联合波束成形优化方法。
技术介绍
1、近年来，5g各项技术的成熟与运用使得无线网络的频谱效率有了巨大的提升，但是网络能耗、器件部署和硬件成本仍然是实际应用中需要面对和处理的巨大问题。一方面，m-mimo和5g毫米波的应用给无线通信传输带来了巨大的空分增益和更大的可利用带宽，但通信设备器件上需要部署更多的天线且设备的加工精度变得更高，制作成本也随之变高。另一方面，为了对抗高频率传播带来的高传播路径损耗，网络中需要部署更多的有源器件，这缩短了通信距离，提高了网络覆盖和信道容量，但同时也带来了更高的功耗和更严重的干扰问题。鉴于上述问题，具有更低的功耗、硬件成本和复杂度，且与现有无线通信技术更兼容等特性的irs应运而生。目前irs不仅在安全、定位方面提高了无线通信系统的性能，还在车联网、物联网、低轨卫星等多项无线通信的领域中得到了广泛的研究。
2、近期国内外学者针对irs联合主被动波束成形进行了大量研究，基本使用半正定松弛算法(semidefinite relaxation,sdr)和交替优化算法(alternate optimization,ao)联合优化了主动波束成形(active beamforming,abf)和被动波束成形(passivebeamforming,pbf)，或者利用交替优化算法和基于惩罚的优化技术提出了一种迭代算法来寻找问题的次优解。最终结果表明与理论模型相比，实际模型的优化性能获得了显著的提高。上述优化算法虽然具有很好的优化性能，但是存在优化算法
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出一种irs低复杂度分组联合波束成形优化方法，包括以下步骤：
2、s1：建立单小区网络中irs辅助下的下行无线通信系统；
3、s2：基于单小区网络中irs辅助下的下行无线通信系统，在已知irs反射元件相移v初始值的情况下寻找次优主动波束w，以最小化发射端bs的发射功率；
4、s3：将irs相移矩阵进行低秩化处理并进行irs分组；
5、s4：基于分组后的irs，在已知次优主动波束w的情况下寻找每组的新次优的irs反射相移v，以寻找最佳irs相移；
6、s5：交替使用socp算法优化发射端bs的发射功率和sdr算法优化各组irs反射元件相位，直至发射功率收敛或者达到目标迭代次数后结束优化。
7、本专利技术的有益效果：
8、本专利技术通过已知的irs相位得出bs(base station)的次优发送波束，其次通过bs的发送波束计算得出分组后各irs面的次优相位，经过不断交替迭代上述两步优化得出最优发送波束的结果，解决了在面对大量irs存在的环境时，irs部署面临的过高复杂度，同时，合适的irs分组数量与交替优化迭代次数可以在几乎不影响原方案性能的情况下，大大减少交替优化的复杂度。
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1.一种IRS低复杂度分组联合波束成形优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种IRS低复杂度分组联合波束成形优化方法，其特征在于，所述单小区网络中IRS辅助下的下行无线通信系统包括：含有N个反射元件的IRS、具有M根天线的多天线发射端BS、K个单天线用户，其中，多天线发射端BS在IRS的辅助下为单天线用户服务，用户可以接收到BS-Users的直链信号和IRS-Users的间接链路信号。
3.根据权利要求1所述的一种IRS低复杂度分组联合波束成形优化方法，其特征在于，在已知IRS反射元件相移V的初始值的情况下寻找次优主动波束W，以最小化发射端BS的发射功率，包括：
4.根据权利要求1所述的一种IRS低复杂度分组联合波束成形优化方法，其特征在于，在已知次优主动波束W的情况下寻找每组新次优的IRS反射相移V，以寻找最佳IRS相移，包括：
5.根据权利要求1所述的一种IRS低复杂度分组联合波束成形优化方法，其特征在于，交替使用SOCP优化发射端BS的发射功率和SDR算法优化IRS反射元件相位，直至发射功率收敛或者达到目标迭
...【技术特征摘要】
1.一种irs低复杂度分组联合波束成形优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种irs低复杂度分组联合波束成形优化方法，其特征在于，所述单小区网络中irs辅助下的下行无线通信系统包括：含有n个反射元件的irs、具有m根天线的多天线发射端bs、k个单天线用户，其中，多天线发射端bs在irs的辅助下为单天线用户服务，用户可以接收到bs-users的直链信号和irs-users的间接链路信号。
3.根据权利要求1所述的一种irs低复杂度分组联合波束成形优化方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，杨雪松，陈发堂，王华华，雷芳，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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