一种利用SIM实现电磁波域近场波束聚焦的方法技术

本发明专利技术属于信号处理技术领域，具体涉及一种利用SIM实现电磁波域近场波束聚焦的方法。本方法首先建立超表面层间的电磁衍射模型和超表面到用户的近场球面波前信道。然后，利用信噪干扰比建立了最大化系统用户速率的目标函数，并将原问题重新表述为最小化可重构层叠超表面的端到端信道矩阵与目标无干扰信道矩阵之间的归一化均方误差。最后,本发明专利技术提出一种迭代梯度下降算法解决优化问题的非凸限制，从而完成基站发射波束聚焦任务。实验结果表明，在近场通信场景下，本方法具有较好的多用户干扰抑制表现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信号处理，具体涉及一种利用sim实现电磁波域近场波束聚焦的方法。

技术介绍

1、近场通信因其能够提供高数据速率和低延迟而备受关注，然而系统多用户干扰严重，且波束定向性强。为此，需要将能量精确聚焦于目标区域，从而提高信号质量和通信效率。基于可重构层叠超表面(stacked intelligent metasurface,sim)的电磁波域近场波束聚焦方法提供了一种创新方案。sim通过堆叠多层具有可编程特性的超表面，可以在不同层间实现复杂的电磁波操作，从而在近场通信中实现高度定制化的波束形成。同时还有助于减少射频链路的数量和降低模数转换器精度要求，进一步降低系统成本和功耗。

2、然而，将sim技术应用于实际通信系统中，仍面临着一系列技术挑战。首先，如何精确设计和优化超表面的层叠结构以实现最优的近场波束聚焦效果，需要深入的理论研究和复杂的计算支持。其次，当sim超原子以高密度被集成在多层结构中时，它们之间的电磁耦合效应会显著增加，导致设计和优化过程中的计算复杂度大幅提升。因此，开发一种高效、可靠的基于sim的电磁波域近场波束聚焦方法，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用SIM实现电磁波域近场波束聚焦的方法，定义系统包括具有S个天线的基站BS，BS中集成有可重构层叠超表面SIM，SIM具有L个可编程的超表面层，每层包含M个无源超原子，系统服务K个单天线用户设备UE，S＝K；其特征在于，以在多用户通信系统中的近场波束聚焦性能提升为目的，建立优化模型：

【技术特征摘要】

1.一种利用sim实现电磁波域近场波束聚焦的方法，定义系统包括具有s个天线的基站bs，bs中集成有可重构层叠超表面sim，sim具有l个可编程的超表...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾兴，廖红舒，刘昊，徐政五，
申请(专利权)人：宜宾电子科技大学研究院，
类型：发明
国别省市：