[发明专利]一种基于智能反射面的多小区无线通信方法

权利要求书

1.一种基于智能反射面的多小区无线通信方法，其特征在于，所述方法所针对的系统包括多个协作小区以及具有多个反射元件的智能反射面，每个所述协作小区中均具有配备多根发射天线的基站和单天线的用户终端；所述方法包括：

用户终端向各个协作小区中的基站发射导频信号，各基站通过导频信号估计信道状态信息并与智能反射面及其他基站共享；

各基站根据共享的信道状态信息获取全局信道状态信息，并制定发射波束成形模型；智能反射面根据全局信道状态信息制定反射波束成形模型，通过建模求解得到发射波束成形的系数、反射波束成形的系数，基站、智能反射面根据所述发射波束成形的系数、反射波束成形的系数，发射相应的发射波束成形和反射波束成形；

用户终端接收发射波束成形和反射波束成形的叠加信号。

2.根据权利要求1所述的基于智能反射面的多小区无线通信方法，其特征在于，所述各基站通过导频信号估计信道状态信息，包括：

各基站根据接收到的导频信号，利用信道互易性来估计下行直接链路和反射链路到用户终端的信道状态信息；令表示从基站i到智能反射面的信道矩阵，和分别表示从智能反射面到用户终端i、从基站k到用户终端i的信道矢量，其中表示空间大小为M×N的复矩阵；M为基站的天线数量，N为智能反射面上的反射元件数量；

则信道状态信息表示为f_i、h_i,k和G_i；

所述方法针对的系统包括K个协作小区以及一个有N个反射元件的智能反射面，定义协作小区的集合为智能反射面上反射元件的集合为每个协作小区都有一个配备有M根发射天线的基站和一个单天线用户终端，基站和用户终端的集合也表示为

3.根据权利要求2所述的基于智能反射面的多小区无线通信方法，其特征在于，所述各基站进行发射波束成形模型的制定过程包括：

各基站i根据全局信道状态信息的发射波束成形设定发射信号s_i是服从正态分布的均值为0方差为1的随机变量，则每个基站的发射信号为表示基站的集合。

4.根据权利要求3所述的基于智能反射面的多小区无线通信方法，其特征在于，所述反射波束成形模型的制定过程包括：

令表示智能反射面制定的反射波束成形，其中0≤β_n≤1和分别表示智能反射面上的反射元件n的反射幅度和反射相移，j表示虚数单位，e^x表示以e为底的指数函数，且v中第n个元素必须满足其中|v_n|表示对v_n取模值。

5.根据权利要求4所述的基于智能反射面的多小区无线通信方法，其特征在于，所述建模求解得到发射波束成形的系数、反射波束成形的系数，包括：

建立用户终端处的接收信号模型，通过把干扰当作噪声，建立用户终端的信干噪比模型，并由此建立数学优化问题，以最小信干噪比为目的，求解发射波束成形的系数和反射波束成形的系数。

6.根据权利要求5所述的基于智能反射面的多小区无线通信方法，其特征在于，所述用户终端处的接收信号模型表示为：

其中，v表示智能反射面制定的反射波束成形，Φ_i,k＝diag(f_i^H)G_k，Φ_i,i＝diag(f_i^H)G_i，G_k、G_i分别表示从基站k、基站i到智能反射面的信道矩阵，f_i表示从智能反射面到用户终端i的信道矢量，h_i,i、h_i,k分别表示从基站i到用户终端i的信道矢量、从基站k到用户终端i的信道矢量；w_i、w_k分别表示基站i、基站k的发射波束成形，s_i、s_k分别表示基站i、基站k的发射信号，n_i表示用户i接收到的均值为0方差为σ_i²的高斯白噪声。