[发明专利]基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输系统及方法

权利要求书

1.一种基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输系统，其特征在于，包括：多个可重构反射超表面、多个基站和多个用户；

在多个所述可重构反射超表面的辅助下，多个基站为多个用户提供无线通信服务。

2.根据权利要求1所述的基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输系统，其特征在于，还包括：一个中央控制器；

所述中央控制器用于根据所述基站的位置、所述可重构反射超表面的位置和所述用户的位置进行网络信号的传输和控制。

3.一种基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输方法，其特征在于，应用于如权利要求1-2任意一项所述的基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输系统；所述基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输方法，包括：

基于混合波束成形方案对基站中形成的数字波束成形矩阵和可重构反射超表面中形成的模拟波束成形矩阵进行优化，得到优化结果；所述混合波束成形方案由基站生成的数字波束成形方案和可重构反射超表面生成的模拟波束成形方案整合得到；

采用所述优化结果对基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输系统中信号的发射进行控制。

4.根据权利要求3所述的基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输方法，其特征在于，所述基于混合波束成形方案对基站中形成的数字波束成形矩阵和可重构反射超表面中形成的模拟波束成形矩阵进行优化，得到优化结果，具体包括：

构建系统能量效率最大化问题模型；

基于所述系统能量效率最大化问题模型，保持所述可重构反射超表面中形成的模拟波束成形矩阵不变，采用所述混合波束成形方案确定所述基站中形成的数字波束成形矩阵的值，得到第一结果值；

基于所述系统能量效率最大化问题模型，保持所述基站中形成的数字波束成形矩阵不变，采用所述混合波束成形方案确定所述可重构反射超表面中形成的模拟波束成形矩阵的值，得到第二结果值；

当所述第一结果值和第二结果值间的差值小于预设阈值时，得到优化结果。

5.根据权利要求4所述的基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输方法，其特征在于，构建系统能量效率最大化问题模型，具体包括：

基于用户接受到的数据速率确定系统的总数据速率；

基于系统的功耗和所述系统的总数据速率确定系统的能量效率；

基于所述系统的能量效率，根据基站的发射功率和可重构反射超表面的设置参数构建所述系统能量效率最大化问题模型；所述可重构反射超表面的设置参数包括：可重构反射超表面中单元的配置和单元的相移。

6.根据权利要求5所述的基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输方法，其特征在于，所述系统能量效率最大化问题模型为：

s.t.

其中，表示第n个基站的当前时刻的最大发射功率，表示表示第n个基站发着周期内的最大发射功率，q_m，1表示第m个可重构反射超表面模拟波束成形矩阵的第(m，l)个元素，θ_m，l表示第m个可重构反射超表面的第l个单元的相移，i_m，l表示一个离散取值范围，V_D表示数字波束成形矩阵，Q表示可重构反射超表面的模拟波束成形矩阵，j表示可重构反射超表面模拟波束成形矩阵的元素序号，b表示自然数，N表示基站的个数。

7.根据权利要求3所述的基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输方法，其特征在于，可重构反射超表面生成的模拟波束成形方案的确定过程为：

采用基站对要发射的信号进行数字波束成形处理，得到处理后的信号；

所述处理后的信号通过多条射频链同时发射给可重构反射超表面，所述可重构反射超表面通过改变电磁波的相移将处理后的信号反射到用户处，形成模拟波束成形方案。