[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

说明书

本发明涉及一种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。其中，本发明提供的基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输系统中设置有多个可重构反射超表面、多个基站和多个用户。接收到各个基站发送的信号后，多个工作在同一频率的可重构反射超表面会将这些信号同步反射给用户。用户既可以直接接收基站发送的信号，也可以通过多个可重构反射超表面接收各种反射信号，从而大大提高了数据传输速率。同时，由于可重构反射超表面成本低功耗小，部署可重构反射超表面之后相当于在提高速率的同时降低了成本，从而提高了系统的能量效率。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种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。

背景技术

移动设备的数量爆炸式增长，引发了未来无线系统对高速且无缝数据服务的迫切需求。然而，现有的用于增强目标信号的方法均依赖于额外的硬件，这不可避免的带来高功耗和高复杂度的信号处理等问题，进而大大降低了系统的能量效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种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，以提高能量传输效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输系统，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。

优选地，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。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输系统中设置有多个可重构反射超表面、多个基站和多个用户。接收到各个基站发送的信号后，多个工作在同一频率的可重构反射超表面会将这些信号同步反射给用户。用户既可以直接接收基站发送的信号，也可以通过多个可重构反射超表面接收各种反射信号，从而大大提高了数据传输速率。同时，由于可重构反射超表面成本低功耗小，部署可重构反射超表面之后相当于在提高速率的同时降低了成本，从而提高了系统的能量效率。

本发明还提供了一种基于可重构反射超表面的能量效率最大化传输方法，以应用于上述提供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。

优选地，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。

优选地，构建系统能量效率最大化问题模型，具体包括：