[发明专利]一种基于毫米波MIMO系统上行链路的波束赋形设计方法

权利要求书

1.一种基于毫米波MIMO系统上行链路的波束赋形设计方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤S1：在大规模MIMO系统的上行链路中，基站配置根天线，可重构超表面有个反射单元，可重构超表面辅助基站为个单天线用户提供服务；

步骤S2：初始化可重构超表面反射单元相位；

步骤S3：对可重构超表面的个反射单元的相位做循环；

步骤S4：计算等效信道容量对每个可重构超表面反射单元相位的偏导数，表示第个反射单元的相位，表示偏导数符号；

计算偏导数的具体步骤为：

步骤401：计算等效信道容量：

其中，是单位阵；表示用户到基站的信道；表示可重构超表面到基站的信道；表示可重构超表面反射单元相移矩阵；表示用户到可重构超表面的信道；

步骤402：计算等效信道容量对可重构超表面所有反射单元相位的偏导数：

其中，表示等效信道容量对第个可重构超表面反射单元相位的偏导数，表示为：

其中，，且：

步骤S5：根据步骤S4计算所得偏导数，更新反射单元的相位值；

根据计算的偏导数值更新可重构超表面反射单元的相位值，其具体步骤为：

根据初始相位，迭代步长以及迭代方向得到下一个迭代点的值：

其中，表示迭代次数，，表示最大迭代次数；当时，表示初始相位；表示迭代步长；表示迭代方向；表示下一迭代点相位的值；

步骤S6：根据步骤S5中更新所得的反射单元相位值计算可重构超表面相移矩阵；

步骤S7：计算当前可重构超表面条件下的等效信道容量及系统频谱效率；

步骤S8：重复步骤S3-S7，直至收敛；

收敛条件为：当系统的频谱效率最大时所对应的可重构超表面反射单元的相移矩阵即为所要求的最佳的反射单元相移矩阵。

2.如权利要求1所述的一种基于毫米波MIMO系统上行链路的波束赋形设计方法，其特征在于：所述步骤S7中计算系统频谱效率的具体步骤为：

步骤701：根据步骤S4中计算等效信道容量公式，计算当前可重构超表面的等效信道容量；

步骤702：计算第个用户的信干噪比为：

其中，；为Euclidean范数；表示噪声协方差矩阵，且为单位阵；表示第个用户到基站的直达径；表示第个用户到可重构超表面的信道，p表示每个用户的发送功率；

步骤703：计算系统的频谱效率：

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