[发明专利]一种可重构智能面辅助的毫米波非正交多址接入系统中能量效率优化方法

权利要求书

1.一种可重构智能面辅助RIS的毫米波mmWave非正交多址接入NOMA系统中能量效率优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：建立基于混合波束成形HBF的RIS辅助的mmWave-NOMA系统，该系统由两个单天线用户，一个RIS和一个mmWave基站组成，该基站采用HBF架构，配有N根天线、N_RF条射频链路、N个低噪声放大器和NN_RF个移相器，且每根天线通过一个低噪声放大器和N_RF个移相器连接到射频链路上；假设一条数据流，则基站的HBF包括模拟波束成形ABF矩阵以及数字波束成形矢量RIS由M个反射元素组成，其反射相位矢量相应反射相位矩阵为其中θ_m∈[0，2π]，基站到RIS的信道RIS和用户k之间的信道以及基站直达用户k的信道建模为毫米波信道；

步骤S2：建立系统能效优化问题，其优化目标为最大化所有用户的能效优化变量为用户的传输功率{p₁，p₂}，基站的HBF{A，d}以及RIS的被动波束成形PBF矢量θ，优化约束为用户的最小速率约束、最大功率约束，ABF矩阵的常模约束，PBF向量的常模约束以及串行干扰消除的解码条件；其中R₁和R₂为用户1和用户2的可达速率，ξ表示功率放大器系数，P_C表示为固定电路功耗；

步骤S3：步骤S2中的优化问题属于非凸的分式规划问题，使用交替优化AO算法将问题分解为固定功率分配的波束成形子问题以及固定波束成形的功率分配子问题；

步骤S4：针对步骤S3中波束成形子问题，通过罚函数法引入辅助变量{u_k，w}，采用AO算法将该问题分解为四个子问题：给定{A，d，θ}求解{u_k，w}的子问题，给定{u_k，w，A，θ}求解数字波束成形矢量d的子问题，给定{u_k，w，d，θ}求解模拟波束成形矩阵A的子问题以及给定{u_k，w，A，d}求解PBF矢量θ的子问题，并分别利用连续凸逼近SCA、求导、优化最小化算法以及黎曼流形优化算法分别解决；

步骤S5：针对步骤S3中功率分配子问题，采用朗伯函数给出闭式解，并获得功率分配。