[发明专利]一种新型可重构智能表面和中继辅助的非正交多址接入协作网络

权利要求书

1.一种新型可重构智能表面和中继辅助的非正交多址接入协作网络，是基于协作系统运行的，其特征在于：所述协作系统包括：源S、两个目的地D₁和D₂和RIS(I)或半双工中继R；通过源S、两个目的地D₁和D₂和RIS(I)构成RIS辅助协作网络，通过源S、两个目的地D₁和D₂和RIS(I)构成中继辅助协作网络；可达链路；即，SD_i，i∈{1，2}，SI，ID₁，SR和RD₁，其信道系数分别为h_SI(或h_SR)，和遵循具有平均值为β_SI(或β_SR)，和的独立瑞利分布；在不失一般性的情况下，其中一个目的地被认为远离S，即，D₁，从而导致非视距(NLOS)传播；因此从S到D₁的路径是NLOS衰落，并且D₁只能由中继或RIS提供服务；非正交多址接入协作网络的构建步骤如下：

步骤一、分析了RIS辅助和中继辅助下行链路的容量；

步骤二、分析RIS辅助和中继辅助总和速率；

步骤三、RIS和中继辅助方案的性能分析；

步骤四、通过仿真来评估所考虑的协作NOMA系统在RIS和中继的辅助下的性能，并得出结论。

2.根据权利要求1所述的一种新型可重构智能表面和中继辅助的非正交多址接入协作网络，其特征在于：所述步骤一中，RIS技术通过完美的CSI显著提高信道质量；因此，对于RIS辅助协作网络的信道模型，当仅考虑距离引起的路径损耗时，很明显，从S到D₂(H₂)的信道增益要好于从S到D₁(H₁)的信道增益；然而，由于RIS单元改善的信道增益随着N^2[12]的增加而增加，在适当大小的RIS单元的情况下，信道增益H₁可以完全优于H₂；提高信道增益是RIS的核心优势之一，但对于RIS辅助NOMA的通信方案而言，存在一些亟待解决的问题；由于NOMA方案在设置功率分配系数时考虑了用户的公平性，所以在设置功率分配系数时很难考虑用户的公平性；因此，需要考虑信道估计问题；通过比较RIS辅助链路和直接SD₂链路的信道增益，为信道增益较大的链路设置较小的功率分配系数，反之亦然；

考虑到RIS辅助的情况，我们假设可以在上行链路(从BS到RIS)中估计下行链路信道(从RIS到D₁)的互易性；因此，BS可以基于来自D₁的数据反馈来执行信道估计；设φ_t，其中φ_t＝[φ_t，1 … φ_t，N]^T∈C^N对于N个被动的元素有φ_t，n＝β_t，nexp(jp_t，n)，p_t，n∈L，其中L＝|L|是量化移相器，β_t，n∈[0，1]是衰减；在训练过程中控制传播环境；因此，训练阶段t期间信号模型可以写为

其中，s_t∈C是接收的数据，x_t∈C，其中|x_t|＝1是发送的训练码元，是BS和D₁之间的直接信道，G∈C^N×1表示BS和RIS之间的信道向量，h∈C^N×1是从RIS到D₁的信道向量，n_t∈C表示加性噪声；注意到，在每个训练阶段，φ_t都是时变的，很难进行性能分析；因此，我们假设训练可以在信道相干时间内完成，使得G和h是恒定的；

根据检测信号的结果，比较RIS辅助和LoS到D₂信道的质量，可考虑从用户公平性的角度设置功率分配因子；对于设a_i，i∈{1，2}为功率分配因子，我们将BS处的发射信号定义为从而得到两种功率分配：