[发明专利]一种基于可重构智能表面的同时同频全双工通信组网方案

权利要求书

1.一种基于可重构智能表面的同时同频全双工通信组网方案，其特征在于，包括步骤如下：

在开启同时同频全双工模式且设有可重构智能表面RIS的相邻小区场景中，获取每个小区内和小区间的信道状态信息，结合信道状态信息构建每个小区内用户、基站各自的接收信号的参数；

根据小区内用户、基站各自的接收信号的参数，得到所有小区总的上下行通信速率，并将总的上下行通信速率作为一个目标函数；

对表示所有小区总的上下行通信速率的目标函数进行运算，分别得到包含基站天线的发射波束赋形向量的另一个目标函数、包含RIS反射系数矩阵的再一个目标函数；

分别对基站天线的发射波束赋形向量、RIS反射系数矩阵进行求解，直到表示所有小区总的上下行通信速率的目标函数收敛，此时发射波束赋形向量、RIS反射系数矩阵均为最优；

根据得到的发射波束赋形向量，相应的基站天线进行参数调整；根据得到的RIS反射系数矩阵，可重构智能表面RIS的控制器对可重构智能表面RIS的反射单元进行调整。

2.根据权利要求1所述基于可重构智能表面的同时同频全双工通信组网方案，其特征在于，信道状态信息通过基于导频的信道估计法获取。

3.根据权利要求1所述基于可重构智能表面的同时同频全双工通信组网方案，其特征在于，构建每个小区内用户、基站各自的接收信号的参数过程包括：

构建小区中的基站发送的下行信息、小区内上行用户发送的信息；

根据基站发送的下行信息、上行用户发送的信息，分别构建下行用户的接收信号、基站的接收信号。

4.根据权利要求3所述基于可重构智能表面的同时同频全双工通信组网方案，其特征在于，得到所有小区总的上下行通信速率的过程包括：

设定相邻小区中全部基站总的发射波束赋形矩阵；

根据基站的接收信号、下行用户的接收信号，结合全部基站总的发射波束赋形矩阵，分别得到所有小区的上行通信速率和下行通信速率；

将所有小区的上行通信速率和下行通信速率叠加，得到所有小区总的上下行通信速率，所有小区总的上下行通信速率如下式所示：

其中，F为全部基站总的发射波束赋形矩阵，Φ为RIS反射系数矩阵，R_Un1(F,Φ)为下行通信速率，R_Bn(F,Φ)为上行通信速率，表示在发射波束赋形矩阵和RIS反射系数矩阵的约束下取最大值；

将该总的上下行通信速率设为第一目标函数。

5.根据权利要求4所述基于可重构智能表面的同时同频全双工通信组网方案，其特征在于，对所有小区总的上下行通信速率的目标函数进行运算的过程包括：

利用最小均方误差与通信速率之间的关系，将上行通信速率、下行通信速率分别转换为由各自对应的最小均方误差及相应的权重系数表示的第二目标函数，第二目标函数具体如下式所示：

其中，w_Bn为基站最小均方误差对应的权重系数，e_Bn为基站的最小均方误差，w_Un1为用户最小均方误差的权重系数，e_Un1为用户的最小均方误差。

6.根据权利要求5所述基于可重构智能表面的同时同频全双工通信组网方案，其特征在于，得到第二目标函数后，移除第二目标函数中与发射波束赋形向量的无关项，将第二目标函数简化为第三目标函数，第三目标函数具体如下式：

其中，为求实部运算，Tr(f_n^HA_nf_n)为求迹运算，f_n为基站的发射波束赋形向量，f_n^H为f_n的共轭转置，μ_Un1^*为用户的线性解码矩阵的共轭，为基站到用户的总信道，A_n为中间项，表示在f_n约束下取最小值。