一种双IRS辅助OTFS多小区上行链路联合优化方法

本发明涉及无线通信，尤其是涉及一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法。

背景技术：

1、随着第六代移动通信（6g）、车联网、高速铁路移动通信、低空无人机集群通信等新一代高速无线通信业务快速落地，通信场景呈现高速移动、超密集蜂窝组网、广域弱覆盖三大典型特征。在上述场景中，用户设备（user equipment，ue）普遍具备较高移动速度，会在无线信道中产生显著多普勒频移，若采用第四代移动通信（4g）、第五代移动通信（5g）主流正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，ofdm）调制技术，子载波间的正交性会被多普勒效应破坏，产生严重子载波间干扰（inter-carrier interference，ici），直接造成接收信干噪比（signal-to-interference-noise ratio，sinr）大幅下降、误码率（bit error rate，ber）恶化，难以满足高速场景下高可靠、高速率传输需求。

2、为解决ofdm适配高时变信道的短板，正交时频空间（orthogonal time frequencyspace，otfs）调制技术被提出。该技术跳出传统时/频域信号处理框架，在时延-多普勒（delay-doppler，dd）二维域完成信号调制与信道表征，能够将一帧时间内快速时变的无线信道近似为dd域内稀疏静态信道，从底层机理抑制多普勒带来的干扰，成为6g高移动通信场景的核心候选调制方案。

3、与此同时，智能反射面（intelligent reflecting surface，irs）作为无源超表面无线增强技术，可通过动态调控海量反射单元的相位，人为重塑无线电磁波传播路径：一方面构造相长叠加路径增强目标用户有用信号功率，另一方面构造相消干涉路径抑制各类干扰，无需额外射频发射链路、硬件成本低，是改善蜂窝小区边缘弱覆盖、抑制多小区叠加干扰的核心技术手段。

4、行业内已形成“otfs调制+irs辅助传输”的主流技术研究路线，旨在兼顾高速信道适配能力与干扰抑制能力。在实际多小区蜂窝组网中，采用单小区单irs，无法同步协调跨小区干扰，且耦合非凸问题仅依靠单一凸工具求解，缺少交替迭代（alternatingoptimization, ao）分层求解框架与完备理论支撑。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，解决现有技术存在的架构干扰协调能力弱、非凸优化求解复杂且缺乏理论支撑的多重技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，包括以下步骤：

3、s1、构建双irs辅助otfs多小区上行的通信系统，建立用户发射端信号处理链路；

4、s2、建立包含直连链路、单次反射链路和两次反射链路的等效信道矩阵，得到接收信号及信干噪比；

5、服务质量约束建立联合优化问题；

6、s4、将联合优化问题中的误码率约束转化为sinr下界约束，并与速率约束合并为sinr门限约束，得到简化后的联合优化问题；

7、s5、采用交替优化框架，将联合优化问题分解为三个子问题，即预编码优化子问题、公共irs相移优化子问题和专用irs相移优化子问题，循环迭代求解直至收敛；

8、s6、输出最优预编码矩阵集合、最优公共irs相移矩阵和最优专用irs相移矩阵。

9、因此，本发明采用上述一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，创新构建全局公共irs+小区专用irs双层分布式协同架构，依托dd域完成包含直连、单次、双向二次反射全链路精准矩阵建模，通过等价转换统一速率与误码双重服务质量约束，并设计ao结合sdp/sdr、charnes-cooper变换的分层交替凸优化求解框架，相较于现有单irs、简易双irs、ofdm配套、单一优化算法等各类对比方案，能够充分利用双层irs多维度空间调控自由度高效抑制小区内、小区间叠加干扰，适配高铁、无人机等高多普勒高速通信场景，兼顾边缘用户传输性能、算法收敛速度、大规模阵列增益与多小区组网可扩展性，同时具备完备的数学理论支撑与工程落地可行性，全方位解决现有技术架构、建模、优化、算法、场景适配层面的固有缺陷。

10、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，其特征在于，s1中：

3.根据权利要求2所述的一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，其特征在于，s2中：

4.根据权利要求3所述的一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，其特征在于，s3中：

5.根据权利要求4所述的一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，其特征在于，s4中：

6.根据权利要求5所述的一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，其特征在于，s5中：

7.根据权利要求6所述的一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，其特征在于，s53中：

8.根据权利要求7所述的一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，其特征在于，s54中：

9.根据权利要求8所述的一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，其特征在于，s55中：

10.根据权利要求9所述的一种双irs辅助otfs多小区上行链路联合优化方法，其特征在于，s6中：终止迭代后，基于第轮更新后的变量输出最优预编码矩阵集合、最优公共irs相移矩阵和最优专用irs相移矩阵，，，。