一种智能反射面辅助的干扰抵消波束设计方法与流程

技术特征：
1.一种智能反射面辅助的干扰抵消波束设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、场景假设和信道模型；步骤2、利用波束分裂方法设计部分发射波束；步骤3、设计智能反射面反射系数；步骤4、根据设计的智能反射面反射系数，执行用户干扰抵消发射波束设计方法及功率分配系数设计方法。2.根据权利要求1中所述的智能反射面辅助的干扰抵消波束设计方法，其特征在步骤1中具体如下：考虑混合构型毫米波通信场景，包括单个m个天线的基站、两个单天线的用户和单个配置n个无源反射元件的智能反射面；且两个用户相对于基站在同一波束方向上完全重叠，仅采用传统数字预编码和模拟波束成形无法分辨用户致使用户间干扰严重；基站端的每个射频链路中配置低精度a/d；在下行链路信号传输过程中，基站端基带信号经过射频链路后通过移相器网络映射到m个天线上发射，分别经过基站
‑
用户主达信道和基站
‑
ris
‑
用户反射信道到达用户端，接收信号为：其中，和分别代表基站
‑
用户以及ris
‑
用户的信道，且和采用莱斯信道模型；代表基站
‑
ris信道，其中是在智能反射面板端的入射角张成的等效信道，是在基站端的入射角张成的等效信道，代表ris反射系数矩阵，和φ
i
∈[0,2π]分别表示ris第i个反射元件的幅度和相位调节系数，z为方差为σ2的复高斯白噪声；代表基站端精度为b
‑
bit的a/d量化处理操作，其提供了由实数集向2
b
个量化点的映射；是模拟波束成形矩阵，可表示为：f
rf
＝[f1，f2]
ꢀꢀꢀ
(2)这里f1、f2分别代表对用户1和用户2的模拟波束成形矢量；是有限字符发送信号，满足e[xx
h
]＝e
s
i2，其中e
s
为发送信号符号的平均功率，i
k
表示2
×
2的单位矩阵。3.根据权利要求1中所述的智能反射面辅助的干扰抵消波束设计方法，其特征在步骤2中具体如下：根据已知的部分信道状态信息，在基站端将原指向用户的两束波束进行分裂，可表示如下：如下：
其中，f
l,k
代表完全指向用户k最强到达方向的波束，f
r,k
代表面向用户k分裂出的另一个波束；ρ
k
代表指向用户k波束的功率分配系数；为保证直接指向用户的波束足够强，设计直达波束指向f
l，k
为如下：其中，h
d,l,k
是基站指向用户k的最强到达角方向所张成的信道向量，公式(5)中参数上标“*”表示共轭；为最大化利用智能反射面所提供的阵列增益以抵消极大的同向干扰，首先设计f
r,2
为如下：其中，h
m
表示是基站端指向智能反射面的最强到达角方向所张成的信道向量。4.根据权利要求1中所述的智能反射面辅助的干扰抵消波束设计方法，其特征在步骤3中具体如下：在已设计f
l,1
、f
l,2
以及f
r,2
的条件下，设计智能反射面移相器相位以满足反射的信号能抵消用户2直达信号对用户1所造成的干扰，设计智能反射面反射系数矩阵如下：其中，ζ代表设计的智能反射面的幅度调节系数，幅度取值与智能反射天线数量n的比值相关。5.根据权利要求1中所述的智能反射面辅助的干扰抵消波束设计方法，其特征在步骤4中具体如下：为满足在用户1处对用户2的信号进行干扰抵消，需为用户2的波束分裂设计相应的功率分配系数为：其中，其中，表示信道的莱斯系数；考虑在用户2处对用户1的信号进行干扰抵消，并为用户1的波束分裂设计相应的功率分配系数；其中，设计的f
r,1
表达式如下：另外，为满足用户1信号干扰抵消的功率分配系数ρ1设计应为：其中，

技术总结
本发明公开了一种智能反射面辅助的干扰抵消波束设计方法。本发明包括以下步骤：步骤1、场景假设和信道模型；步骤2、利用波束分裂方法设计部分发射波束；骤3、设计智能反射面反射系数；步骤4、根据设计的智能反射面反射系数，执行用户干扰抵消发射波束设计方法及功率分配系数设计方法。本方法能够在信道状态信息全部已知或部分已知的情况下，通过设计基站端波束形成、波束分裂功率分配系数、及智能反射面反射系数，在不采用数字端预编码器的情况下，显著降低用户间干扰，从而达到大幅提高系统性能并显著降低系统硬件成本和功耗的目的。能并显著降低系统硬件成本和功耗的目的。能并显著降低系统硬件成本和功耗的目的。


技术研发人员：张敏洁 赵楼 刘春山 刘天乐
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/1/4