申请/专利权人：北京交通大学

申请日：2021-07-20

公开（公告）日：2023-03-14

公开（公告）号：CN113783812B

主分类号：H04L25/03

分类号：H04L25/03

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.14#授权;2021.12.28#实质审查的生效;2021.12.10#公开

摘要：本发明涉及一种基于同步透射反射智能表面同步信号增强及干扰抑制方法，在蜂窝网中，根据基站2到用户1，c的信道信息，STAR‑RIS2估计用户1，c收到干扰的强度；根据基站2和STAR‑RIS2的信道以及STAR‑RIS2和用户1，c的信道，以用户收到的干扰最小化为目标，以STAR‑RIS2的透射幅度系数和透射相位系数为约束条件，确定STAR‑RIS2的干扰抑制方法。在确定STAR‑RIS2的透射幅度系数和透射相位系数后，利用剩余的能量，以用户收到的有效信号最大化为目标，以STAR‑RIS1的反射幅度系数、反射相位系数以及总能量为约束条件，确定STAR‑RIS1的信号增强方法。

主权项：1.一种基于同步透射反射智能表面同步信号增强及干扰抑制方法，其特征在于，方法应用于一种基于同步透射反射可重构智能表面STAR-RIS的无线通信系统，系统包括：基站1、小区1、用户1，c、用户1，e、STAR-RIS1、STAR-RIS2、基站2、小区2、用户2，c和用户2，e；所述STAR-RIS1包括：RIS1控制器和RIS1面板，RIS1控制器控制RIS1面板，RIS1面板上的RIS元素数量用L1表示；所述STAR-RIS2包括：RIS2控制器和RIS2面板，RIS2控制器控制RIS2面板，RIS2面板上的RIS元素数量用L2表示；用户1，c表示小区1内的中心用户c，用户1，e表示小区1内的边缘用户e，用户2，c表示小区2内的中心用户c，用户2，e表示小区2内的边缘用户e；基站1分别与用户1，c和用户1，e之间的信道为有效信道，基站2分别与用户1，c和用户1，e之间的信道为干扰信道，干扰信道经过STAR-RIS2分别与用户1，c和用户1，e之间的信道为透射信道，有效信道经过STAR-RIS1分别与用户1，c和用户1，e之间的信道为反射信道；该方法具体包括以下步骤：步骤S1、将有效信道增益、干扰信道增益、反射信道增益和透射信道增益均发送至RIS1控制器和RIS2控制器，使RIS1控制器和RIS2控制器获取全部的信道增益信息；步骤S2、假设基站1、用户1，c、用户1，e、基站2、用户2，c和用户2，e均为单天线，采用非正交多址接入技术，用户1，c和用户1，e共享相同的时域、频域和码域资源，用户2，c和用户2，e共享相同的时域、频域和码域资源，则用户1，c接收到的有效信号表示为： ；上式中，表示基站1到用户1，c的大尺度衰落，表示基站1到用户1，c的小尺度衰落，表示基站1的发射功率，表示基站1-STAR-RIS1-用户1，c的反射大尺度衰落，表示STAR-RIS1-用户1，c的反射小尺度衰落，表示STAR-RIS1的反射矩阵，表示基站1到STAR-RIS1的小尺度衰落矩阵；用户1，c接收到的干扰信号表示为： ；上式中，表示基站2到用户1，c的大尺度衰落，表示基站2到用户1，c的小尺度衰落，表示基站2-STAR-RIS2-用户1，c的透射大尺度衰落，表示基站2的发射功率，表示STAR-RIS2-用户1，c的透射小尺度衰落，表示STAR-RIS2的透射矩阵，表示基站2到STAR-RIS2的小尺度衰落矩阵；用户1，c接收到的信号表示为： ；上式中，为加性高斯白噪声；步骤S3、根据用户1，c接收到的干扰信号，利用STAR-RIS2的透射信号抑制用户1，c接收到的干扰，相应的干扰抑制问题定义为： ；上式中，表示基站2到用户1，e的大尺度衰落，表示基站2到用户1，e的小尺度衰落，表示基站2-STAR-RIS2-用户1，e的透射大尺度衰落，表示STAR-RIS2-用户1，e的透射小尺度衰落，表示STAR-RIS2的透射幅度系数，表示STAR-RIS2的透射相位系数；其中P1和P2分别是小区1内的中心用户c和边缘用户e的优化问题，透射幅度系数约束（P1a）描述了STAR-RIS2的幅度特性，透射相位系数约束（P1b）描述了STAR-RIS2的相位特性，假设相位特性连续理想可控；以消除每一个用户接收到的干扰为目标，因此RIS2控制器首先生成干扰矩阵为： ；为了设计STAR-RIS2的透射幅度系数和透射相位系数，需要生成STAR-RIS2的等效透射矩阵，表达式如下所示： ；其中：表示基站2到第l个RIS元素的小尺度衰落，表示基站2-第l个RIS元素-用户1，c的透射信道增益，表示基站2-第l个RIS元素-用户1，e的透射信道增益；为了计算STAR-RIS2的透射矩阵，需要生成STAR-RIS2的透射幅度和透射相位向量，表达式如下所示： ；故STAR-RIS2的透射幅度和透射相位向量设计为： ；步骤S4、当小区1中的用户接收到的干扰被抑制后，利用STAR-RIS1的反射信号增强小区1中用户接收到的有效信号，相应的信号增强问题定义为： 其中P3是小区1内的中心用户c的优化问题，反射幅度系数约束（P3a）描述了STAR-RIS1的幅度特性，反射相位系数约束（P3b）描述了STAR-RIS1的相位特性，假设相位特性连续理想可控；表示STAR-RIS1的反射幅度系数，表示STAR-RIS1的反射相位系数；以加强小区1内的中心用户c接收到的有效信号为目标，因此在RIS1控制器首先生成等效反射信道，表达式如下所示： 其中表示基站1到第l个RIS元素的小尺度衰落，表示第l个RIS元素到用户1，c的反射小尺度衰落；为了使用户接收到的有效信号最大化，P3中STAR-RIS1的反射幅度和反射相位向量设计为，表达式如下所示： ；其中：为取相位；步骤S5、当STAR-RIS1和STAR-RIS2完成上述P1、P2和P3后，用户收到的干扰被抑制，且有效信号被提高，故基于此设计，小区1内的中心用户c收到的等效信号为，表达式如下所示： 。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京交通大学 基于同步透射反射智能表面同步信号增强及干扰抑制方法

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