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【技術實現步驟摘要】
本申請涉及無線通信,尤其涉及一種信息傳輸方法、裝置及存儲介質。
技術介紹
1、在基于智能超表面(reconfigurable?intelligent?surface,ris)的通信場景中,現有的波束賦形設計算法均假設ris單元的反射幅值恒定為1,即假設ris單元均為理想反射情況。然而,在實際工程應用中,入射信號并不能在ris單元上實現全反射(即ris單元的反射幅值并非恒定為1),由此導致采用現有波束賦形設計算法得到的波束賦形參數進行信息傳輸,在實際工程應用中并不能實現系統吞吐量最大化。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題,本申請實施例提供一種信息傳輸方法、裝置及存儲介質。
2、第一方面,本申請實施例提供一種信息傳輸方法,包括:
3、獲取智能超表面ris的設備信息、系統的信道狀態信息csi和發射功率信息;其中,所述設備信息包括所述ris包含的反射單元個數,以及所述ris包含的所有反射單元的反射系數;
4、在滿足ris反射單元的反射相移約束條件、ris反射單元的反射幅值與反射相移之間函數關系的約束條件以及發射功率約束條件的情況下,基于所述設備信息、所述csi和所述發射功率信息,確定使系統吞吐量最大化的最優發射預編碼矩陣和最優ris反射系數矩陣;
5、采用所述最優發射預編碼矩陣進行信息傳輸,并將所述最優ris反射系數矩陣配置給所述ris,用于所述ris采用所述最優ris反射系數矩陣對所述信息傳輸進行輔助中繼。
6、在一些實
7、向所述ris或者所述ris的控制設備發送控制信令,所述控制信令用于指示所述ris或者所述控制設備上報所述ris的設備信息;
8、接收所述ris或者所述控制設備發送的所述設備信息。
9、在一些實施例中,所述基于所述設備信息、所述csi和所述發射功率信息,確定使系統吞吐量最大化的最優發射預編碼矩陣和最優ris反射系數矩陣,包括:
10、基于所述設備信息確定初始ris反射系數矩陣,并基于所述初始ris反射系數矩陣、所述csi和所述發射功率信息,確定初始發射預編碼矩陣;
11、基于所述初始ris反射系數矩陣和所述初始發射預編碼矩陣,確定使系統吞吐量最大化的最優發射預編碼矩陣和最優ris反射系數矩陣。
12、在一些實施例中,所述基于所述初始ris反射系數矩陣和所述初始發射預編碼矩陣,確定使系統吞吐量最大化的最優發射預編碼矩陣和最優ris反射系數矩陣,包括:
13、基于所述初始ris反射系數矩陣和所述初始發射預編碼矩陣,以及加權均方誤差函數,確定所述最優發射預編碼矩陣和所述最優ris反射系數矩陣;
14、其中,所述加權均方誤差函數基于系統中每個接收端設備的信號均方誤差函數和加權系數確定,所述信號均方誤差函數用于表征所述接收端設備檢測到的發射信號與所述發射端設備發射的信號之間的均方誤差。
15、在一些實施例中,所述基于所述初始ris反射系數矩陣和所述初始發射預編碼矩陣,以及加權均方誤差函數,確定所述最優發射預編碼矩陣和所述最優ris反射系數矩陣,包括:
16、基于所述初始ris反射系數矩陣和所述初始發射預編碼矩陣,使用交替優化算法,以所述加權均方誤差函數的取值最小化為目標,通過多次迭代得到所述最優發射預編碼矩陣和所述最優ris反射系數矩陣;
17、在每一次迭代中,針對所述加權均方誤差函數的任一目標優化變量,基于除所述目標優化變量以外的其他優化變量在前次迭代中得到的最優解,確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解。
18、在一些實施例中,所述加權均方誤差函數為:
19、
20、
21、式中,w表示發射預編碼矩陣,w=[w1,…,wk…,wk],wk表示對應于接收端設備k的預編碼向量,k=1、2、…、k,k表示系統中接收端設備總數;φ表示ris反射系數矩陣,表示反射單元n的反射系數,n=1、2、…、n,n表示所述ris包含的反射單元個數;u和ρ分別為uk和ρk的集合,uk表示接收端設備k的輔助變量,ρk表示接收端設備k的加權參數;msek表示接收端設備k的信號均方誤差函數,表示接收端設備k檢測到的發射信號,sk表示所述發射端設備發射的信號,上標*表示共軛;hd,k表示所述發射端設備至接收端設備k的直視信道參數,hr,k表示所述ris至接收端設備k的信道參數,diag(φ)表示對角線元素為φ中各元素的對角矩陣,g表示所述發射端設備至所述ris的信道參數,re表示取實部,σ2表示噪聲功率。
22、在一些實施例中,在所述目標優化變量為ρ的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
23、基于以下公式,確定當次迭代中ρk的最優解:
24、
25、式中,表示所述當次迭代中ρk的最優解,所述msek基于所述當次迭代的前次迭代的優化變量最優解確定。
26、在一些實施例中,在所述目標優化變量為u的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
27、基于以下公式,確定當次迭代中uk的最優解:
28、
29、式中,表示所述當次迭代中uk的最優解,所述diag(φ)、所述wk和所述wj均基于所述當次迭代的前次迭代的優化變量最優解確定。
30、在一些實施例中,在所述目標優化變量為發射預編碼矩陣w的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
31、基于以下公式,確定當次迭代中對應于接收端設備k的預編碼向量wk的最優解:
32、
33、
34、式中,表示所述當次迭代中wk的最優解,所述ρj、所述ρk、所述和所述diag(φ)均基于所述當次迭代的前次迭代的優化變量最優解確定,表示nt階的單位矩陣,nt表示所述發射端設備的天線單元個數,上標h表示轉置;λ基于在集合中進行一維搜索得到,p表示發射功率。
35、在一些實施例中,在所述目標優化變量為ris反射系數矩陣φ的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
36、基于以下方式,確定當次迭代中反射單元n的反射系數的最優解:
37、確定當次迭代中反射單元n的反射相移θn的最優解;
38、基于所述當次迭代中反射單元n的反射相移θn的最優解,以及所述ris反射單元的反射幅值與反射相移之間函數關系的約束條件,確定當次迭代中反射單元n的反射幅值βn;
39、基于所述當次迭代中反射單元n的反射相移θn的最優解和所確定的當次迭代中反射單元n的反射幅值βn,確定當次迭代中反射單元n的反射系數的最優解。
40、在一些實施例中,所述確定當次迭代中反射單元n的反射相移θn的最優解,包括:
41、確定當次迭代中ris反射單本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種信息傳輸方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述獲取智能超表面RIS的設備信息,包括:
3.根據權利要求1或2所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述基于所述設備信息、所述CSI和所述發射功率信息,確定使系統吞吐量最大化的最優發射預編碼矩陣和最優RIS反射系數矩陣,包括:
4.根據權利要求3所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述基于所述初始RIS反射系數矩陣和所述初始發射預編碼矩陣,確定使系統吞吐量最大化的最優發射預編碼矩陣和最優RIS反射系數矩陣,包括:
5.根據權利要求4所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述基于所述初始RIS反射系數矩陣和所述初始發射預編碼矩陣,以及加權均方誤差函數,確定所述最優發射預編碼矩陣和所述最優RIS反射系數矩陣,包括:
6.根據權利要求5所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述加權均方誤差函數為:
7.根據權利要求6所述的信息傳輸方法,其特征在于,在所述目標優化變量為ρ的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
9.根據權利要求6所述的信息傳輸方法,其特征在于,在所述目標優化變量為發射預編碼矩陣W的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
10.根據權利要求6所述的信息傳輸方法,其特征在于,在所述目標優化變量為RIS反射系數矩陣Φ的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
11.根據權利要求10所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述確定當次迭代中反射單元n的反射相移θn的最優解,包括:
12.根據權利要求11所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述確定當次迭代中RIS反射單元的反射系數優化等價函數g(θn)的曲線類型,包括:
13.根據權利要求11所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述g(θn)的表達式為:
14.根據權利要求11至13任一項所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述確定所述g(θn)的曲線波谷點所對應的θn值,包括:
15.根據權利要求14所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述基于所述g(θn)的曲線類型,確定搜索區間的左邊界點和右邊界點,包括:
16.根據權利要求14所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述基于所述g(θn)的曲線類型,確定搜索區間的左邊界點和右邊界點,包括:
17.根據權利要求14所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述基于所述g(θn)的曲線類型,確定搜索區間的左邊界點和右邊界點,包括:
18.根據權利要求14所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述基于所確定的搜索區間的左邊界點和右邊界點,在所述搜索區間中進行一維搜索,確定所述g(θn)的曲線波谷點所對應的θn值,包括:
19.根據權利要求1或10所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述RIS反射單元的反射幅值與反射相移之間函數關系的約束條件,包括:
20.一種發射端設備,其特征在于,包括存儲器,收發機,處理器;
21.一種信息傳輸裝置,其特征在于,包括:
22.一種非瞬時可讀存儲介質,其特征在于,所述非瞬時可讀存儲介質存儲有計算機程序,所述計算機程序用于使處理器執行權利要求1至19任一項所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種信息傳輸方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述獲取智能超表面ris的設備信息,包括:
3.根據權利要求1或2所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述基于所述設備信息、所述csi和所述發射功率信息,確定使系統吞吐量最大化的最優發射預編碼矩陣和最優ris反射系數矩陣,包括:
4.根據權利要求3所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述基于所述初始ris反射系數矩陣和所述初始發射預編碼矩陣,確定使系統吞吐量最大化的最優發射預編碼矩陣和最優ris反射系數矩陣,包括:
5.根據權利要求4所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述基于所述初始ris反射系數矩陣和所述初始發射預編碼矩陣,以及加權均方誤差函數,確定所述最優發射預編碼矩陣和所述最優ris反射系數矩陣,包括:
6.根據權利要求5所述的信息傳輸方法,其特征在于,所述加權均方誤差函數為:
7.根據權利要求6所述的信息傳輸方法,其特征在于,在所述目標優化變量為ρ的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
8.根據權利要求6所述的信息傳輸方法,其特征在于,在所述目標優化變量為u的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
9.根據權利要求6所述的信息傳輸方法,其特征在于,在所述目標優化變量為發射預編碼矩陣w的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
10.根據權利要求6所述的信息傳輸方法,其特征在于,在所述目標優化變量為ris反射系數矩陣φ的情況下,所述確定所述目標優化變量在當次迭代中的最優解,包括:
11.根據權利要求10所述的信息傳輸...
【專利技術屬性】
技術研發人員:高子路,
申請(專利權)人:大唐移動通信設備有限公司,
類型:發明
國別省市:
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