基于智能反射面辅助增强的通信优化问题研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院微小卫星创新研究院) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jay36890
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随着无线通信领域的飞速发展,人们对于无线通信技术的期望不断提高。目前仍在广泛部署的第五代移动通信系统在很大程度上满足了人们对高速率、低时延通信的要求。然而,这一代移动通信系统存在硬件成本高、功耗大以及复杂度高等缺点,不仅给运营商的部署、运营和维护带来了许多不便,也让用户的性价比体验大打折扣。有鉴于此,在研究下一代移动通信系统的过程中,学术界提出智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)的概念,并应用于无线通信系统中以解决当前遇到的诸多问题。智能反射面是一种集成了大量低成本、低损耗、可重构的无源反射天线单元的平面,可以智能地配置信号传播,提高无线网络的频谱效率和能量效率。具体而言,在获知用户位置后,利用优化算法计算信号的反射相位,提高用户接收到的功率。本文创新性地提出一种在室内小范围环境下具有协作关系的双智能反射面辅助增强的无线通信系统。当基站到用户的直连链路不可用时,该系统利用两个具有协作关系的智能反射面来增强用户接收到的信号功率。将两个智能反射面的移相矩阵作为优化变量,最大化用户接收到的信号功率。该系统建模为非凸网络优化问题,采用基于内点优化(Interior Point Optimization,IPOPT)求解器进行仿真,同时与无协作关系模型进行性能对比。对比结果表明,在室内小范围环境下,具有协作关系的模型相比无协作关系的模型有更好的增强效果。
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