1.反射面辅助的非正交多址接入通信系统设计方法,其特征在于,所述通信系统包括一个基站、多个用户终端、以及一个智能反射面;基站采用NOMA方式复用多个用户,在同一个时频资源块上向多个用户同时传输信息,基站为每个用户数据流分配一定的功率,将多个数据流线性叠加后发送;智能反射面由多个反射单元以及一个与之相连的反射面控制器组成,每个反射单元为无源器件,可以对入射信号进行相位偏移,反射面控制器根据通信性能的需求和信道状态,对每个反射单元的相位偏移进行调整;用户不仅可以收到来自基站的直接链路信号,也可以收到来自反射面的反射链路信号,将两路信号叠加后,采用串行干扰消除的方式解码。
2.根据权利要求1所述的反射面辅助的非正交多址接入通信系统设计方法,其特征在于,基站端的用户功率分配和反射面反射单元的相移方法为:令基站部署单根天线,反射面的反射单元数目为M,以NOMA方式复用的用户数为K,基站发送信号表示为:
其中,P为基站发送功率,xk是发送给第k个用户的数据流,k=1,2,……K,xk~CN(0,1),基站为第k个数据流的分配功率αkP,0≤αk≤1, 将K个数据流的线性叠加后发送,第k个用户收到的信号为:yk=(gkHΘf+vk)x+wk
其中,vk表示基站到第k个用户的信道, 表示基站到反射面的信道, 表示反射面到第k个用户的信道, 表示反射面的对角相移矩阵,θm∈[0,2π)表示第m个反射单元的相移角度,wk~CN(0,σ2)表示第k个用户处的功率为σ2加性高斯白噪声;
以最大化系统的速率性能同时保证用户公平性为前提,建立如下最大化最小优化问题,即通过联合优化基站的功率分配系数向量α和反射面的相移矩阵Θ,来最大化最小的解码SINR:其中,第一个和第二个约束条件为保证每个用户的速率大于Q,其中Q是一个表示最小SINR的松弛变量,第三个约束是为了确保串行干扰消除的正确性,也就是用户解码用户信号的SINR不小于某定值,第四个第五个约束分别为功率分配系数的归一化约束和非负约束,第六个约束为反射单元的相移范围约束;
串行干扰消除方式的解码顺序是从信道最弱的用户到信道最强的用户,遍历所有K!可能的排序,在每种排序方式下,通过求解上述优化问题来设计基站的功率分配系数向量α和*反射面的相移矩阵Θ,并得到该排序方式下最优的SINR即SINR(Q),之后在这当中选取最大的SINR所对应的排序方式、功率分配系数向量α和反射面的相移矩阵Θ作为最终结果。