利索能及
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专利号: 2022101988130
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种联合IRS技术和SR技术的物联网链路优化方法,其特征在于,包括以下步骤:基站将主链路信号发送给多个接收机、智能反射表面和多个IoT设备;

所述智能反射表面接收所述基站发送的主链路信号,所述智能反射表面重构所述基站到所述多个接收机的信道环境,重构完成后,将接收到的主链路信号发送给所述多个接收机;所述智能反射表面重构所述基站到所述多个IoT设备的信道环境,重构完成后,将接收到的主链路信号发送给所述接收机和所述多个IoT设备;

所述多个IoT设备接收物联网信息、所述基站和所述智能反射表面发送的主链路信息;

所述多个IoT设备将所述物联网信息调制到接收到的主链路信息上,并将调制后的信息发送给所述多个接收机。

2.根据权利要求1所述的一种联合IRS技术和SR技术的物联网链路优化方法,其特征在于,所述接收机接收到的调制后的信息为:其中,p表示基站发射功率, 依次代表基站到第m个用户、基站到第n个IoT设备和第m个用户到第n个IoT设备之间的信道,Φ=diag{φ1,φ2,L,φQ}表示智能反射表面的反射系数矩阵, 依次表示智能反射表面到第m个用户和智能反射表面到第n个IoT设备之间的信道, 表示基站到智能反射表面之间的信道,xm表示基站发送给第m个接收机的信息符号,αn表示第n个IoT设备的反射系数且在0‑1之间取值,cn表示第2

n个IoT设备发送给第m个接收机的信息符号,μm表示功率为σ的零均值加性高斯白噪声。

3.根据权利要求2所述的一种联合IRS技术和SR技术的物联网链路优化方法,其特征在于,所述接收机接收到的主链路信息为:所述接收机接收到的主链路信息的传输速率期望为:所述接收机接收到的物联网信息为:

所述接收机接收到的物联网信息的传输速率为:

其中,am,n表示第m个用户与第n个IoT设备之间的匹配关系,K表示物联网信息的符号周期为主链路信息的符号周期的K倍。

4.根据权利要求3所述的一种联合IRS技术和SR技术的物联网链路优化方法,其特征在于,还包括以下步骤:S1:建立接收机匹配关系矩阵Α;

S2:根据所述接收机匹配关系矩阵Α和所述反射系数矩阵Φ建立共生通信系统物联网链路的总速率最大化模型,所述共生通信系统物联网链路由所述多个接收机组成;

S3:为每一个IoT设备匹配可达最优速率的接收机,使总速率最大化模型的目标值达到最优。

5.根据权利要求4所述的一种联合IRS技术和SR技术的物联网链路优化方法,其特征在于,所述总速率最大化模型为:P:

s.t.

m∈1,2,L,M,n∈1,2,L,N,

其中,M表示共生通信系统中用户机的数量,N表示共生通信系统中IoT设备的数量,接收机匹配关系矩阵Α={amn|amn∈{0,1},m∈M,n∈N}, 表示主链路最低通信速率需求; 表示一个接收机只接收来自一个IoT设备的信息,且用户个数大于IoT设备个数,用于确保IoT设备与接收机之间的一对一匹配关系,保证每一个IoT设备的信息都可以被接收; 表示智能反射表面反射系数的模值特性约束。

6.根据权利要求5所述的一种联合IRS技术和SR技术的物联网链路优化方法,其特征在于,所述S3包括以下步骤:S3.1:将所述总速率最大化模型转化为内部模型和外部模型,所述内部模型以获取IoT设备与对应用户机之间的最优信息传输速率为目标,所述外部模型以共生通信系统物联网链路的总速率最大为目标;

*

S3.2:采用半定松弛算法求解所述内部模型,得到最优反射系数矩阵Φ;

*

S3.3:根据所述反射系数矩阵Φ ,获取每一个IoT设备与对应用户机之间的最优信息传输速率*

S3.4:采用匈牙利算法求解所述外部模型,得到最优用户机匹配关系矩阵Α,所述最优*用户机匹配关系矩阵Α使共生通信系统物联网链路的总速率最大。

7.根据权利要求6所述的一种联合IRS技术和SR技术的物联网链路优化方法,其特征在于,所述内部模型为:H

其中,φ为IRS相移矩阵向量化表示的共轭转置。

8.根据权利要求6或7所述的一种联合IRS技术和SR技术的物联网链路优化方法,其特征在于,所述S3.2包括以下步骤:采用半定松弛算法转化所述内部模型,得到等价模型;

将所述等价模型转化为半定规划模型;

*

通过高斯随机化方法获取所述半定规划模型的近似解Ψ;

* *

利用所述近似解Ψ建立反射系数矩阵Φ。

9.根据权利要求8所述的一种联合IRS技术和SR技术的物联网链路优化方法,其特征在于,所述外部模型为:其中,Hx表示数学转换过程中产生的中间变量。

10.一种联合IRS技术和SR技术的物联网链路优化系统,其特征在于,包括:基站、具有多个发射单元的智能反射表面、多个接收机和多个IoT设备;所述智能反射表面与智能控制器连接;所述基站与所述接收机之间通过信道hBm通信连接,所述基站与所述IoT设备之间通过信道hBn通信连接,所述接收机与所述IoT设备之间通过信道hmn通信连接,所述智能反射表面与所述基站之间通过信道hRm通信连接,所述智能反射表面与所述IoT设备之间通过信道hRn通信连接。