1.基于IRS辅助太赫兹MIMO通信系统的空间多路复用方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：建立IRS多分区辅助收发端多子阵列太赫兹MIMO通信系统架构；

步骤二：在建立的架构下，基于克罗内克积建立信道模型；

步骤三：根据频谱效率最大化原则，在提出架构下构建一个含有多变量耦合和非凸约束的非凸目标函数；

步骤四：将优化问题解耦成两个易于求解的子问题，即IRS反射系数矩阵设计问题和收/发端的混合预编码/组合矩阵设计问题；

步骤五：基于黎曼流形优化算法，计算IRS反射系数矩阵；

步骤六：基于数理推导，得到混合预编码矩阵/组合矩阵的闭式解；

所述步骤一中，建立IRS多分区辅助收发端多子阵列太赫兹MIMO通信系统架构，针对IRS辅助太赫兹MIMO系统，假设发射端和接收端之间的视距通信链路被障碍物阻断，需要依赖IRS建立有效的通信链路；收发端处采用宽间隔多子阵列混合预编码结构，并设计对应的宽间隔多分区的IRS架构；

所述步骤二中，在建立的架构下，基于克罗内克积建立的信道模型，结合宽间距多子阵列WSMS架构信道模型和IRS级联信道模型，得出发送端与接收端通过IRS构建的虚拟视距通信信道；

IRS辅助太赫兹MIMO通信系统模型是由发送端、IRS、接收端三部分组成；发射端包含Nt_tot根RF链和Nt_tot根天线，将发送端均匀的分成Kt个均匀间隔为dwid_t的子阵列，每个子阵列配置了NRF_t根射频RF链和Nt根间距为d＝λ/2天线；IRS包含Nirs_tot个反射元件，将这些元件均匀地分成Kirs组，组间距为dwid_irs，每组IRS包含Nirs个均匀间隔为d＝λ/2反射元件；接收端包含Nr_tot根RF链和Nr_tot根天线，将接收端均匀的分成Kr个均匀间隔为dwid_r的子阵列，每个子阵列配置了NRF_r根射频RF链和Nr根间距为d＝λ/2天线；

发射端发送NS条并行数据流，表示为 且有 表示

H

期望，(A) 表示矩阵的共轭转置， 为Ns×Ns的单位矩阵；其中，传输数据流数、收发端RF链数、收发端天线数存在如下关系：Ns≤NRFt_tot≤Nt_tot，Ns≤NRFr_tot≤Nr_tot，1≤NRF_t≤Nt，1≤NRF_r≤Nr；发射信号s首先经过数字预编码器 通过RF链路映射到射频域，再经过模拟预编码器 的相移网络，通过发送端天线辐射后得到发送信号为：

其中，ρ表示信号发送功率；模拟预编码矩阵FRF是块对角结构，每个子阵的模拟预编码矩阵 θi,n为子阵列FRF,i的第n列向量， n＝1,2,3,L,NRF_t，模拟预编码矩阵中的非零元素均满足恒模约束，即混合预编码器满足功率约束 其中||·||F表示Frobenius范数；

定义发送端与IRS之间的信道矩阵为 IRS与接收端之间的信道为IRS上的相移矩阵为 结合宽间距多子阵列WSMS架构信道模型和IRS级联信道模型，得出发送端与接收端通过IRS构建的虚拟视距通信信道表示为：H＝HrΦHt

其中，

其中，表示克罗内克积， 和 是信道的复增益，Lt和Lr分别表示发送端与IRS之间、IRS与接收端之间的传播路径数； 和 分别表示信号到达或离开IRS的第lt(lr)条路径的方位角和俯仰角， 为IRS上均匀平面子阵

列响应向量， 和 分别表示信号离开发送端第lt条路径的方位角和俯仰角， 和 分别表示信号到达接收端第lr条路径的方位角和俯仰角， 为发送端均匀平面子阵列响应向量； 为接收端均匀平面子阵列响应向量； 和 分别表示球面波传播下发送端与IRS之间的第lt条路径上子阵列之间的复相移矩阵和IRS与接收端之间的第lr条路径上子阵列之间的复相移矩阵，且有 其中 表示发送端的第kt个子阵列在路径lt方向上与IRS上第kirs组之间的距离， 表示接收端的第kr个子阵列在路径lr方向上与IRS上第kirs组之间的距离。

2.根据权利要求1所述的基于IRS辅助太赫兹MIMO通信系统的空间多路复用方法，其特征在于：所述步骤三中，根据频谱效率最大化原则，在提出架构下构建一个含有多变量耦合和非凸约束的非凸目标函数，通过部署收发两端的天线阵列和IRS上的元件，打破有限的散射路径对多路复用增益带来的限制，突破现有的IRS辅助太赫兹MIMO通信系统中的频谱效率瓶颈，旨在通过联合优化IRS上的反射系数矩阵、发送端的混合预编码矩阵、接收端的混合合并矩阵，实现系统频谱效率最大化；系统频谱效率为：其中，模拟组合器 数字组合器

最大化系统频谱效率的优化问题表述为：

3.根据权利要求1所述的基于IRS辅助太赫兹MIMO通信系统的空间多路复用方法，其特征在于：所述步骤四中，将优化问题解耦成两个易于求解的子问题，即IRS反射系数矩阵设计问题和收/发端的混合预编码/组合矩阵设计问题；首先假设收发端的混合预编码矩阵是全数字的，以最大化系统的频谱效率为目标，优化IRS上的反射系数矩阵，得到的第一个优化子问题：将得到的IRS反射系数矩阵代入，优化发送或接收端的混合预编码矩阵或合并矩阵，此时得到第二个优化子问题：

4.根据权利要求1所述的基于IRS辅助太赫兹MIMO通信系统的空间多路复用方法，其特征在于：所述步骤五中，基于黎曼流形优化算法，计算IRS反射系数矩阵，由于P1中假设收发端的预编码和组合矩阵均是全数字的最优形式，通过进一步剖析级联信道矩阵的结构，简化P1的优化问题为如下形式：其中 和 分别表示

和 的第k行和第k列， 和 分别表示对x向上和向下取

整， 表示元素全为1的行向量， 表示元素全为1的列向量；令则优化问题式P1重新表述为：

将转换后的优化问题的可行搜索空间看作Nirs_tot个复圆的乘积，即：在流形 上搜索最优相移时，始终满足IRS反射系数的恒模约束，P1转换为无约束形式，采用梯度下降算法求解。