1.一种双RIS辅助的反向散射通信鲁棒传输方法,该方法基于双可重构智能表面辅助a无线供电反向散射通信系统,该系统包括:K个反向散射节点、一个具有N 个反射元件的bRISa、一个具有N个反射元件的RISb、一个天线数为M的功率站和一个单天线信息接收机;反向散射节点到信息接收机的直射链路被障碍物阻断;RISa部署在功率站和反向散射节点之间,RISb部署在反向散射节点和信息接收机之间,通过调整RIS的相移改变信道增益,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1:构建双RIS辅助无线供电反向散射通信系统模型;双RIS辅助无线供电反向散射通a b信系统的参数包括功率站天线数M、RISa反射元件数N 、RISb反射元件数N、反向散射设备数max量K、功率站的最大传输功率门限P 、第k个反向散射设备的发射功率pk、第k个反向散射设备的最小吞吐量门限 第k个反向散射设备的消耗的能量Ek、能量收集时间t0、第k个反向散射设备主动传输时间tk、系统传输帧长T、功率站通过RISa到反向散射节点的级联信道误差上界ε1,k、功率站到反向散射节点的信道误差上界ε2,k、反向散射节点通过RISb到信息EE接收机的级联信道误差上界ε3,k、系统总能效η ;
S2:考虑功率站发射功率约束,反向散射设备发射功率约束,反向散射设备吞吐量约束,信道不确定性约束,RIS相移约束和能量收集约束,基于信道不确定性,建立以总能效最大化为优化目标的双RIS辅助无线供电反向散射通信系统鲁棒资源分配模型;
S3:利用柯西不等式、S过程、丁克尔巴赫方法、半正定松弛方法、惩罚凹凸过程和交替优化方法,将原问题转化为等价的凸优化子问题;
S4:利用CVX对凸优化问题求解,获得最优波束成形向量、设备发射功率、RIS相移和时间分配,即最优资源分配方案;
sum sum
所述系统总能效根据 计算;其中,R 表示系统总吞吐量,E 表示系统总能耗;
所述以总能效最大化为优化目标的双RIS辅助无线供电反向散射通信系统鲁棒资源分配模型为:
2 2
C5:|va,n|=1,|vb,n|=1
其中, 表示系统的总能耗,
ωk为功率站到第k个反向散射设备的波束成形向量, 表示第k个反向散射设备消耗的能量, 表示第k个反向散射设备收集的能量,ρk表示第k个反向散射设备H的能量转换因子,0≤ρk≤1; 表示第k个反向散射设备收集的功率,(·)T为矩阵的共轭转置,va=[va,1,…va,n,…,va,N] 表示RISa的相移向量,表示RISa第n个反射单元的相位,hk表示功率站到第k个反向散射设备的信道,且 表示信道估计值,Δhk表示信道估计误差, 表示功率站经过RISa到第k个反向散射设备的级联信道,lk表示RISa到第k个反向散射设备的信道,fk表示功率站到RISa的信道,且 表示信道估计值,ΔHk表示信道估计误差, 表示第k个反向散射设备的吞吐量,gu,k表示第k个反向散射设备经过RISb到信息接收机的信道,且 表示信道估计值,Δgu,kT表示信道估计误差,vb=[vb,1,…,vb,n,…vb,N]表示RISb的相移向量,2
表示RISb第n个反射单元的相位,δ为信息接收机处的背景噪声。
2.根据权利要求1所述的一种双RIS辅助的反向散射通信鲁棒传输方法,其特征在于:所述等价的凸优化子问题中,优化变量为波束成形向量和反向散射设备发射功率的资源分配问题表示为:其中, 为松弛变量, 表示Rk的下界,
IMN表示(M×N)×(M×N)维单位对角矩阵,IM表示M×M维单位对角矩阵,dk=2Re{qk}‑sk,
3.根据权利要求1所述的一种双RIS辅助的反向散射通信鲁棒传输方法,其特征在于:所述等价的凸优化子问题中,优化变量为RISa相移的资源分配问题表示为:2
C11:|va,n|≤1+an+N
C12:a≥0
T (l)
其中,a=[a1,…,a2N]表示松弛变量,λ 是正则化因子。
4.根据权利要求1所述的一种双RIS辅助的反向散射通信鲁棒传输方法,其特征在于:所述等价的凸优化子问题中,优化变量为RISb相移的资源分配问题表示为:C13:Vb,(n,n)=1
其中,
5.根据权利要求1所述的一种双RIS辅助的反向散射通信鲁棒传输方法,其特征在于:所述等价的凸优化子问题中,优化变量为时间的资源分配问题表示为: