本申請(qǐng)屬于通信，具體涉及一種聯(lián)合pris與aris輔助通信的功率分配方法。
背景技術(shù)：
1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)更高數(shù)據(jù)速率、更低時(shí)延和更廣覆蓋范圍的需求變得日益迫切。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，可重構(gòu)智能表面(ris)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)調(diào)制電磁波傳播環(huán)境來(lái)改善信號(hào)傳輸，成為無(wú)線通信領(lǐng)域的一項(xiàng)重大創(chuàng)新。根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議，ris可分為無(wú)源ris(pris)和有源ris(aris)。pris僅被動(dòng)反射信號(hào)而不進(jìn)行放大。相反，aris能夠?qū)θ肷湫盘?hào)進(jìn)行功率放大反射，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。
2、目前，大多數(shù)現(xiàn)有文獻(xiàn)主要關(guān)注pris或aris的單獨(dú)部署。然而，這兩種技術(shù)都有其局限性。盡管pris具有功耗低、成本低和易于部署等優(yōu)點(diǎn)，但其反射信號(hào)強(qiáng)度有限，且無(wú)法主動(dòng)增強(qiáng)信號(hào)。另一方面，aris能夠通過(guò)信號(hào)放大顯著提升通信性能，但較高的功耗和硬件復(fù)雜性限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，單獨(dú)部署pris或aris可能無(wú)法滿足未來(lái)無(wú)線通信在性能、能耗和覆蓋范圍方面的需求。我們迫切需要研究更靈活高效的部署方案，以充分發(fā)揮ris技術(shù)的潛力。
3、為了滿足未來(lái)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的多樣化需求，并充分利用aris和pris的優(yōu)勢(shì)，近期的研究將aris和pris聯(lián)合部署以提升系統(tǒng)性能。例如，現(xiàn)有文件重點(diǎn)關(guān)注了多ris系統(tǒng)中aris的部署優(yōu)化，特別是無(wú)線信息傳輸(wit)和無(wú)線能量傳輸(wpt)這兩種不同場(chǎng)景下的最優(yōu)部署策略。此外，有的文獻(xiàn)研究了復(fù)雜環(huán)境中多個(gè)pris/aris的部署優(yōu)化問(wèn)題，重點(diǎn)在于成本與性能以及覆蓋增強(qiáng)之間的權(quán)衡。為了最大化信噪比(sinr)，現(xiàn)有技術(shù)在總功率約束下提出了一種混合ris系統(tǒng)中ris單元和功率預(yù)算的最優(yōu)分配方案。此外，還分析了放大因子并推導(dǎo)出了放大因子的閾值。
4、然而，現(xiàn)有技術(shù)并未考慮aris的功率問(wèn)題，僅關(guān)注了aris部署對(duì)系統(tǒng)性能的影響。但是實(shí)際應(yīng)用中不能忽視aris功率的持續(xù)增長(zhǎng)。鑒于整個(gè)系統(tǒng)的總功率限制，需要合理分配基站的發(fā)射功率和aris的放大功率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N聯(lián)合pris與aris輔助通信的功率分配方法，以解決上述的技術(shù)問(wèn)題。
2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)采用的一個(gè)技術(shù)方案是：一種聯(lián)合pris與aris輔助通信的功率分配方法，包括：
3、基于單個(gè)基站、單個(gè)用戶、pris與aris，構(gòu)建多個(gè)通信部署模式以及無(wú)線通信模型；
4、基于無(wú)線通信模型以及對(duì)應(yīng)的通信部署模式，獲取用戶處的信噪比；
5、基于信噪比，獲取aris的最優(yōu)位置以及最優(yōu)功率。
6、進(jìn)一步，若通信部署模式為aris-pris部署；
7、基于公式(1)，獲取第一無(wú)線通信模型；其中，公式(1)為：
8、
9、其中，y(ap)為用戶處接收的信號(hào)；hba為基站-aris的基帶等效視距信道；gap為aris-pris的基帶等效視距信道；為pris-用戶鏈路的基帶等效視距信道；ρθa為aris的反射信號(hào)；θp為pris的反射信號(hào)；s為基站發(fā)射功率為pbs的信號(hào)；n表示用戶處的加性高斯白噪聲。
10、進(jìn)一步，基于第一無(wú)線通信模型以及公式(2)，獲取用戶接收到的第一信噪比；其中，公式(2)為：
11、
12、其中，pbs是基站的發(fā)射功率，σ2為用戶處的加性高斯白噪聲大小。
13、進(jìn)一步，基于aris-pris部署，獲取aris的最優(yōu)位置以及最優(yōu)功率的方法，包括：
14、基于公式(3)，獲取aris反射信號(hào)的放大功率的約束條件；其中，公式(3)為：
15、
16、其中，ρ為放大因子，na為aris的反射單元數(shù)量，paris為aris放大功率；
17、基于公式(4)，以實(shí)現(xiàn)第一信噪比的最大化；其中，公式(4)為：
18、
19、其中，q1＝σ2pth2以及
20、基于公式(5)，計(jì)算aris的最優(yōu)位置以及最有功率；其中，公式(5)為：
21、
22、其中，以及
23、進(jìn)一步，若通信部署模式為pris-aris部署；
24、基于公式(6)，獲取第二無(wú)線通信模型；其中，公式(6)為：
25、
26、其中，y(pa)為用戶處接收的信號(hào)；hbp為基站-pris的基帶等效視距信道；gap為pris-aris的基帶等效視距信道；為aris-用戶鏈路的基帶等效視距信道；ρθa為aris的反射信號(hào)；θp為pris的反射信號(hào)；s為基站發(fā)射功率為pbs的信號(hào)；n表示用戶處的加性高斯白噪聲。
27、進(jìn)一步，基于第二無(wú)線通信模型以及公式(7)，獲取用戶接收到的第二信噪比；其中，公式(7)為：
28、
29、其中，pbs是基站的發(fā)射功率，σ2為用戶處的加性高斯白噪聲大小。
30、進(jìn)一步，基于pris-aris部署，獲取aris的最優(yōu)位置以及最優(yōu)功率的方法，包括：
31、基于公式(8)，以實(shí)現(xiàn)第二信噪比的最大化；其中，公式(8)為：
32、
33、其中，以及
34、基于公式(9)，計(jì)算aris的最優(yōu)位置以及最有功率；其中，公式(9)為：
35、
36、其中，以及
37、本申請(qǐng)的有益效果是：本申請(qǐng)?jiān)诳偣β适芟薜那闆r下，針對(duì)aris和pris的聯(lián)合部署問(wèn)題，該問(wèn)題考慮了基站的發(fā)射功率以及aris的放大功率。在兩種部署方案中，本申請(qǐng)研究了aris的部署以及基站和aris之間的功率分配，推導(dǎo)出了用于信號(hào)放大的aris的最優(yōu)功率表達(dá)式。
1.一種聯(lián)合pris與aris輔助通信的功率分配方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，若通信部署模式為aris-pris部署；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，若通信部署模式為pris-aris部署；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，基于pris-aris部署，獲取所述aris的最優(yōu)位置以及最優(yōu)功率的方法，包括：