摘 要：由無(wú)源器件構(gòu)成的智能反射面（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ，ＩＲＳ） 是未來(lái)無(wú)線通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，可以有效地提高頻譜效率與降低硬件成本。非正交多址接入（ＮｏｎＯｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ，ＮＯＭＡ） 技術(shù)可有效地提高頻譜效率，也被認(rèn)為是未來(lái)６Ｇ 的潛在關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)多ＩＲＳ 輔助的下行多天線ＮＯＭＡ 系統(tǒng)開展速率最大化研究。通過(guò)求解總用戶組合信道強(qiáng)度最大化問(wèn)題，得到ＩＲＳ 反射面的初始相移矩陣，并據(jù)此得到用戶的解碼順序；利用拉格朗日對(duì)偶變化（Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ Ｄｕａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ，ＬＤＴ） 以及二次轉(zhuǎn)化（Ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｑｕａｄｒａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ＭＣＱＴ） 將原本復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化為分式優(yōu)化；利用交替優(yōu)化方法設(shè)計(jì)最優(yōu)的波束成形矢量與相移矩陣。在優(yōu)化相移時(shí)，對(duì)每個(gè)ＩＲＳ 進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化，將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為秩的形式進(jìn)行求解；求解最優(yōu)波束成形時(shí)，可通過(guò)二分法獲得最優(yōu)解。仿真結(jié)果表明，提出的設(shè)計(jì)方案顯著提升了系統(tǒng)的和速率性能。

關(guān)鍵詞：智能反射面；非正交多址接入；和速率；相位偏移；波束成形

中圖分類號(hào)：ＴＮ９２８ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ

文章編號(hào)：１００３－３１０６（２０２４）１２－２８６５－０７

０ 引言

隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，用戶對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸速率的需求不斷提高，對(duì)現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的使用造成巨大的挑戰(zhàn)，于是研究者們開始尋求可開發(fā)無(wú)線傳輸新頻段。此時(shí)毫米波通信作為一項(xiàng)極具前景的技術(shù)被提出，可以提供大量空閑頻譜來(lái)支持高速的數(shù)據(jù)傳輸，且由于毫米波的波長(zhǎng)較短，能夠使用大規(guī)模天線克服高載波頻率的傳播損耗［１－２］。

雖然大規(guī)模天線可以解決較大的路徑損耗問(wèn)題，但是毫米波信號(hào)仍然容易被人體、樹木、建筑等阻礙物阻擋，限制了毫米波潛力的進(jìn)一步釋放。近來(lái)，由東南大學(xué)崔鐵軍院士提出的智能反射面（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ，ＩＲＳ）技術(shù)能夠很好地解決這一問(wèn)題。ＩＲＳ 通過(guò)在平面上集成大量低成本的無(wú)源反射元件，對(duì)信號(hào)的無(wú)線傳播環(huán)境進(jìn)行智能調(diào)整，從而提高無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的性能［３］。通過(guò)無(wú)源器件控制信號(hào)的振幅及相位，能夠在收發(fā)端建立虛擬的視距路徑。因此ＩＲＳ 的部署能有效克服毫米波易被阻擋以及傳輸損耗較高的問(wèn)題。