重庆邮电大学王丹获国家专利权
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龙图腾网获悉重庆邮电大学申请的专利一种RIS辅助无线通信的RIS位置优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116208983B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310132217.7,技术领域涉及:H04W24/02;该发明授权一种RIS辅助无线通信的RIS位置优化方法是由王丹;陈小梦;陈发堂;王华华;王勇芳;杜亚东设计研发完成,并于2023-02-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种RIS辅助无线通信的RIS位置优化方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种RIS辅助无线通信的RIS位置优化方法,包括以用户的接收信噪比为约束以基站的总发射功率最小为优化目标创建第一基站总发射功率优化模型;利用KM算法为每个用户匹配最佳的RIS反射单元作为反射点,得到每个用户的最佳RIS反射单元;利用三角函数将用户最佳RIS反射单元与基站之间的距离和方向转化为以RIS中心反射单元为基准下的距离和方向;并将RIS中心反射单元的位置和方向作为变量,以基站总发射功率最小为优化目标构建第二基站总发射功率优化模型;通过智能优化算法对第二基站总发射功率优化模型求解得到RIS中心反射单元的最优位置和方向,降低基站的发射功率。
本发明授权一种RIS辅助无线通信的RIS位置优化方法在权利要求书中公布了:1.一种RIS辅助无线通信的RIS位置优化方法,其特性在于,包括: S1:基于RIS辅助无线通信,以用户的接收信噪比为约束,以基站的总发射功率最小为优化目标创建第一基站总发射功率优化模型; 所述第一基站总发射功率优化模型包括: s.t.rk,m,n≥r0 ωk,m,n∈{0,1},1≤k≤K,1≤m≤M,1≤n≤N 其中,r0为设定的用户接收端信噪比;ωk,m,n为权值,取值为0和1,wk,m,n=0时表示第k个用户与RIS第m行n列的反射单元未匹配,wk,m,n=1表示第k个用户与RIS第m行n列的反射单元匹配,Pk,m,n表示第k个用户使用RIS第m行第n列反射单元作为反射点时基站为第k个用户分配的发射功率,rk,m,n表示第k个用户使用RIS第m行第n列反射单元作为反射点时的接收信噪比; S2:根据第一基站总发射功率优化模型利用KM算法为每个用户匹配最佳的RIS反射单元作为反射点,得到每个用户的最佳RIS反射单元; 所述利用KM算法为每个用户匹配最佳的RIS反射单元作为反射点包括: 计算每个用户通过每个RIS单元作为反射点时基站为用户分配的发射功率,从而构造代价矩阵Φ,其中,矩阵Φ中第k行第m列的元素为φk,m,由此,根据最小发射功率构造赋权二部图G=V,E;令X=[x1,x2,...,xK],Y=[y1,y2,...,yM],xk表示第k个用户,ym表示第m个RIS单元,因此就可以得到令V=X∪Y,表示所有可能匹配的集合,G中边xk,ym的权重为φk,m; 首先给出如下符号:Iv表示顶点v的标号,wuv表示边u,v的权重;用lu表示G的可行顶点标号,并且需要满足以下的条件lxk+lym≥wxkym=φk,m,用Νlxk表示xk的邻集,且xk与ym通过某条边相连,则有Nlxk={ym:lxk+lym=φk,m},则S的邻集令Ρ是G的一个匹配,最大匹配Ρ满足|Ρ′|≤|Ρ|,其中|Ρ|表示Ρ的边数;另外,完美匹配是X点集以及Y点集中所有点都有相对应的匹配;如果路径在Ρ和E-Ρ中交替出现且该路径起点和终点未被匹配,则该路径是一条可扩展路; KM算法步骤如下: ⑴给G添加一些顶点和权为0的边,使其成为赋权完全二部图; ⑵初始化lym=0,对于任意的ym∈Y,且 ⑶如果Ρ是完美匹配,删除其中权为0的边及其端点后,即得原始图的最大权匹配,否则,选择未匹配点xk∈X,令S=xk, ⑷如果NlS=Τ,更新可行顶点标号,然后返回步骤⑶; 所述更新可行顶点标号包括: ⑸如果NlS≠Τ,选择ym∈NlS-Τ,如果ym未被匹配,则xk~ym是一条可扩展路,更新Ρ并转步骤⑶,如果ym与xj匹配,则令S=S∪xj,Τ=Τ∪ym,然后转步骤⑷; S3:利用三角函数将用户最佳RIS反射单元与基站之间的距离和方向转化为以RIS中心反射单元为基准下的距离和方向;并将RIS中心反射单元的位置和方向作为变量,以基站总发射功率最小为优化目标构建第二基站总发射功率优化模型; 所述第二基站总发射功率优化模型的构建过程包括: S31:根据以RIS中心反射单元为基准下用户最佳RIS反射单元与基站之间的距离和方向计算基站的总发射功率; S32:将RIS中心反射单元的位置和方向作为变量,以基站的总发射功率最小为优化目标构建第二基站总发射功率优化模型; S4:通过智能优化算法对第二基站总发射功率优化模型求解得到RIS中心反射单元的最优位置和方向。
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