1.一种联合3D波束赋形和智能反射面反射优化方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:初始化0时刻的基站波束赋形矢量为 基站天线下倾角为用户接收信号功率的相对增量为Err=∞,迭代索引为t=0;其中,P为基站发送功率, 为从基站到用户之间的信道,hd为 的共轭转置,即 θd为用户相对于基H站天线的下倾角,(·) 表示共轭转置;此外,以θr表示智能反射面相对于基站天线的下倾角,并假设θr<θd;
步骤2:如果Err≥ε且t≤T,执行步骤3,否则执行步骤8;其中,T为最大迭代次数、ε为预设停止迭代门限;
步骤3:根据第t次迭代所得局部最优的基站波束赋形矢量 和基站天线下倾角 按照式(1)计算智能反射面第n个反射单元在第t+1次迭代时局部最优相位值;
其中,n=1,2,…,N,N为智能反射面反射单元总数, 为从智能反射面到用户之间的信道 的第n个元素, 为从基站到智能反射面之间的信道G的第n行元素,arg(·)表示返回当前复数的相位;
步骤4:根据第t+1次迭代所得智能反射面各反射单元局部最优相位值进一步计算智能反射面相移矩阵
其中diag{·}表示生成对角化矩阵;
步骤5:根据第t次迭代所得局部最优的基站波束赋形矢量 和第t+1次迭代所得局部最优的智能反射面相移矩阵 得到第t+1次迭代时局部最优的基站天线下倾角其中,优化基站天线下倾角θ的方法具体为:A:如果 且 则局部最优的基站天线下
倾角为 否则执行步骤B;其中,θ3dB为3dB波束宽度;
B :如 果 则 设 定 搜 索 区 间 为 如 果且 则设定搜索区间为 如果
则设定搜索区间为 执行步骤C;
C:根据步骤B设定的搜索区间,进一步在该区间内采用二分法搜索得到局部最优的基站天线下倾角步骤6:根据第t+1次迭代所得局部最优的智能反射面相移矩阵 和基站天线下倾角 按照式(2)计算第t+1次迭代时的局部最优的基站波束赋形矢量;
其中, θ3dB表示3dB波
束宽度,||·||表示求解矢量的二范数;
步骤7:按照式(3)计算第t+1次迭代时用户接收信号功率;
接着计算用户接收信号功率的相对增量 同时令t=t+1,返回执行步骤2;
步骤8:根据步骤2~7所得全局最优的智能反射面相移矩阵 对智能反射面进行配置,中各对角线元素的相位即为智能反射面各反射单元对应的相位;接着根据步骤2~7所得全局最优的基站天线下倾角 按照电子下倾的方式对天线波束指向进行调整,最后根据步骤2~7所得全局最优的基站波束赋形矢量 对发送信号进行波束赋形处理。