本发明属于数据传输，具体涉及一种可重构超表面辅助的跨域机会预编码方法。
背景技术：
1、现阶段，为了提高无线通信系统的性能，改善传输速率以及更好的干扰管理，跨域通信技术在现代无线通信中占据着重要地位。如今，多输入多输出(mimo)技术是一种提供额外跨域空间维度的有效方案，并且资源分配方法可以显著提高mimo跨域网络中的空间和频谱利用率。因此，mimo被应用于非正交多址接入(noma)系统，以提高用户的可实现速率。现阶段大部分研究都在预处理上，例如，将mimo-noma系统的发射天线选择和波束成形相结合，提出了一种惩罚对偶分解来实现最大和速率；联合框架用户集群、下行链路波束形成和功率分配。提出大规模天线方案，给出所有用户的频谱效率和误码率的闭合表达式。
2、但是在传统的noma系统中，需要完美的信道状态信息(csi)和信道估计，这导致发射机和接收机的复杂性都很高。为了突破完美csi的局限性，提出了机会波束形成(obf)，其中使用一组随机权重来预处理发射信号。由于多用户分集增益，obf-nona系统实现了与传统系统近似的频谱效率(se)。此外，考虑到se的改进和克服通信链路的障碍，智能发射面(ris)已被纳入nona系统。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可重构超表面辅助的跨域机会预编码方法，在满足不同用户qos约束的条件下，最大化和频谱效率的联合优化问题，将目标问题划分为两个次优问题，并分别求解次优问题，然后根据次优问题的解，采用联合迭代算法逼近原问题的最优解。本发明与传统的通信系统传输方案相比，在不完全csi的情况下，所提出的系统可以降低se和ber性能损失。实现了高效传输。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
3、步骤1：可重构超表面辅助的跨域系统中，包括基站bs、智能发射面ris和u,u≥3个用户；基站bs配备nt,nt≥2个发射天线，每个用户有nr,nr≥2个接收天线；智能发射面ris涉及ni,ni≥2个可重构智能表面，可重构智能表面排列在一个平面上；设u个用户是随机定位的，并且每个用户能够独立处理接收到的信号；下行链路传输包括两个方面，即导频信号传输和用户信号传输；
4、步骤2：基站bs和智能发射面ris以及用户应用机会预处理op；用随机生成的矩阵代替用信道状态信息csi计算的处理矩阵，然后使用多用户机会分集来补偿性能损失；
5、导频信号记为xp，且满足
6、产生的w表示机会权重向量，机会权重矢量wm为：
7、
8、其中1≤nt≤nt，随机变量满足和表示振幅和相位，且||w||2＝1；
9、透射的导频数据sp表示为：
10、sp＝wxp
11、基站bs和智能发射面ris以及用户之间采用平坦衰落信道脉冲，信道矩阵表示为：
12、
13、其中，表示传输天线到用户接收天线信道脉冲；
14、类似上式，从基站到ris以及ris到用户之间的信道矩阵表示为：
15、
16、
17、步骤3：分析联合信噪比；
18、反射信号调整的矩阵形式表示为：
19、
20、其中相移参数满足
21、用户接受到的导频信号表示为：
22、
23、其中z(u)为白噪声参数，表示为：
24、应用mrc准则进行组合，对导频信号优化得到：
25、
26、因此，联合信噪比得到：
27、
28、步骤4：分析用户间信号传输信噪比；
29、因为提供多用户复用，引入了noma，则用户的叠加发射信号为：
30、
31、基站bs和ris以及用户应用机会预处理op，随机生成的矩阵代替用csi计算的处理矩阵，然后使用多用户机会分集来补偿性能损失；pv表示用户功率，所需信号记为xv,且满足
32、使用连续消除干扰，以及对之前信噪比使用柯西-施瓦茨不等式，则得到不同用户的信噪比：
33、
34、
35、步骤5：分析比较直连和可重构超表面辅助连接的概率密度函数和累积分布函数；
36、针对该系统，用户的直连等效信道表示为：
37、
38、信道脉冲响应表示为：其中和表示同相相位分量和正交相位分量。
39、简化直连等效信道后，表示为：
40、
41、直连得到的cdf和pdf可以表示为：
42、
43、
44、其中，
45、用户的可重构超表面辅助等效信道表示为：
46、
47、同样地，可重构超表面辅助得到的cdf和pdf表示为：
48、
49、
50、步骤6：理论分析频谱效率和误码性能；
51、频谱效率由等效信道的尾部确定，因此表示：
52、
53、
54、其中，o(.)表示一个更高阶的无穷小；
55、当u足够大时，频谱效率表示为：
56、
57、针对误码率，决定区域表示为：
58、
59、考虑理想情况并且忽略错误传播，得到误码率为：
60、
61、步骤7：采用最大se准则的功率分配和用户调度；
62、功率分配和用户时间表的最大se标准：
63、
64、限制条件为：
65、
66、
67、l5＝p△-(pu′-pu)≤0,
68、
69、
70、其中，表示用户可接受的误码率，是用户最小的需求速率，p△是最小的功率差，pσ表示系统总功率，表示一组传输的用户对；
71、步骤8：将步骤7中优化问题划分为两个次优问题；将功率域的功率分配问题，利用karush-kuhn-tucker公式进行化简；
72、
73、
74、步骤9：在用户域中利用遍历算法依次选择用户的所有可能组合，找到能使以上函数取得最大值的用户配对方案；
75、
76、
77、步骤10：通过联合迭代算法对两个次优问题进行求解.
78、优选地，所述步骤10具体为：
79、联合迭代算法包括四个步骤：a.输入和初始化，b.分别用功率域、时频域、用户域迭代算法寻找全局解，并计算机会处理的和频谱效率；c.将当前迭代次数下的和频谱效率与之前计算出的和频谱效率进行对比；d.输出目标函数最大值和相应参数。
80、本发明的有益效果如下：
81、本发明与传统的通信系统传输方案相比，在不完全csi的情况下，所提出的系统可以降低se和ber性能损失。实现了高效传输。
1.一种可重构超表面辅助的跨域机会预编码方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种可重构超表面辅助的跨域机会预编码方法，其特征在于，所述步骤10具体为：
