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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明提供IRS辅助MIMO信道改进方法、系统、存储介质和电子设备，涉及MIMO通信技术领域。本发明通过将智能无线电环境集成到网络优化问题中，IRS辅助的无线网络有望改变当前的网络优化范式，可以通过在发射机和接收机之间灵活部署IRS，来增加可控的多路径来实时地改善条件数较差的近场MIMO信道的条件数，不需要考虑发射机和接收机的距离，以及阵列尺寸等因素。通过设计IRS上元件的相位，提升近场下IRS辅助的MIMO信道的条件数，并以此提升MIMO通信系统在一个时频单元上传输更多的数据，以及分集等性能。

主权项：1.一种IRS辅助的MIMO信道改进方法，其特征在于，包括：S1、构建IRS辅助的点对点近场MIMO系统；S2、在所述点对点近场MIMO系统中，以最小化条件数为目标，在发射机TX和接收机RX之间调整IRS的反射相位；其中，采用数学变换将关于变量IRS反射相移矩阵Θ的隐式表达式转换为其显式表达式，并通过最大化最小优化的方法，获取最优相位；所述S2中关于条件数的数学模型，包括：以最小化条件数为目标的第一目标函数： Θ＝diag{v} 其中，cond表示条件数，用于描述MIMO信道的空间特性；λmax和λmin分别表示从TX到RX总的信道矩阵Htot的最大特征值和最小特征值；对角矩阵Θ＝diag{v}表示反射相移矩阵，v表示矩阵对角线元素；θl表示IRS第l个元件上的相位，共计L个元件；表示复数集合；以及表征IRS的单位模量约束的约束条件：|vl|＝1,其中，|vl|表示复数vl的幅值；所述S2中采用数学变换将关于变量IRS反射相移矩阵Θ的隐式表达式转换为其显式表达式，将条件数等价转化为总的信道矩阵Htot的迹，包括：以最小化信道矩阵的迹为目标的第二目标函数： Htot＝FHΘG+H 其中，Tr表示矩阵的迹；表示信道矩阵Htot的共轭转置；H、G、F分别表示TX-RX链路、TX-IRS链路和IRS-RX链路的信道；βTR、βTI、βIR≥0分别表示TX-RX链路、TX-IRS链路和IRS-RX链路的Rician因子；分别表示对应的NLoS链路信道部分，且服从瑞利分布；rmn、rln、rml分别表示发射天线n和接收天线m、发射天线n和IRS无源元件l、IRS无源元件l和接收天线m之间的传输距离，共计M接收天线，N个发射天线；λ表示波长；以及表征IRS的单位模量约束的约束条件|vl|＝1,

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