基于STAR-RIS和中继集成系统的下行NOMA覆盖增强技术

来源：电讯技术杂志2025年第3期北京时间：

作者：陈思宇,申滨,元文军

单位：(1.重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065;2.移动通信技术重庆市重点实验室，重庆 400065)

摘要：可重构智能表面（Reconfigurable Intelligent Surface,RIS）与中继技术相结合是近年来兴起的新型增强型无线通信技术。为实现下行覆盖增强，提出了一种基于同时反射和透射的可重构智能表面（Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,STAR-RIS）与解码转发（Decode-and-Forward,DF）中继协同工作的下行非正交多址（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）双用户系统。在Nakagami-m信道假设下，通过联合优化基站和中继处的NOMA功率分配以及STAR-RIS的能量分裂系数，实现最大化该系统中两个用户的可实现速率之和。在满足功率约束和理想连续干扰消除的条件下，提出了一种基于两阶段中继系统流量平衡的双层迭代算法，通过内层迭代功率分配和外层迭代能量分裂系数来得到最优值。仿真结果表明，该集成系统覆盖性能在系统功率同为1 W的情况下要优于纯中继系统，且优势随STAR-RIS元件数量增多而变大；当STAR-RIS元件个数小于200或发射信噪比小于80 dB时，该系统相较于纯STAR-RIS系统亦可获得0.5~2 b/s/Hz的系统和速率增益。

关键词：STAR-RIS；非正交多址(NOMA)；解码转发中继；集成系统；功率分配；

基金资助：国家自然科学基金资助项目（62371082）