基于层叠超表面的高能效语义通信方法、系统和设备

1.一种基于层叠超表面的高能效语义通信方法，其特征在于，应用于一种通信系统，所述通信系统包括配置数字天线的基站、层叠超表面以及多个配置单天线的用户端设备；所述高能效语义通信方法包含以下步骤：设定通信系统的最小语义速率目标、最小语义相似度阈值以及最大发射功率；以所述通信系统的语义能量效率最大化为目标函数，在无线信道非理想角度误差条件下，以所述最小语义速率目标、所述最小语义相似度阈值、所述最大发射功率和所述层叠超表面各反射单元幅度归一化为约束条件，构建以数字波束形成器和超表面相移矩阵为优化变量的待求解优化模型；构建基于角度误差的非理想信道模型且将无线信道非理想角度误差进行参数离散化；利用语义最大化最小化方法求解得到最优的数字波束形成器，以及利用循环坐标下降算法求解得到最优的超表面相移矩阵；利用最优的数字波束形成器和最优的超表面相移矩阵对所述通信系统进行语义通信优化。 2.根据权利要求1所述的基于层叠超表面的高能效语义通信方法，其特征在于，利用语义最大化最小化方法求解得到最优的数字波束形成器的过程中，利用语义代理函数将数字优化子问题中不可处理的拟凸转化为可处理的拟凸。 3.一种通信系统，其特征在于，包括配置数字天线的基站、层叠超表面以及多个配置单天线的用户端设备，所述通信系统利用最优的数字波束形成器和最优的超表面相移矩阵进行语义通信优化；其中，最优的数字波束形成器和最优的超表面相移矩阵的获取包括步骤：设定通信系统的最小语义速率目标、最小语义相似度阈值以及最大发射功率；以所述通信系统的语义能量效率最大化为目标函数，在无线信道非理想角度误差条件下，以所述最小语义速率目标、所述最小语义相似度阈值、所述最大发射功率和所述层叠超表面各反射单元幅度归一化为约束条件，构建以数字波束形成器和超表面相移矩阵为优化变量的待求解优化模型；构建基于角度误差的非理想信道模型且将无线信道非理想角度误差进行参数离散化；利用语义最大化最小化方法求解得到最优的数字波束形成器，以及利用循环坐标下降算法求解得到最优的超表面相移矩阵；利用最优的数字波束形成器和最优的超表面相移矩阵对所述通信系统进行语义通信优化。 4.根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于，利用语义最大化最小化方法求解得到最优的数字波束形成器的过程中，利用语义代理函数将数字优化子问题中不可处理的拟凸转化为可处理的拟凸。 5.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1或2所述高能效语义通信方法的步骤。