检索结果-内蒙古大学图书馆

电子与信息学报 2025年第2期47卷 409-417页

作者：朱建月吴雨桐陈晓谢亚琴许尧张治中南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 东南大学网络空间安全学院南京211189 南京信息工程大学人工智能学院(未来技术学院) 南京210044

针对超可靠低时延通信(URLLC)场景,该文研究了融合透射与反射功能的智能超表面(STAR-RIS)辅助的非正交多址接入(NOMA)系统的传输设计。具体而言,该文联合设计了基站端的波束成形向量、RIS端的透射相移矩阵和反射相移矩阵,以在满足基站... 详细信息

针对超可靠低时延通信(URLLC)场景,该文研究了融合透射与反射功能的智能超表面(STAR-RIS)辅助的非正交多址接入(NOMA)系统的传输设计。具体而言,该文联合设计了基站端的波束成形向量、RIS端的透射相移矩阵和反射相移矩阵,以在满足基站总功率约束的条件下实现能耗最小化。为解决所提出的非凸问题,该文首先分析了有限块长传输下的用户速率函数特性,并据此将优化问题进行等价转换。随后,采用交替优化和半正定松弛(SDR)方法来解决联合波束设计问题。实验结果表明,与正交多址接入和传统RIS方案相比,所提出的方法在能耗性能上有显著提升。

关键词：智能反射面非正交多址接入技术波束成形设计

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基于流体天线的通信感知一体化波束成形设计

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移动通信 2025年第4期 62-67页

作者：叶江林戴建新杨照辉南京邮电大学理学院浙江大学信息与电子工程学院

针对流体天线赋能的通信感知一体化系统，提出一种联合波束成形与天线位置动态优化的创新设计方法。以最大化目标方向感知波束方向图增益为目标，同时满足用户通信信干噪比约束与基站功率限制。针对波束成形矩阵与天线位置强耦合导致的... 详细信息

针对流体天线赋能的通信感知一体化系统，提出一种联合波束成形与天线位置动态优化的创新设计方法。以最大化目标方向感知波束方向图增益为目标，同时满足用户通信信干噪比约束与基站功率限制。针对波束成形矩阵与天线位置强耦合导致的非凸优化难题，提出一种基于交替优化框架的高效求解算法：首先，通过引入罚函数松弛秩约束，将波束成形优化转化为半正定规划问题；其次，利用序列凸近似技术对天线位置进行迭代优化。仿真结果表明，与传统固定天线方案相比，所提方案实现了更高的波束方向图增益。

关键词：通信感知一体化流体天线波束成形设计

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有源IRS辅助的安全通信系统波束成形设计

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信号处理 2023年第12期39卷 2183-2189页

作者：李汀牛梅琳李飞南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)由于其无源性和低功耗的特性引起了学术界和工业界的极大关注,目前已被用于物理层安全传输。IRS是一种具有潜力的创新技术,可以通过调整相移来反射信号,并为传输创造额外的链路。与没有... 详细信息

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)由于其无源性和低功耗的特性引起了学术界和工业界的极大关注,目前已被用于物理层安全传输。IRS是一种具有潜力的创新技术,可以通过调整相移来反射信号,并为传输创造额外的链路。与没有IRS辅助的情况相比,IRS的存在有助于获得有限的保密性能增益。然而,由于发射机和用户之间的反射信道链路存在“双衰落”效应,为了补偿IRS辅助链路中的双衰落效应,传统上在IRS处布置了大量的反射单元(Reflecting Elements,REs),这导致了较大的表面尺寸以及相当大的电路损耗。在此基础上,我们提出一种新型的有源IRS设计方案,有源IRS相比无源IRS,不仅可以通过调节反射单元的相移,还可以通过调节振幅来控制波束成形,从而提高无线传输的安全性。本文考虑了在多天线基站,单天线用户和窃听者的情况下的有源IRS辅助的安全通信系统,用户和窃听者同时收到了由IRS反射来的信号,我们的目标是通过优化基站处的发射波束成形和有源IRS的反射波束成形,使得用户处的信息速率增大的同时,窃听者处的信息速率减小,从而使得系统的保密率最大化,为了解决基于该系统的非凸保密率优化问题,首先使用丁克尔巴赫方法将问题变为辅助变量相减的形式,再通过交替优化的方法,在优化基站处的发射波束成形时,使用了半定松弛(Semidefinite Relaxation,SDR)方法配合CVX工具箱进行求解;在优化有源IRS的反射波束成形时,使用了二次变换(Quadratic Transform,QT)技术和CVX工具箱进行求解。仿真结果表明,在有源IRS设计的帮助下,可以有效地缓解“双衰落”效应的影响,与现有的无源IRS的解决方案相比,可以获得更高的保密性能增益。

关键词：有源IRS 波束成形设计安全通信

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放大转发双向中继系统中降低总功率的波束成形设计

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信号处理 2013年第5期29卷 591-599页

作者：范章君郭道省张邦宁解放军理工大学通信工程学院江苏南京210007

本文研究了多天线放大转发双向中继系统中在满足源节点信噪比要求条件下最小化系统总功率的波束成形设计问题。该问题是非凸优化问题,为了有效求解该问题,采用分层优化方法将原问题分解成发送波束成形向量优化、接收波束成形向量优化和... 详细信息

本文研究了多天线放大转发双向中继系统中在满足源节点信噪比要求条件下最小化系统总功率的波束成形设计问题。该问题是非凸优化问题,为了有效求解该问题,采用分层优化方法将原问题分解成发送波束成形向量优化、接收波束成形向量优化和中继波束成形矩阵优化三类子问题。发送/接收波束成形向量通过求解Rayleigh商最小化问题来获得。中继波束成形矩阵优化问题通过半正定松弛方法转化成半正定优化问题来求解。在求解这三类优化问题的基础上,提出了一种迭代波束成形算法,并采用单调有界序列定理证明了所提算法的收敛性。计算机仿真表明:所提算法经过若干次迭代即可收敛到稳定点;相比于已有算法,本文算法能显著降低系统总功率。

关键词：双向中继系统放大转发波束成形设计功率最小化

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协作式毫米波网络中的波束成形设计研究

协作式毫米波网络中的波束成形设计研究

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作者：倪鹏飞大连理工大学

学位级别：硕士

面临频谱日渐拥挤的困境,5G通信系统引入了毫米波频率,通过探索尚未占用的宽频带以实现更高的数据传输速率。得益于毫米波波长短的优势,大规模多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术通过充足的天线增益补偿了毫米波信道的... 详细信息

面临频谱日渐拥挤的困境,5G通信系统引入了毫米波频率,通过探索尚未占用的宽频带以实现更高的数据传输速率。得益于毫米波波长短的优势,大规模多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术通过充足的天线增益补偿了毫米波信道的衰减,并在提升系统频谱效率方面彰显了极大的性能优势。在毫米波MIMO通信系统中,波束成形技术十分关键,其算法设计对系统性能的提升亦起着至关重要的作用。除了频谱效率性能的加强,用户服务质量也是未来通信系统的一大关注点。另一方面,协作式网络利用强大的集中处理能力可实现联合波束成形设计、抑制多用户干扰以及协同功率控制等,为用户服务质量的提升找到了新的可能。值得一提的是,去蜂窝网络作为新型协作式网络,在均衡用户服务质量、灵活部署等方面十分具有吸引力。因此,寻求并探索适合协作式毫米波网络的波束成形方案势在必行。本文针对协作式毫米波网络,以提升系统频谱效率、提高能量效率、加强用户服务质量为目标,设计多种波束成形算法,并提供丰富的仿真实验结果。本文主要工作与贡献可总结为以下三点:首先,本文考虑传统协作式毫米波MIMO通信系统,针对用户调度问题,提出联合用户调度和波束成形设计方案,旨在为用户选择并接入最佳基站的同时,通过高效的波束成形设计最大化系统的频谱效率,亦称信息总速率。此外,本文对所提算法进行了复杂度分析以及基于MATLAB仿真实验的性能验证。其次,本文讨论新型协作式毫米波网络中的混合波束成形设计,针对信息总速率最大化的问题,考虑混合波束成形天线架构对系统能量效率的影响,提出一种基于全连接架构下的高效迭代算法设计混合波束成形矩阵。此外,本文将其拓展到固定子阵列和动态连接阵列中,并对模拟波束成形算法做相应的改进。详实的仿真实验说明了算法的性能优势以及动态连接架构对能量效率性能的影响。最后,本文在新型协作式网络中引入低能耗的智能超表面作为辅助通信设备,进一步提升系统频谱效率。基于此,本文针对可接入点之间频繁的信息传输导致信令负载大的问题,综合考虑中央处理单元的集中处理能力和本地优化限制,提出部分分布式波束成形算法。实验仿真验证了算法的有效性以及智能超表面对系统性能的改善。综上,本文针对协作式网络,提出多种波束成形算法,说明用户调度、天线阵列架构以及智能超表面对系统性能的影响。研究表明,协作式毫米波网络和去蜂窝网络能够联合抑制多用户干扰,可达到较好的频谱效率性能,在未来通信系统中极具发展潜力。

关键词：协作式网络毫米波去蜂窝网络波束成形设计智能超表面

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MISO网络下的鲁棒性多目标波束成形设计

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计算机技术与发展 2017年第5期27卷 183-187,191页

作者：吴苏代延梅王保云南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

传统的物理层安全通信只研究信息的安全传输或者系统的能量消耗,而这两者相互冲突且越来越难以满足人们对无线通信系统的高要求,因此寻求有效均衡两者的方法成为无线通信系统设计的关键。在多输入单输出(MISO)的下行网络中,联合优化接... 详细信息

传统的物理层安全通信只研究信息的安全传输或者系统的能量消耗,而这两者相互冲突且越来越难以满足人们对无线通信系统的高要求,因此寻求有效均衡两者的方法成为无线通信系统设计的关键。在多输入单输出(MISO)的下行网络中,联合优化接收端的安全速率和发送端的功率消耗,提出了一种基于加权切比雪夫方法的多目标优化框架(MOO),将两个冲突的单目标问题转化为一个多目标优化问题(MOOP)。引入泰勒级数展开,将非凸问题线性化;运用S-Procedure和柯西施瓦兹不等式,处理半无限约束。在发送端对信道状态信息(CSI)不完全已知的情况下,所提出的鲁棒性迭代算法,获得了安全速率和功率消耗的帕累托最优边界。实验结果表明,所提出的算法优于传统的非鲁棒性算法。

关键词：安全通信波束成形设计多目标最优问题鲁棒性多输入单输出网络

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智能反射镜辅助的安全空间调制系统的波束成形设计方法

智能反射镜辅助的安全空间调制系统的波束成形设计方法

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作者：束锋王雪辉黄梦醒冯思玲毋媛媛蒋昕怡董榕恩张鹏孙钟文占习超揭琦娟丁耀晖 570100 海南省海口市美兰区人民大道58号

本发明提供智能反射镜辅助的安全空间调制系统的波束成形设计方法，通过调节反射元件的通断状态来执行无源波束形成和信息传输，在发射机到接收机的直接路径信道存在障碍物以及IRS仅反射信号一次的情况下，提出了一个使平均安全速率(SR... 详细信息

标准号: CN113949428A

本发明提供智能反射镜辅助的安全空间调制系统的波束成形设计方法，通过调节反射元件的通断状态来执行无源波束形成和信息传输，在发射机到接收机的直接路径信道存在障碍物以及IRS仅反射信号一次的情况下，提出了一个使平均安全速率(SR)最大化的优化问题，并通过设计和优化IRS处的无源波束成形来解决此优化问题。由于SR的表达式比较复杂，推导了传统的近似SR(TASR)的表达式以及推导了一个新的且具有更简单的封闭形式的拟合表达式(NASR)，再基于TASR和NASR两个拟合表达式，提出了三种波束形成方法，即基于半定松弛(SDR)法最大化TASR(Max‑TASR‑SDR)、基于连续凸逼近(SCA)法最大化NASR(Max‑NASR‑SCA)和基于对偶上升(DA)法最大化NASR(Max‑NASR‑DA)，以改进、提高IRS辅助的SSM系统的SR性能。

关键词：最大化波束形成优化问题辅助的推导拟合无源波束成形设计发射机设计和优化接收机安全空间波束成形调制系统反射信号反射元件通断状态信息传输直接路径传统的反射镜障碍物对偶信道近似逼近松弛智能封闭改进安全

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一种基于智能反射面双反射结构的联合波束成形设计方法

一种基于智能反射面双反射结构的联合波束成形设计方法

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作者：谢晋东涂国洋刘寒逸张涛曹先彬 100191 北京市海淀区学院路37号

本发明涉及无线通信技术领域，提供了一种基于智能反射面双反射结构的联合波束成形设计方法。该方法包括：基于智能反射面通信系统下行通信链路，建立包括具有发射端、智能反射面IRS1和智能反射面IRS2、一个单天线接收端的无线通信系统... 详细信息

标准号: CN114745038B

本发明涉及无线通信技术领域，提供了一种基于智能反射面双反射结构的联合波束成形设计方法。该方法包括：基于智能反射面通信系统下行通信链路，建立包括具有发射端、智能反射面IRS1和智能反射面IRS2、一个单天线接收端的无线通信系统模型；根据智能反射面IRS1反射信号的来波角度，发射端处进行主动波束成形设计，使发送信号垂直入射IRS1通过考虑发射端入射信号的角度，智能反射面部署位置、反射波的方向构建单天线接收端的接收信噪比，获得最大接收信噪比。本发明大大降低了功率损失，解决了接收端的信噪比受制于发射端信号入射到智能反射面的角度以及智能反射面波束成形的问题，提高智能反射面辅助无线通信系统的性能。

关键词：反射面智能发射端波束成形设计无线通信系统接收信噪比单天线无线通信技术领域下行通信链路发射端信号波束成形部署位置垂直入射发送信号反射信号功率损失入射信号反射波双反射信噪比通信系统构建入射反射联合

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一种面向物联网隐蔽通信的稳健波束成形设计方法

一种面向物联网隐蔽通信的稳健波束成形设计方法

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作者：马帅盛海鸿张蕴琪李世银 221116 江苏省徐州市铜山区大学路1号

本发明提供了一种面向物联网隐蔽通信的稳健波束成形设计方法，考虑用于智能反射面(IRS)辅助物联网(IoT)网络的隐蔽波束形成设计，本发明研究了Alice的联合波束形成器设计和当Alice不完全了解Willie的信道状态信息(WCSI)时，可以最大程... 详细信息

标准号: CN113055064B

本发明提供了一种面向物联网隐蔽通信的稳健波束成形设计方法，考虑用于智能反射面(IRS)辅助物联网(IoT)网络的隐蔽波束形成设计，本发明研究了Alice的联合波束形成器设计和当Alice不完全了解Willie的信道状态信息(WCSI)时，可以最大程度地提高Bob的隐蔽率。对于不是理想状态下的WCSI，推导出Willie的最优决策阈值，并分析这种情况下的误报和漏检概率。此外，在这种情况下，利用Kullback‑Leibler离散的性质，建立基于松弛、S‑rocedure和交替迭代方法的鲁棒波束形成器。

关键词：波束形成器设计隐蔽波束成形设计信道状态信息波束形成器最大程度地波束形成交替迭代理想状态漏检概率隐蔽通信反射面辅助物物联网推导鲁棒误报松弛联网智能决策分析网络联合研究

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一种基于智能反射面的物联网隐蔽波束成形设计方法

一种基于智能反射面的物联网隐蔽波束成形设计方法

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作者：马帅张蕴琪盛海鸿李世银 221116 江苏省徐州市铜山区大学路1号

本发明提供了一种基于智能反射面的物联网隐蔽波束成形设计方法，考虑用于智能反射面(IRS)辅助物联网(IoT)网络的隐蔽波束形成设计，本发明研究了Alice的联合波束形成器设计，可以最大程度地提高Bob的隐蔽率。在理想隐蔽约束条件下，通... 详细信息

标准号: CN113055065A

本发明提供了一种基于智能反射面的物联网隐蔽波束成形设计方法，考虑用于智能反射面(IRS)辅助物联网(IoT)网络的隐蔽波束形成设计，本发明研究了Alice的联合波束形成器设计，可以最大程度地提高Bob的隐蔽率。在理想隐蔽约束条件下，通过使用半正定松弛构造了一个隐蔽波束形成器。

关键词：隐蔽波束形成器设计波束成形设计波束形成器最大程度地波束形成约束条件智能反射面辅助物物联网反射松弛联网网络联合研究

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