检索结果-内蒙古大学图书馆

电子与信息学报 2022年第7期44卷 2281-2288页

作者：蒲旭敏孙致南李静洁黄琼陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信重点实验室重庆400065 东南大学移动通信国家重点实验室南京210096

针对可重构智能表面(RIS)辅助的大规模多输入多输出(MIMO)毫米波系统中信道估计复杂度高的问题,该文提出一种低复杂度的信道估计算法。在该方案中,将RIS部分元素连接射频(RF)链,分离估计基站/用户和RIS之间的信道,分开获取信道有助于提... 详细信息

针对可重构智能表面(RIS)辅助的大规模多输入多输出(MIMO)毫米波系统中信道估计复杂度高的问题,该文提出一种低复杂度的信道估计算法。在该方案中,将RIS部分元素连接射频(RF)链,分离估计基站/用户和RIS之间的信道,分开获取信道有助于提升用户移动性场景下信道估计的灵活性。在所考虑系统中,首次使用低复杂度的2维快速傅里叶变换(2D-FFT)算法对角度进行估计,并考虑信号补零以获得更加精准的角度估计值,最后利用信号2维空间谱的谱峰和其对应的辐角得到路径增益估计。仿真结果表明,该算法达到了优良的信道估计性能,且在确保信道估计性能的系统参数设置下,该算法具有压倒性的复杂度优势。

关键词：信道估计可重构智能表面大规模MIMO 低复杂度

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基于IRS辅助的MIMO车联网系统联合波束成形设计

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通信学报 2023年第2期44卷 59-69页

作者：张雷王玉田建杰张琳章天骄江苏理工学院电气信息工程学院江苏常州213001 东南大学移动通信国家重点实验室江苏南京210096

针对MIMO车联网系统中V2I和V2V共享频谱的情形,提出了一种IRS辅助的联合波束成形设计方法。在保证V2V用户数据速率需求、V2I基站发射功率受限和IRS反射相移模约束等条件下,以最大化V2I用户的信道容量为目标,联合优化基站端发送预编码和... 详细信息

针对MIMO车联网系统中V2I和V2V共享频谱的情形,提出了一种IRS辅助的联合波束成形设计方法。在保证V2V用户数据速率需求、V2I基站发射功率受限和IRS反射相移模约束等条件下,以最大化V2I用户的信道容量为目标,联合优化基站端发送预编码和IRS端的反射相移矩阵。采用最小均方误差规则、矩阵分析理论和内逼算法把非凸且变量耦合的优化问题转换为解耦后的凸优化问题,并提出一种交替迭代优化算法获得原问题的解。对所提算法的性能进行仿真,分析了IRS反射单元数、IRS部署位置和车速对车联网频谱效率的影响。仿真结果表明,所提算法收敛性较好,若在基站附近部署IRS,利用所提的联合波束成形方法能最大限度地提高车联网频谱效率。

关键词：智能反射面车联网 MIMO 波束成形凸优化

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基于有限字母输入正交频分复用可见光与射频聚合系统的最优谱效研究

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电子与信息学报 2023年第6期45卷 2034-2044页

作者：马帅鲁姗妹何凌燕盛海鸿曹世昱方啸王洪梅李世银中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116 东南大学移动通信国家重点实验室南京210096 西安邮电大学陕西省信息通信网络及安全重点实验室西安710121

迄今为止,基于有限字母输入的正交频分复用(OFDM)可见光(VLC)和射频(RF)聚合系统的信息理论界仍然是未知的。基于这种情况,该文推导出OFDM VLC-RF聚合系统的无闭式形式的可达速率及其下界闭式表达式,并且研究了满足平均光功率和总电功... 详细信息

迄今为止,基于有限字母输入的正交频分复用(OFDM)可见光(VLC)和射频(RF)聚合系统的信息理论界仍然是未知的。基于这种情况,该文推导出OFDM VLC-RF聚合系统的无闭式形式的可达速率及其下界闭式表达式,并且研究了满足平均光功率和总电功率约束的基于可达速率及其下界的频谱效率(SE)最大化问题。该文利用互信息与最小均方误差(MMSE)之间的关系对速率偏导数进行了处理,提出双重注水算法解决谱效最大化问题。由于谱效的非闭式形式导致双重注水方案计算复杂度高,该文进一步研究具有闭式形式的谱效最大化问题,并使用内点法解决。仿真结果表明聚合系统相比于单个链路在通信性能上的优越性,以及基于可达速率下界的频谱效率可以作为基于可达速率的频谱效率的一个很好的低复杂度近似。

关键词：可见光射频聚合系统正交频分复用频谱效率

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超低频天线最优波束成形设计研究

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电子与信息学报 2023年第4期45卷 1338-1345页

作者：马帅高梦迪曹世昱方啸张冠杰王洪梅李世银中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116 东南大学移动通信国家重点实验室南京210096 西安邮电大学陕西省信息通信网络及安全重点实验室西安710121

针对现有超低频天线发射端单一化缺陷和通信距离受限瓶颈,为实现超低频电磁发信系统的小型化和远距离传输,该文对旋转式永磁体机械天线的超低频电磁发信技术进行了理论创新和工程实践。探究多输入单输出(MISO)场景下超低频多机械天线电... 详细信息

针对现有超低频天线发射端单一化缺陷和通信距离受限瓶颈,为实现超低频电磁发信系统的小型化和远距离传输,该文对旋转式永磁体机械天线的超低频电磁发信技术进行了理论创新和工程实践。探究多输入单输出(MISO)场景下超低频多机械天线电磁辐射理论,建立了基于三相感应电机的多机械天线阵列的空间磁场分布模型。仿真结果表明:利用三相感应电机组成的2元机械天线阵列可使磁感应强度在近场提高3 dB。该文还提出了多天线超低频近场最优波束成型技术。仿真结果表明:当天线之间的初始相位相等时径向接收磁场分量场强最大。设计高精度同步技术并搭建原理样机进行测试,实验结果表明:发送端采用2元天线组阵,信号功率提高6 dBm,传输距离可达50 m。

关键词：旋转永磁体机械天线波束成形相位同步

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数据模型协同驱动的MIMO系统性能预测方法

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信号处理 2024年第7期40卷 1354-1367页

作者：张晓丹孟帆张铖刘升恒黄永明深圳信息职业技术学院广东深圳518172 网络通信与安全紫金山实验室江苏南京211111 东南大学移动通信国家重点实验室江苏南京210096

在具有未知同频干扰和信道状态信息具有不确定性的复杂场景下,现有的多输入多输出系统的性能分析和优化方案通常会退化甚至失效。为了适应这些挑战并更好地完成网络自动调优任务,提出了一个通用的数据模型协同驱动框架,该框架是真实通... 详细信息

在具有未知同频干扰和信道状态信息具有不确定性的复杂场景下,现有的多输入多输出系统的性能分析和优化方案通常会退化甚至失效。为了适应这些挑战并更好地完成网络自动调优任务,提出了一个通用的数据模型协同驱动框架,该框架是真实通信系统的数字孪生,系统性能指标由系统参数决定。为了解释所提出的框架是如何工作的,将正则化迫零预编码作为实例。该实例中,首先在模型驱动方面,使用确定性等同理论来获得系统的性能近似结果。但是,该近似结果仅在理想条件下成立,例如系统已知信道状态信息不确定度、无穷天线数和没有任何未知同频干扰。因此在数据驱动方面,使用神经网络以网络参数和近似结果为输入,来进一步推断更准确的系统性能。因为利用了模型数据双驱动方法,轻量级的神经网络具有很好的性能。数据模型双驱动的性能估计器也是该系统的数字孪生。基于该数字孪生,设计了一个信道不确定度估计的流程和算法,以快速感知信道不确定度来支持该系统的自适应优化。该流程中,系统首先以一个初始信道不确定度做信号传输,并获得系统性能指标的检测结果。随后,根据性能估计器,使用梯度投影法,以该检测结果来反推信道不确定度,纠正环境非理想因素。仿真结果验证了所提算法的有效性,该数据模型协同驱动框架对于复杂场景下多输入多输出系统的性能预测具有研究意义。

关键词：智能无线通信数字孪生性能预测信道状态信息线性波束赋形

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面向6G的太赫兹光纤一体融合通信系统:架构、关键技术与验证

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中国科学：信息科学 2023年第1期53卷 191-210页

作者：朱敏张教华炳昌雷明政蔡沅成田亮王东明许威张川黄永明余建军尤肖虎东南大学移动通信国家重点实验室南京210096 紫金山实验室南京211111 鹏城实验室上海200433 复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室深圳518000

太赫兹通信被普遍认为是未来6G移动通信系统的核心组成部分.通过对国内外太赫兹无线通信系统中太赫兹上变频与下变频主要技术路线进行分析与对比,本文提出了一种超宽带太赫兹光纤一体融合实时系统新型架构,借助于商业成熟的数字相干光模... 详细信息

太赫兹通信被普遍认为是未来6G移动通信系统的核心组成部分.通过对国内外太赫兹无线通信系统中太赫兹上变频与下变频主要技术路线进行分析与对比,本文提出了一种超宽带太赫兹光纤一体融合实时系统新型架构,借助于商业成熟的数字相干光模块(digital coherent optics,DCO),解决超高容量6G太赫兹实时无线通信难题.该架构系统性融合双偏振光子上变频太赫兹产生和光电混合下变频太赫兹接收技术,解决“光纤–太赫兹–光纤”无缝融合的应用难题.考虑到光电器件带宽受限,利用超宽带太赫兹信号多维调制技术,提升频谱效率和传输容量.针对复杂时变的太赫兹光纤混合信道,提出基于深度神经网络(deep neural network,DNN)的智能非线性联合补偿技术,有效解决太赫兹光纤混合信道信噪比受限问题.基于上述架构和关键技术,完成了世界上首个360~430 GHz光子太赫兹100/200 GbE实时无线传输通信实验,创造了目前世界上太赫兹无线通信的最高实时传输纪录,通信速率较5G提升10~20倍.本文提出的技术方案可实现与高速光纤网络的无缝融合,在太赫兹与光信号之间平滑转换,且能够充分复用商用化DCO,兼容IEEE 802.3和ITU-T G.798物理层传输协议,显著降低研发技术门槛和成本,大大加速6G太赫兹技术商用化进程.本文还从大容量、长距离和集成化等方面,对太赫兹光纤一体融合通信系统的未来发展方向及关键技术进行展望.

关键词： 6G 太赫兹无线通信光纤通信一体融合实时通信

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智能超表面辅助多用户系统的通用低复杂度波束成形设计

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电子与信息学报 2025年第1期47卷 128-137页

作者：陈晓施建锋朱建月潘存华南京信息工程大学人工智能学院(未来技术学院) 南京210044 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 东南大学移动通信国家重点实验室南京210096

针对可重构智能超表面(RIS)辅助多用户系统中基站和RIS联合波束成形设计问题,该文提出通用低复杂度联合波束成形设计方案。首先,分析RIS辅助多用户系统以最大化和数据速率为目标的联合波束成形非凸优化问题。其次,利用波束导向矢量近似... 详细信息

针对可重构智能超表面(RIS)辅助多用户系统中基站和RIS联合波束成形设计问题,该文提出通用低复杂度联合波束成形设计方案。首先,分析RIS辅助多用户系统以最大化和数据速率为目标的联合波束成形非凸优化问题。其次,利用波束导向矢量近似正交性设计RIS反射矩阵,进一步利用迫零方法设计基站发射波束成形,并对多用户进行功率分配优化。最后,讨论该方案适用性并对比该方案的计算复杂度相比现有方案降低了一个数量级。仿真结果表明,所提通用低复杂度波束成形设计可以获得较高和数据速率,并且采用最优功率分配可以进一步提高和数据速率。此外,仿真结果和理论分析都表明系统和数据速率随RIS位置的变化而变化,该结论为RIS位置的选择提供参考依据。

关键词：智能超表面波束成形和数据速率低复杂度

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超大规模MIMO阵列可视区域空间分布数据集

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电子与信息学报 2024年第8期46卷 3063-3072页

作者：高锐锋苗艳春陈颖王珏张军韩瑜金石南通大学交通学院南通226019 南通大学信息科学技术学院南通226019 南京邮电大学通信与信息工程学院南京210042 东南大学移动通信国家重点实验室南京210096

可视区域(VR)信息可用于降低超大规模多输入多输出(XL-MIMO)系统传输设计复杂度,但现有理论分析与传输设计多基于简化的VR统计分布模型。为评估分析XL-MIMO在实际物理传播场景中的性能,该文公开了XL-MIMO阵列VR空间分布数据集,其由环境... 详细信息

可视区域(VR)信息可用于降低超大规模多输入多输出(XL-MIMO)系统传输设计复杂度,但现有理论分析与传输设计多基于简化的VR统计分布模型。为评估分析XL-MIMO在实际物理传播场景中的性能,该文公开了XL-MIMO阵列VR空间分布数据集,其由环境参数设置、射线追踪仿真、天线场强数据预处理和VR判定准则等步骤构建。该数据集针对典型城区无线传播场景,建立了用户位置采样与场强数据、VR数据之间的关联,总数据条目数量达上亿级。进一步对其中VR形态、VR分布进行了可视化展示与分析,并以基于VR的XL-MIMO用户接入协议为例,利用该数据集对其在真实传播场景中的性能进行了仿真,为该数据集的应用提供了典型样例。

关键词：超大规模MIMO 可视区域射线追踪能量集中度子阵列

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6G超大规模天线信道波束域传播特性分析

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电波科学学报 2023年第1期38卷 35-43页

作者：冯瑞王承祥郑一黄杰网络通信与安全紫金山实验室南京211111 东南大学信息科学与工程学院移动通信国家重点实验室南京210096

为了探明6G超大规模天线信道在波束域的信道传播特性,重点开展了无线信道测量实验与测量数据分析.首先,在典型城市场景下,开展了sub-6 GHz频段配置超大规模均匀线阵的视距(light-of-sight,LoS)和非视距(non-LoS,NLoS)信道测量实验;其次... 详细信息

为了探明6G超大规模天线信道在波束域的信道传播特性,重点开展了无线信道测量实验与测量数据分析.首先,在典型城市场景下,开展了sub-6 GHz频段配置超大规模均匀线阵的视距(light-of-sight,LoS)和非视距(non-LoS,NLoS)信道测量实验;其次,划分若干子阵列,并分别使用高分辨率参数提取算法估计多径幅度、时延和角度;然后,根据不同的子阵列角度分辨率构建虚拟波束,将对应不同虚拟波束角度的多径进行分组及叠加.通过比较不同子阵列在相同角度对应的虚拟波束系数,发现传统天线域的空间非平稳特性在波束域表现不明显.通过分析不同虚拟波束的信道系数,可观察到波束域稀疏特性,并且LoS场景的稀疏特性更加明显.针对不同场景下各虚拟波束的多径数目、功率和均方根时延扩展进行拟合分析,可知分别服从高斯分布、高斯分布、均匀分布.此外,分析发现LoS场景下虚拟波束间相关性较低,而NLoS场景下虚拟波束间相关性随波束分辨率提高而增大.

关键词： 6G 超大规模天线波束域信道测量非平稳特性

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用户数可扩展无蜂窝MIMO-OFDM确定性传输

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Journal of Southeast University(English Edition) 2025年

作者：张铖张立孟帆黄永明东南大学移动通信国家重点实验室紫金山实验室

针对无蜂窝（CF）下行多用户多输入多输出（MIMO）系统中具有时延违反率约束及功率约束的频谱效率最大化问题，提出了一种基于安全强化学习（Safety-RL）框架内嵌加权最小均方误差（WMMSE）算法的数模协同资源调度方法。该方法将原始问... 详细信息

针对无蜂窝（CF）下行多用户多输入多输出（MIMO）系统中具有时延违反率约束及功率约束的频谱效率最大化问题，提出了一种基于安全强化学习（Safety-RL）框架内嵌加权最小均方误差（WMMSE）算法的数模协同资源调度方法。该方法将原始问题转化为2个耦合子问题：Safety-RL算法通过学习状态特征，输出用户优先级权重并分配带宽；WMMSE算法根据用户优先级权重，计算预编码矩阵并进一步调度资源，得到Safety-RL的奖励及代价。考虑CF下用户动态接入，提出具备用户可扩展性的分布式调度方案。仿真结果表明，所提方法能在保证不同用户时延违反率约束的前提下提高系统频谱效率，与完全集中式的算法相比，分布式方案的性能表现相近，但可以有效减少用户动态接入时的额外模型训练开销。

关键词：时延违反率约束无蜂窝安全强化学习资源调度

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