检索结果-内蒙古大学图书馆

物联网学报 2024年第3期8卷 26-35页

作者：王琴宁洛函张钰瑄刘颖蔡艳赵海涛南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学物联网学院江苏南京210003

在去蜂窝大规模多输入多输出(CF-mMIMO, cell-free massive multiple-input multiple-output)系统中,无人机(UAV, unmanned aerial vehicle)作为移动接入点(AP, access point),在通信和任务执行中发挥的作用越来越重要。为了提高UAV执行复杂任务时的续航能力,研究了基于无线电力传输(WPT, wireless power transmission)的CF-mMIMO的UAV能量收发和轨迹设计方法。以中断用户的通信公平性为优化目标,考虑在UAV任务执行过程中由接入点提供能量补给的能耗约束,对UAV的飞行轨迹、充放电时隙以及波束成形进行联合优化。针对该复杂优化问题,采用基于角度搜索的通信辅助深度Q网络(DQN, deep Q-network)算法,通过限制搜索空间的角度范围,对问题进行有限空间搜索。仿真结果表明,在UAV兼顾续航以及通信情况下,该算法能显著提高UAV的使用率并增强中断用户设备(UE, user equipment)的通信公平性,实现区域动态覆盖。

关键词：去蜂窝大规模MIMO系统动态覆盖无人机轨迹设计无线电力传输

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基于Kriging插值的天线近场测量误差修正方法

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电子技术应用 2025年第5期51卷 77-81页

作者：李志航张伟南京邮电大学波特兰学院江苏南京210003 南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

随着天线技术的不断发展,近场测量技术的重要性也在不断增加,近场测量过程中部分探头故障或者采样点间隔过大会导致外推的远场方向图误差较大,为了减少这些误差,提出了一种基于Kriging插值的天线近场测量误差降低方法。首先,在HFSS中对... 详细信息

随着天线技术的不断发展,近场测量技术的重要性也在不断增加,近场测量过程中部分探头故障或者采样点间隔过大会导致外推的远场方向图误差较大,为了减少这些误差,提出了一种基于Kriging插值的天线近场测量误差降低方法。首先,在HFSS中对矩形口径喇叭天线进行仿真。随后,将采样间隔为1°的近场数据与采样间隔为6°的近场数据进行近远变换并对比。在采样间隔6°的基础上,随机减少30%的采样点,并通过Kriging插值法填补缺失的数据,进行近远场变换,并与仿真远场结果进行对比。插值后的误差与插值前的误差相比,E面减少了1.65 dB,H面减少了4.93 dB,同时采样点数减少了30%。结果表明,基于Kriging插值的近场数据修正方法能够在近场采样间隔过大时有效减少测量误差,且在部分探头故障时也能保持较高精度。

关键词：喇叭天线球面近场测量 Kriging插值

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氮化镓基异质结构光子晶体微腔特性研究

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光学精密工程 2022年第24期30卷 3097-3104页

作者：沈威徐许高宏伟刘启发南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所江苏苏州215123

本论文提出了氮化镓基有源体系的异质结构光子晶体谐振腔,以实现高品质因子和小模场体积的有源集成蓝光谐振。通过能带分析,明确了异质结构光子晶体谐振腔的工作机理。基于光子晶体的能带带边和带隙原理,实现了光子面内反馈、高品质因... 详细信息

本论文提出了氮化镓基有源体系的异质结构光子晶体谐振腔,以实现高品质因子和小模场体积的有源集成蓝光谐振。通过能带分析,明确了异质结构光子晶体谐振腔的工作机理。基于光子晶体的能带带边和带隙原理,实现了光子面内反馈、高品质因子谐振和面外垂直发射。基于时域有限差分方法,研究了核心区和包层区不同谐振腔参数下的谐振特性。讨论了微腔结构与谐振品质因子、腔损耗、谐振频率及模场体积等的影响关系。研究表明,通过异质结构可以有效地降低面内谐振损耗,实现了有源集成型蓝光波段的Purcell因子达到769,模场体积为0.7(λ/n)3。该研究为蓝光波段高Q/Vm谐振腔的设计开辟了道路,同时为具备优异谐振特性的异质结构光子晶体微腔的研究奠定了方法和理论基础。

关键词：异质结构光子晶体微腔有限时域差分品质因子模场体积面内反馈

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面向空天地海一体化的卫星通信关键技术研究

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电信科学 2024年第6期40卷 11-24页

作者：张更新廖磊瑶何元智南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学空天地海通信技术一体化研究院江苏南京210003 中国人民解放军军事科学院北京100091

构建空天地海一体化网络是6G的愿景之一,也是实现“万物智联”的重要手段。卫星通信具备全球覆盖、广域连接能力,是未来空天地海一体化网络的关键要素。首先,讨论空天地海一体化网络的基本架构和发展现状,介绍面向空天地海一体化网络的... 详细信息

构建空天地海一体化网络是6G的愿景之一,也是实现“万物智联”的重要手段。卫星通信具备全球覆盖、广域连接能力,是未来空天地海一体化网络的关键要素。首先,讨论空天地海一体化网络的基本架构和发展现状,介绍面向空天地海一体化网络的卫星通信技术;然后,分析空天地海一体化网络场景下卫星通信的若干关键技术,包括体系架构、空中接口、资源调度、网络切片和组网管理等技术;最后,讨论空天地海一体化发展趋势下,卫星通信面临的挑战及其发展前景。

关键词：卫星通信空天地海一体化体系架构空中接口资源调度

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IRS辅助的MISO系统安全节能通信方案

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信号处理 2024年第2期40卷 364-372页

作者：贾向东张鑫尚通健马小平西北师范大学计算机科学与工程学院甘肃兰州730070 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室江苏南京210003

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)是提高未来B5G/6G网络安全节能通信的一项革命性技术。本文针对IRS辅助下行多输入单输出(Multiple Input Single Output,MISO)系统的高安全风险与高能耗问题,分析了发送端发射波束成形和... 详细信息

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)是提高未来B5G/6G网络安全节能通信的一项革命性技术。本文针对IRS辅助下行多输入单输出(Multiple Input Single Output,MISO)系统的高安全风险与高能耗问题,分析了发送端发射波束成形和IRS相移矩阵对系统安全节能通信的影响,构建合法用户保密率约束下的系统发射功率最小化问题。针对该非凸多变量耦合问题,提出一种基于逐次凸逼近(successive convex approximation,SCA)的二阶锥规划算法迭代求解问题。与传统迭代优化算法不同,该算法在每次迭代中同时更新所有优化变量,并最终获得原问题的次优解。仿真结果表明,相较于无IRS方案、随机相移方案与SDR迭代优化方案三种基准方案,所提算法均在保证合法用户保密质量的同时实现了更低的发射功率,证明了本文算法的有效性与IRS在未来安全节能通信系统中的巨大潜力。

关键词：智能反射面波束成形保密率二阶锥规划节能通信

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智能反射面辅助UAV通信系统的信息年龄优化方案

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信号处理 2024年第8期40卷 1480-1488页

作者：陈宫紫钰贾向东张鑫西北师范大学计算机科学与工程学院甘肃兰州730070 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室江苏南京210003

在物联网(Internet of Things,IoT)系统中,信道具有高度时变性,直接链路有概率被阻塞。为了确保状态更新信息的及时传递,设计了一种智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)服务地面多... 详细信息

在物联网(Internet of Things,IoT)系统中,信道具有高度时变性,直接链路有概率被阻塞。为了确保状态更新信息的及时传递,设计了一种智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)服务地面多用户的无线下行链路系统。UAV在下行链路中作为一个移动基站,沿着优化的轨迹飞行并在靠近地面用户的合适位置悬停,再与地面上的用户进行数据传输。通过时间离散化、数学建模等手段构建联合优化的模型,建立一个多约束优化问题。目标是通过对无人机轨迹和流调度、IRS相移设计等变量的联合优化以最小化系统的信息年龄。研究了IRS反射传输信号辅助改善无线环境的过程,即通过改变信道增益来改变最大数据传输速率。采用IRS相移调整的方式来提高时变的信道增益,以改善通信质量。由于目标函数和约束公式中含有的非凸公式以及多个优化变量之间的耦合关系,采用连续凸逼近(Successive Convex Approximation,SCA)和块坐标下降(Block Coordinate Descent,BCD)等技术设计优化算法,将非凸优化问题简化后求得总优化问题的解。仿真结果表明,算法能得到平滑曲线,系统信息年龄随发射功率和数据传输速率阈值升高显著降低,体现了所提算法的可行性。

关键词：信息年龄智能反射面用户调度轨迹优化块坐标下降

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IRS辅助的UAV无线传感网络数据采集优化方案

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信号处理 2024年第6期40卷 1041-1051页

作者：贾向东张鑫原帅前李月西北师范大学计算机科学与工程学院甘肃兰州730070 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室江苏南京210003

针对无线传感网络海量数据采集导致的信息低时效与系统高能耗问题,提出一种智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助的无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)数据采集优化方案。其中,多个带有缓冲区的地面传感器收集环境信息... 详细信息

针对无线传感网络海量数据采集导致的信息低时效与系统高能耗问题,提出一种智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助的无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)数据采集优化方案。其中,多个带有缓冲区的地面传感器收集环境信息,能量受限的UAV在IRS协助下采集传感器的状态更新。通过联合考虑系统信息新鲜度与UAV的推进能耗,对UAV的3D飞行轨迹、地面传感器调度与IRS配置进行联合优化,构建平均信息年龄(Age of Information,AoI)与推进能耗加权和优化问题;然后将该非凸优化问题建模为马尔可夫决策过程,并提出基于深度强化学习算法对基于曼哈顿城市模拟环境下的UAV数据采集过程进行优化训练。最终得到UAV的优化3D飞行轨迹与IRS的优化配置。仿真结果表明,所提优化算法可在提高信息新鲜度的同时有效降低系统能耗。当IRS反射单元数量相同时,系统性能相较基准方案最高提升约50.64%。证明了所提数据采集方案的优越性与IRS提高系统性能的有效性。

关键词：信息年龄无人机 3D轨迹优化智能反射面深度强化学习

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基于神经网络的轮式移动机器人非线性模型预测控制研究

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中国工程机械学报 2024年第4期22卷 432-436页

作者：赵卫东张延义南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 滁州职业技术学院教务处安徽滁州239000

针对轮式移动机器人受到障碍物干扰导致运动轨迹跟踪误差较大问题,提出了神经网络非线性模型预测(NN-NMP)控制方法,并对轮式移动机器人避障效果进行仿真验证。建立了轮式移动机器人运动模型,并且定义了机器人运动方程式。设计非线性模... 详细信息

针对轮式移动机器人受到障碍物干扰导致运动轨迹跟踪误差较大问题,提出了神经网络非线性模型预测(NN-NMP)控制方法,并对轮式移动机器人避障效果进行仿真验证。建立了轮式移动机器人运动模型,并且定义了机器人运动方程式。设计非线性模型预测控制方法,引用神经网络算法,通过训练多层神经网络对非线性模型预测控制误差进行逼近,从而使轮式移动机器人控制系统具有更好的避障能力。设置3种不同环境,利用Matlab软件对轮式移动机器人避障结果进行仿真,对比和分析轮式移动机器人采用2种控制方法的输出结果。结果显示:在无障碍物环境中,采用传统比例-积分-微分(PID)控制方法和NN-NMP控制方法,轮式移动机器人均能较好地按照期望轨迹进行移动。在有障碍物环境中,采用传统PID控制方法,轮式移动机器人虽然能够躲避障碍物,但是跟踪误差较大。采用NN-NMP控制方法,轮式移动机器人不仅能够躲避障碍物,而且跟踪误差相对较小。采用NN-NMP控制方法,能够降低轮式移动机器人跟踪误差,具有较好的避障能力。

关键词：轮式移动机器人避障神经网络非线性模型预测控制误差仿真

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LOS_NLOS下基于PF和最大似然的TDOA定位算法

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计算机仿真 2022年第3期39卷 481-484,489页

作者：黄波李伟南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

室内定位复杂环境中存在LOS和NLOS场景相互切换问题,对定位算法的连续性和精度提出了更高的要求。针对上述问题,提出一种基于粒子滤波和最大似然的TDOA定位算法:首先不区分LOS和NLOS场景的采用近似最大似然TDOA算法,获取一个初步的定位... 详细信息

室内定位复杂环境中存在LOS和NLOS场景相互切换问题,对定位算法的连续性和精度提出了更高的要求。针对上述问题,提出一种基于粒子滤波和最大似然的TDOA定位算法:首先不区分LOS和NLOS场景的采用近似最大似然TDOA算法,获取一个初步的定位结果;然后对初步获取的结果用粒子滤波进行纠正,以减少LOS和NLOS场景切换下的引起的定位误差增大和定位结果不一致的问题。仿真结果表明,同样场景下,采用粒子滤波+TDOA定位算法,优于无迹卡尔曼滤波+TDOA算法的定位结果,在LOS和NLOS场景下都能获取较高的定位精度。

关键词：室内定位非视距到达时间差粒子滤波无迹卡尔曼滤波

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基于智能反射面的无线携能认知网络鲁棒传输设计

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南京邮电大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 35-44页

作者：王子宁黄庶沛邵一焓朱卫平韩略林敏南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 康考迪亚大学电子与计算机学院蒙特利尔QC H3G 1M8

针对智能反射面辅助的无线携能认知网络,提出了一种基于用户非完美信道状态信息的波束成形方案,提高网络的频谱和能量收集效率。在假设用户信道误差范数有界的条件下,建立了以信息接收用户最小可达速率最大化为目标函数,以满足信息接收... 详细信息

针对智能反射面辅助的无线携能认知网络,提出了一种基于用户非完美信道状态信息的波束成形方案,提高网络的频谱和能量收集效率。在假设用户信道误差范数有界的条件下,建立了以信息接收用户最小可达速率最大化为目标函数,以满足信息接收用户和能量接收用户需求、主用户干扰阈值和基站最大发射功率为约束条件的优化问题。针对此非凸问题,提出利用三角不等式、交替方向乘子法和交替优化的迭代算法,以较低的计算复杂度求解得到基站的有源波束成形权矢量和智能反射面的无源波束成形矩阵。最后,仿真验证了所提方案相较于随机相位方案能够有效提高系统的性能,证明了在携能认知网络中引入智能反射面的可行性和有效性。

关键词：认知网络无线携能鲁棒波束成形智能反射面

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