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通信感知一体化硬件设计——现状与展望 被引量:3
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作者 林粤伟 张奇勋 +4 位作者 尉志青 李兴旺 刘凡 范绍帅 王溢 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第1期1-21,共21页
通信感知一体化(ISAC)需要通信和感知共用无线电频段和硬件资源。多频段、大带宽、通信感知对硬件的要求不同等特点对通信感知一体化硬件设计提出更高要求。该文对后5G,6G,WiFi等通信感知一体化的硬件设计、验证技术,以及硬件系统性验... 通信感知一体化(ISAC)需要通信和感知共用无线电频段和硬件资源。多频段、大带宽、通信感知对硬件的要求不同等特点对通信感知一体化硬件设计提出更高要求。该文对后5G,6G,WiFi等通信感知一体化的硬件设计、验证技术,以及硬件系统性验证平台进行归纳,对国内外近年相关硬件设计研究及其验证情况进行综述,关注通信感知两种系统对硬件的需求矛盾、带内全双工(IBFD)自干扰消除(SIC)、功放(PA)效率、电路性能对建模要求更高等硬件设计挑战。首先,总结、比较已有研究中通信感知一体化收发信机架构设计。然后,介绍、分析现有通信感知一体化带内全双工自干扰抑制方案、低峰均功率比(PAPR)波形与高性能PA设计、器件高精度建模方法以及硬件系统性验证平台。最后,总结全文并对未来通信感知一体化硬件设计所面临的开放性问题进行展望。 展开更多
关键词 第6代移动通信 通信感知一体化 带内全双工 软件无线电 雷达
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基于强化学习的无人机通信感知一体化能耗优化 被引量:2
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作者 李新民 张徐浩 +2 位作者 刘易阳 曹辉 张晓强 《电子科技大学学报》 北大核心 2025年第1期23-28,51,共7页
通信感知一体化技术与灵活可控无人机通信技术结合将成为6G无线通信网络“万物智联”的潜在技术。针对无人机通信感知一体化系统中无人机能量受限问题,提出了一种基于强化学习的无人机功率分配和轨迹设计的联合优化算法。该算法在用户... 通信感知一体化技术与灵活可控无人机通信技术结合将成为6G无线通信网络“万物智联”的潜在技术。针对无人机通信感知一体化系统中无人机能量受限问题,提出了一种基于强化学习的无人机功率分配和轨迹设计的联合优化算法。该算法在用户通信速率和目标感知波束图增益约束下,通过构建与无人机能耗、发射波束和通信速率相关的线性加权奖励函数,以实现智能化的无人机功率分配和轨迹设计,从而最小化无人机通信感知一体化系统的能耗。仿真结果表明,该方案相较于基准方案降低了12.36%~21.08%的无人机能耗,并拥有更优的收敛性能。 展开更多
关键词 通信感知一体化 无人机 强化学习 能耗优化
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海洋环境下无人机通信感知一体化波形设计 被引量:2
3
作者 李博 刘博文 +3 位作者 杨洪娟 王改芳 张敬淳 赵楠 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第4期958-967,共10页
未来6G将实现万物智能互联、虚拟和现实结合的全新时代,这离不开通信与感知技术的发展。但由于频率资源的稀缺,二者在频率资源上的共享是一个亟待解决的问题。通信感知一体化(ISAC)技术为解决这一问题提供了新的思路,它允许通信与感知... 未来6G将实现万物智能互联、虚拟和现实结合的全新时代,这离不开通信与感知技术的发展。但由于频率资源的稀缺,二者在频率资源上的共享是一个亟待解决的问题。通信感知一体化(ISAC)技术为解决这一问题提供了新的思路,它允许通信与感知共用一套设备、共享频率资源,可以同时完成目标探测和信息通信,被认为是6G的关键技术之一。同时我国是一个海洋大国,海洋资源丰富,海洋通信与海上目标感知需求急剧增加。该文对海洋环境下的ISAC技术进行了研究,提出一种海洋环境下的加权波形优化设计方法。通过仿真实验发现通信与感知的功率比值在[0.2,0.5]区间内时,一体化波形不仅具有良好的通信性能,也具有不错的感知性能。最后对未来的工作内容进行了展望。 展开更多
关键词 通信感知一体化 海洋环境 加权波形优化
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通信感知一体化低空无人机关键技术研究综述
4
作者 夏昊 林粤伟 +1 位作者 颜军 许灵军 《电讯技术》 北大核心 2025年第6期838-847,共10页
低空无人机可以扩展通信网络的覆盖范围,并增强其通信和感知功能。近年6G、低空飞行技术、低空经济发展较为迅速,通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)中的低空无人机相关理论与技术成为研究热点,带来了新的机遇... 低空无人机可以扩展通信网络的覆盖范围,并增强其通信和感知功能。近年6G、低空飞行技术、低空经济发展较为迅速,通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)中的低空无人机相关理论与技术成为研究热点,带来了新的机遇和挑战。梳理并归纳了面向6G的ISAC低空无人机研究成果。首先介绍ISAC低空无人机领域的研究背景,然后梳理了近几年来国内外对ISAC低空无人机领域的相关研究,从波形设计、雷达成像、干扰管理、资源管理与轨迹设计、人工智能技术应用5个方面展开综述,最后对低空无人机的ISAC技术未来发展趋势及相关挑战进行展望。 展开更多
关键词 6G 通信感知一体化(isac) 低空经济 无人机(UAV) 人工智能(AI)
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面向远距离高速无人机检测的OFDM通信感知一体化参考信号设计 被引量:1
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作者 唐爱民 王书涵 曲文泽 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期842-853,共12页
随着低空经济的兴起,无人机的通信和检测问题受到了广泛的关注。该文研究了OFDM通信感知一体化中的感知参考信号设计,用于远距离高速无人机的检测。为了实现无人机在远距离和高速度情况下的不模糊检测,传统的参考信号设计需要较密的感... 随着低空经济的兴起,无人机的通信和检测问题受到了广泛的关注。该文研究了OFDM通信感知一体化中的感知参考信号设计,用于远距离高速无人机的检测。为了实现无人机在远距离和高速度情况下的不模糊检测,传统的参考信号设计需要较密的感知参考信号布置,从而带来较大的资源开销。此外,基于OFDM波形的远距离检测,还面临码间串扰的挑战。首先,针对远距离检测的问题,该文设计了支持远距离检测且抗码间串扰的感知参考信号模式,可以在较少资源开销下达到系统的最大不模糊检测距离。然后,基于前述参考信号的排布模式,针对高速度检测的问题,该文在基于中国剩余定理消除模糊方法的基础上,引入距离变化率。通过合理的参考信号配置与幽灵目标消除算法,可以在较小的资源开销下,大幅增加不模糊检测速度,且有效避免幽灵目标的产生。上述方法的有效性最后通过仿真进行了验证。仿真结果表明,针对远距离高速目标的检测,相比于传统方法,该文所提的方法可降低72%的参考信号开销。 展开更多
关键词 通信感知一体化 参考信号设计 无人机 雷达感知 正交频分复用
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可重构智能表面辅助近场通信感知一体化系统基于嵌套张量的同时定位与通信方法
6
作者 罗欣 杜建和 +2 位作者 张耀 陈远知 关亚林 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第4期979-990,共12页
可重构智能表面(RIS)因其能够智能配置无线传输环境而成为增强通信和感知的革新技术。随着RIS孔径的增加,电磁场特性发生根本性变化,近场范围扩大。与远场通信和感知不同,近场通信和感知需要考虑更为复杂的信道结构特性,这使得RIS辅助... 可重构智能表面(RIS)因其能够智能配置无线传输环境而成为增强通信和感知的革新技术。随着RIS孔径的增加,电磁场特性发生根本性变化,近场范围扩大。与远场通信和感知不同,近场通信和感知需要考虑更为复杂的信道结构特性,这使得RIS辅助的毫米波系统在近场通信和感知方面更具挑战。基于此,该文研究一种RIS辅助通信感知一体化(ISAC)的近场传输系统。首先,利用所考虑的ISAC场景的多维度资源和Khatri-Rao空时编码方法,将接收到的ISAC信号构造为4阶嵌套张量。然后,利用嵌套张量的代数结构和对近场信道模型的2阶菲涅耳近似,设计一种基于嵌套张量的同时定位和通信方案,在不发送专用导频的情况下实现近场环境散射点和用户定位以及信息符号检测。仿真结果表明,提出的方案具有较好的ISAC性能并优于现有方案。此外,即使是在高阶调制情况下,所提方案也有良好的定位精度和的误码率性能。 展开更多
关键词 通信感知一体化 张量 可重构智能表面 近场 毫米波
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面向6G的通信感知一体化关键技术体系与硬件原型验证
7
作者 赵川斌 孙红 +5 位作者 张腾宇 罗宏亮 王禹淙 蒋玉骅 林博 高飞飞 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第4期932-947,共16页
第6代移动通信(6G)系统将基于通信感知一体化能力获取精确的环境信息和用户状态信息,从而在保障通信业务的同时将真实物理世界复刻为数字孪生世界。该文提出一种完备的6G通感一体关键技术体系,包括静态环境重构、动态目标感知、物体材... 第6代移动通信(6G)系统将基于通信感知一体化能力获取精确的环境信息和用户状态信息,从而在保障通信业务的同时将真实物理世界复刻为数字孪生世界。该文提出一种完备的6G通感一体关键技术体系,包括静态环境重构、动态目标感知、物体材质识别3大基本能力。具体地,该文设计了基于多用户、多基站、主被动融合的静态环境重构技术,构建了多基站协同、多特征融合的动态目标感知技术,研究了基于多基站协同的电磁感知与材质识别技术。在此基础上,开发了基于射频系统级芯片上的现场可编程门阵列(RFSoC-FPGA)的通用通感一体化硬件原型平台,可在保持通信服务的同时有效重建环境地图并感知动态目标。 展开更多
关键词 通信感知一体化 静态环境重构 动态目标感知 物体材质识别 硬件原型验证
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面向通信感知一体化的无人机集群上行链路物理层安全传输
8
作者 东润泽 王布宏 +2 位作者 张杰勇 翁江 方声忠 《信号处理》 北大核心 2025年第7期1143-1152,共10页
作为第六代(the Sixth Generation,6G)通信网络的关键技术之一,通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)通过共享硬件架构与信号处理机制,在完成无线通信的同时实现对环境的感知,提高频谱效率,降低硬件成本。同时,... 作为第六代(the Sixth Generation,6G)通信网络的关键技术之一,通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)通过共享硬件架构与信号处理机制,在完成无线通信的同时实现对环境的感知,提高频谱效率,降低硬件成本。同时,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)作为三维空间智能节点,凭借其机动灵活、覆盖广、成本低的优势,在军事侦察、物流配送、灾害救援等领域具有广泛应用。有必要研究融入UAV的ISAC网络以提升频谱效率和低空资源利用率。此外,无线通信的广播特性对ISAC网络敏感信息的传输带来了严重挑战,亟需基于物理层安全技术提升信息传输的安全性能。该文考虑ISAC场景下UAV集群的上行链路物理层安全传输问题,其中一个地面ISAC基站向UAV集群传输保密信息,同时对多个地面目标进行感知。UAV集群附近存在多个窃听UAV对保密信息进行窃听。为提升地面基站执行ISAC任务时的物理层安全性能,对其发射波束形成以及UAV集群的轨迹进行联合优化,并提出一种基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)的算法完成对该优化问题的求解。首先提出感知性能约束下总的平均保密速率最大化问题并将其归结为马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP),随后通过精心设计的动作网络与策略网络实现优化变量的联合优化,最终提升了所考虑ISAC网络的物理层安全性能。仿真实验表明,与基准算法相比,本文所提方法能够实现185.3%的平均保密速率提升,并验证了所提方法进行轨迹规划及波束形成设计的有效性。 展开更多
关键词 UAV集群 通信感知一体化 物理层安全 深度强化学习 波束形成
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多用户多目标场景下的通信感知一体化加权优化波束形成算法
9
作者 高玉龙 姜力僮 +1 位作者 时统志 王钢 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第4期921-931,共11页
无论在军事领域的战术通信和目标探测,还是在无人驾驶技术中实现高效的通信和高精度的环境感知,通信感知一体化都可以显著提升系统性能并大幅提高频谱资源利用率。然而,通信和感知资源分配不均衡问题成为该项技术应用的巨大挑战。针对... 无论在军事领域的战术通信和目标探测,还是在无人驾驶技术中实现高效的通信和高精度的环境感知,通信感知一体化都可以显著提升系统性能并大幅提高频谱资源利用率。然而,通信和感知资源分配不均衡问题成为该项技术应用的巨大挑战。针对多目标探测和多用户通信场景,该文提出一种基于Pareto优化框架的发射波束形成设计方法。该方法首先将通感资源优化问题建模为一个非凸优化问题,采用通信性能与雷达性能的加权和作为优化目标,以提高系统的灵活性。为了求解该问题,该文提出改进的加权最小均方误差算法将其转化成一个易于求解的凸问题,通过调整Pareto权重因子权衡通信信干噪比与雷达发射波束图误差,实现在功率约束条件下通感性能的最优化设计,同时通过采用MIMO雷达的方式提高了雷达的自由度。仿真结果验证了所提出波束形成方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 通信感知一体化 波束形成设计 多目标优化 MIMO雷达 多用户通信
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交替EKF跟踪预测辅助的机间通信感知一体化波束形成设计
10
作者 赵铁刚 于启月 《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》 北大核心 2025年第4期12-21,共10页
针对高空机间通信感知一体化场景,首先构建了多机之间的通信感知系统模型,并基于双机之间的空间几何关系,推导了可用于跟踪的状态预测模型与量测模型。对模型进行了线性化处理,并将传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法改进为交替EKF多波束跟... 针对高空机间通信感知一体化场景,首先构建了多机之间的通信感知系统模型,并基于双机之间的空间几何关系,推导了可用于跟踪的状态预测模型与量测模型。对模型进行了线性化处理,并将传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法改进为交替EKF多波束跟踪预测算法,以实现对多个目标的独立跟踪与预测。并通过降低模型中转换矩阵的阶数,进一步减少计算复杂度。通过交替EKF跟踪预测算法实时提供的状态信息,在功率受限条件下,利用数字波束形成技术实现了多机通信的速率最大化,并得到了设计的闭合解形式。最后,仿真结果验证了所提出的交替EKF多波束跟踪预测算法的优越性。 展开更多
关键词 高空机间 通信感知一体化 交替EKF 跟踪预测 波束形成设计
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面向网络化通信感知一体化的立体覆盖方法
11
作者 杨文彬 邱裕鹤 苏郁 《中兴通讯技术》 北大核心 2025年第1期28-38,共11页
提出了一种基于有向图(DG)模型的综合通信感知一体化(ISAC)系统分析方法。通过构建考虑环境约束和ISAC节点间协作/干扰特性的收发(T-R)模型,将基站主动天线单元(AAU)间的T-R关系抽象为与节点资源相关的有向边,从而有效表征基站间的协作... 提出了一种基于有向图(DG)模型的综合通信感知一体化(ISAC)系统分析方法。通过构建考虑环境约束和ISAC节点间协作/干扰特性的收发(T-R)模型,将基站主动天线单元(AAU)间的T-R关系抽象为与节点资源相关的有向边,从而有效表征基站间的协作与干扰特征。在此基础上,提出了资源分配(RA)优化方法,旨在满足感知能力和干扰水平等性能约束的同时,最小化ISAC立体覆盖系统成本。仿真实验和实际部署案例验证了所提方法在立体覆盖分析和资源优化方面的有效性,为大规模网络化ISAC系统的实现提供了理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 通信感知一体化 立体覆盖 协作感知 资源分配
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面向低空经济的通信感知一体化网络
12
作者 江一航 李晓阳 +6 位作者 朱光旭 韩凯峰 杜滢 刘晨吉 杨武 刘光毅 张瑞 《西安电子科技大学学报》 北大核心 2025年第3期1-11,共11页
介绍了面向低空经济的通信感知一体化网络架构,包括基于随机几何的网络建模、协同的波束成形设计、以及网络级的通信和感知性能分析。在该网络中,支持通信感知一体化功能的基站按照二维均匀泊松点过程分布,在为地面通信用户提供服务的同... 介绍了面向低空经济的通信感知一体化网络架构,包括基于随机几何的网络建模、协同的波束成形设计、以及网络级的通信和感知性能分析。在该网络中,支持通信感知一体化功能的基站按照二维均匀泊松点过程分布,在为地面通信用户提供服务的同时,感知空中目标。特别地,设计了协作波束成形方案,以减轻通信感知一体化基站之间的干扰。此外,从不同性能指标出发,分析了通信和感知性能,包括区域通信覆盖概率、区域通信频谱效率、区域雷达检测覆盖概率以及平均克拉美罗界。理论分析结果通过仿真进行了验证,并展示了关键系统参数对网络性能的影响。研究发现,通信和感知性能均依赖于基站的密度和高度,而感知性能还受到目标高度、子载波数量和符号数量的影响。此外,在基站密度和高度方面,通信与感知性能之间存在权衡关系。文中研究结果为设计和实现空地无线网络提供了重要指导,有助于充分发挥通信感知一体化的双重优势,有望支撑低空经济的蓬勃发展。 展开更多
关键词 低空经济 通信感知一体化 随机几何 网络建模 性能分析
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IRS辅助的感知与隐蔽通信一体化资源分配算法
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作者 周小波 阮丹阳 +2 位作者 周修颖 夏桂阳 束锋 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第2期375-385,共11页
为了解决感知与通信一体化(ISAC)系统中的信息安全传输问题,该文研究智能反射面(IRS)辅助的感知与隐蔽通信一体化(ISACC)系统中的资源分配算法。首先,分析监测者Willie的最优检测性能,并推导了其最小检测错误概率的下界表达式。随后,推... 为了解决感知与通信一体化(ISAC)系统中的信息安全传输问题,该文研究智能反射面(IRS)辅助的感知与隐蔽通信一体化(ISACC)系统中的资源分配算法。首先,分析监测者Willie的最优检测性能,并推导了其最小检测错误概率的下界表达式。随后,推导目标估计的平均克拉美罗下界(CRLB)的解析表达式。在此基础上,构建以最小化平均CRLB为目标函数,以隐蔽需求、通信速率需求、IRS相移等为约束的优化问题。提出基于交替优化(AO)的惩罚连续凸近似(PSCA)的算法联合设计了感知信号协方差矩阵、通信信号波束成形以及IRS相移。仿真结果表明,所提IRS辅助的ISACC系统方案可以较好地均衡目标感知性能和隐蔽无线通信性能。 展开更多
关键词 感知通信一体化 智能反射面 隐蔽通信 克拉美罗下界 波束成形
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随机信号体制下MIMO通信感知一体化系统收发预编码设计
14
作者 刘凡 卢仕航 陈子豪 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期781-796,共16页
通过复用随机通信信号,并基于现网中的通信架构实现通信感知一体化(ISAC),能够显著降低ISAC实现成本、加速感知功能融入现有通信网络。然而,通信数据的随机性将会使得感知功能出现随机起伏,造成感知性能不稳定。为了获得稳健的感知性能... 通过复用随机通信信号,并基于现网中的通信架构实现通信感知一体化(ISAC),能够显著降低ISAC实现成本、加速感知功能融入现有通信网络。然而,通信数据的随机性将会使得感知功能出现随机起伏,造成感知性能不稳定。为了获得稳健的感知性能,该文研究了随机通感一体空域信号处理方法,提出了多输入多输出通感一体(MIMO-ISAC)系统收发预编码联合优化设计方案。具体而言,考虑对目标响应矩阵的估计,该文首先定义了随机信号下感知系统的遍历克拉美罗界(ECRB),并基于复逆Wishart矩阵的分布推导了ECRB的闭合表达式,从理论上说明了使用随机信号进行感知相较于传统使用确定性正交信号的性能损失。进一步地,该文分别考虑了ECRB最小化的感知最优问题以及多天线多用户信号估计的通信最优问题,并获得了感知最优预编码设计和通信最优预编码设计方案。接着,该文将上述收发预编码优化设计思路扩展至通信感知一体化场景。最后,该文通过大量仿真验证了所提方法的有效性,相关结果表明所提出的联合收发预编码设计方案能够支持高精度目标响应矩阵估计,同时能够实现通信信号估计误差与目标响应矩阵估计误差的灵活折衷。 展开更多
关键词 通信感知一体化 多输入多输出系统 预编码设计 信号处理 多用户通信
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基于正交时延多普勒分路复用调制的太赫兹通信感知一体化方案
15
作者 李美琳 韩充 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期829-841,共13页
太赫兹频段被认为可实现太比特每秒的通信速率并实现高精度感知,因此太赫兹通信感知一体化是未来无线通信系统的关键技术。该文聚焦于一种时延多普勒域波形——正交时延多普勒分路复用(ODDM)调制,提出了一种基于ODDM的太赫兹通信感知一... 太赫兹频段被认为可实现太比特每秒的通信速率并实现高精度感知,因此太赫兹通信感知一体化是未来无线通信系统的关键技术。该文聚焦于一种时延多普勒域波形——正交时延多普勒分路复用(ODDM)调制,提出了一种基于ODDM的太赫兹通信感知一体化传输方案。针对现有信号模型的局限性,该文推导了一种更为通用的离网ODDM调制输入/输出关系,突破了信道路径时延和多普勒频移必须为其分辨率整数倍的假设限制。针对ODDM符号检测问题,该文基于共轭梯度的时域信道均衡器优化计算复杂度,发现ODDM相比OFDM具有针对多普勒效应更高的鲁棒性。最后,该文设计了一种多目标感知估计算法,该算法能够在低复杂度下实现高精度估计,其多目标估计精度与克拉美罗下界相近。 展开更多
关键词 通信感知一体化 太赫兹频段 正交时延多普勒分路复用调制 时延多普勒域波形 感知估计
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STAR-RIS辅助通信感知一体化的多用户安全通信 被引量:1
16
作者 郝万明 宋亚飞 孙钢灿 《电讯技术》 北大核心 2024年第10期1621-1627,共7页
智能反射面在提高通信感知一体化系统性能和增强物理层安全方面具有极大潜力,但是其存在半空间覆盖的缺点。为此,研究了一种同时反射和透射智能反射面,并在考虑感知目标的信噪比约束条件下,建立一个联合优化基站发射波束赋形和智能反射... 智能反射面在提高通信感知一体化系统性能和增强物理层安全方面具有极大潜力,但是其存在半空间覆盖的缺点。为此,研究了一种同时反射和透射智能反射面,并在考虑感知目标的信噪比约束条件下,建立一个联合优化基站发射波束赋形和智能反射面相移的安全能效最大化问题。为求解所赋形的非凸优化问题,用Dinkelbach方法将目标函数转化为减法形式,并将该为题转化为两个子问题来解耦发射波束赋形和反射面相移,进而提出基于连续凸近似、半正定松弛的交替优化算法来求解。仿真结果表明,与传统的分组智能反射面场景相比,该方案能够提升25.6%的系统能效。 展开更多
关键词 通信感知一体化(isac) 智能反射面(IRS) 物理层安全 安全能效最大化
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空地协同通信感知一体化系统的轨迹与资源分配联合优化 被引量:3
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作者 张广驰 顾泽霖 崔苗 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2382-2390,共9页
该文研究空地协同通信感知一体化系统,其中无人车(UGV)基站和无人机(UAV)中继集群组成空地协同网络,为用户提供通信服务,同时对目标区域进行探测感知。在更加准确的莱斯衰落信道模型下,研究联合优化无人机集群的通信感知关联、发射功率... 该文研究空地协同通信感知一体化系统,其中无人车(UGV)基站和无人机(UAV)中继集群组成空地协同网络,为用户提供通信服务,同时对目标区域进行探测感知。在更加准确的莱斯衰落信道模型下,研究联合优化无人机集群的通信感知关联、发射功率和飞行轨迹以及无人车基站的发射功率和行进轨迹,在目标区域感知频率和有效感知功率阈值的约束下,最大化用户最小平均通信速率。为了解决变量高度耦合且非凸的整数优化问题,首先利用块坐标下降法将原问题分解成4个子问题;接着引入松弛变量并将整数约束转化为惩罚项,然后证明莱斯信道下的有效感知功率是关于轨迹变量和松弛变量凸复合函数的联合凸函数;再利用连续凸优化法处理非凸项,并提出一种双层迭代算法高效求解次优解。仿真结果表明,与几种基准方案相比,所提优化算法在相同感知性能下,提高了用户最小平均通信速率,更好地实现了通信与感知性能之间的权衡,并具有良好的收敛性。 展开更多
关键词 通信感知一体化 空地协同 资源分配 轨迹优化
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铁路应急场景下无人机通信感知一体化无线网络资源智能分配算法 被引量:3
18
作者 闫莉 岳涛 方旭明 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3510-3519,共10页
面向恶劣自然环境下地面基础设施受损的铁路场景,该文提出一种无人机(UAV)通信感知一体化无线接入网络架构,实现对列车运行环境的实时感知及应急信息回传。考虑到无人机的续航能力有限,通过建立列车制动距离模型与无人机能耗模型,在满... 面向恶劣自然环境下地面基础设施受损的铁路场景,该文提出一种无人机(UAV)通信感知一体化无线接入网络架构,实现对列车运行环境的实时感知及应急信息回传。考虑到无人机的续航能力有限,通过建立列车制动距离模型与无人机能耗模型,在满足信息回传通信性能与列车环境感知需求的情况下,联合调整无人机飞行速度和通信发射功率以优化无人机整体能耗。通过分析发现,该优化问题符合马尔可夫决策过程(MDP),基于此,提出一种基于深度双Q网络(DDQN)的无人机通信感知一体化无线资源智能分配算法解决上述问题。最后,该文对所提算法的收敛性能、无人机环境感知距离和无人机能耗进行了仿真实验。仿真结果显示,所提算法具有良好的收敛性能,在满足铁路应急场景环境感知及信息回传需求的同时,能够最大化无人机通信作业时长。 展开更多
关键词 铁路应急通信 无人机 通信感知一体化 无线资源分配 深度强化学习
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面向通信感知一体化的信号波形设计综述 被引量:5
19
作者 吕明 陈昊 +3 位作者 丰光银 王丹 仇琛 许晓东 《无线电通信技术》 北大核心 2024年第3期469-483,共15页
通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)作为6G的关键技术之一,广泛应用于智慧交通、智能家居等领域。随着频谱资源的紧缺、技术发展的融合,促使通信和感知功能的一体化,其中ISAC的波形设计是同时实现高效率通信和... 通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)作为6G的关键技术之一,广泛应用于智慧交通、智能家居等领域。随着频谱资源的紧缺、技术发展的融合,促使通信和感知功能的一体化,其中ISAC的波形设计是同时实现高效率通信和高精度感知的研究重点。从ISAC技术趋势、波形设计重要性、应用场景和发展现状四方面进行了简要介绍,对以通信为主的波形设计、以感知为主的波形设计和波形复用设计进行了分析总结,阐述了联合波形设计的一体化性能边界以及潜在的一体化波形新型设计方式;并对ISAC波形设计的发展方向进行展望。 展开更多
关键词 6G 通信感知一体化 波形设计
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面向6G通信感知一体化的40~50 GHz毫米波信道反射和透射特性研究 被引量:2
20
作者 王洋 刘越洋 +4 位作者 廖希 周继华 宋浩正 任明浩 陈前斌 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期146-154,共9页
为解决毫米波信道反射和透射特性测量数据不足、多层材料传播系数计算不准确和传播特性表征不明的问题,该文开展面向6G通信感知一体化(ISAC)的40~50 GHz毫米波信道反射和透射特性研究。首先,基于菲涅尔理论和射线弹跳追踪原理,提出一种... 为解决毫米波信道反射和透射特性测量数据不足、多层材料传播系数计算不准确和传播特性表征不明的问题,该文开展面向6G通信感知一体化(ISAC)的40~50 GHz毫米波信道反射和透射特性研究。首先,基于菲涅尔理论和射线弹跳追踪原理,提出一种室内多层建筑材料传播系数计算方法;然后,利用基于矢量网络分析仪的毫米波信道测量平台,开展40~50 GHz频率范围内多层木板和多层玻璃的反射和透射系数测量活动。结果表明,该方法与测量值间高度吻合,传播系数误差低于0.1,能够准确地刻画毫米波信道反射和透射特性变化规律。此外,研究还发现反射系数谐振特性和有效布儒斯特角特性依赖于电波极化、入射角和材料厚度。 展开更多
关键词 6G 通信感知一体化 毫米波信道 信道测量 信道特性
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