面向多任务动态场景的雷达与干扰空时协同波束联合优化方法

1

作者 廖晓容 孙国皓 +2 位作者 钟苏川 余显祥 李明 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期613-628,共16页

现代雷达对抗形势复杂多变,体系与体系的作战已成为基本特点,而体系整体性能关乎着战场的主动权乃至最终的胜负。通过优化体系中雷达与干扰波束资源可以提升整体性能,获得在空间、时间域优效的低截获探测性能,然而空时域协同波束联合优... 现代雷达对抗形势复杂多变,体系与体系的作战已成为基本特点,而体系整体性能关乎着战场的主动权乃至最终的胜负。通过优化体系中雷达与干扰波束资源可以提升整体性能,获得在空间、时间域优效的低截获探测性能,然而空时域协同波束联合优化是一个复杂多参数耦合的非凸问题。该文针对空时域多任务动态场景,建立了以雷达探测性能为优化目标,以干扰性能以及能量限制为约束条件的优化模型。为求解该模型,该文提出了基于迭代优化的空时协同波束联合设计方法,即以雷达发射、接收、多干扰机发射波束交替迭代优化。其中,针对多干扰机协同优化的不定矩阵二次约束二次规划(QCQP)问题,该文基于可行点追踪-连续凸逼近(FPP-SCA)算法,在SCA算法的基础上,通过引入松弛变量与惩罚项,保证算法在合理松弛度下的可行性,解决了矩阵不定情况下难以获得可行解的问题。仿真表明,在一定的干扰机能量约束下,该文所提方法在保证雷达高性能探测目标且不受干扰情况下,同时实现了多干扰机在空时域干扰对方每个平台以掩护我方雷达探测的效果;相比传统算法,在动态场景中基于FPP-SCA算法的协同干扰具有更优效果。 展开更多

关键词 雷达与干扰资源 空时波束联合优化 多参数耦合非凸问题 迭代优化 可行点追踪-连续凸逼近(FPP-SCA)

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航管雷达高低波束联合测高技术研究

2

作者 李品 林建银 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2020年第1期42-44,50,共4页

航管雷达选用两坐标体制,能够提供空中目标的距离和方位信息,不具备测高能力。文中结合航管雷达高低波束空域覆盖设计,提出高低波束联合测角方法,通过分析超余割平方高低波束交叠区域的功率曲线,给出系统高低波束设计准则和测高准则,可... 航管雷达选用两坐标体制,能够提供空中目标的距离和方位信息,不具备测高能力。文中结合航管雷达高低波束空域覆盖设计,提出高低波束联合测角方法,通过分析超余割平方高低波束交叠区域的功率曲线,给出系统高低波束设计准则和测高准则,可有效实现航管两坐标雷达进行测高,本文还分析测高区间和测高精度,具有较高的工程价值。 展开更多

关键词 航管雷达 超余割平方 高低波束联合测角

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一种基于合作协同进化的智能超表面辅助无人机通信系统联合波束成形方法 被引量：1

3

作者 仲伟志 万诗晴 +4 位作者 段洪涛 范振雄 林志鹏 黄洋 毛开 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第2期334-343,共10页

针对传统联合波束成形方法在智能超表面(RIS)辅助无人机(UAV)通信系统优化中存在的局限性,包括针对RIS仅考虑相移矩阵优化、优化方法缺乏应用普适性等问题,该文面向RIS辅助无人机通信服务多用户场景,创新性提出一种基于合作协同进化(CC... 针对传统联合波束成形方法在智能超表面(RIS)辅助无人机(UAV)通信系统优化中存在的局限性,包括针对RIS仅考虑相移矩阵优化、优化方法缺乏应用普适性等问题,该文面向RIS辅助无人机通信服务多用户场景,创新性提出一种基于合作协同进化(CCEA)的联合波束优化方法。该方法利用两个子种群的独立进化将联合波束成形问题分解成RIS反射波波束设计和发射端波束设计两个子问题进行求解,通过进化过程中的信息交互与协作来实现联合波束成形设计。数值仿真结果表明,相较于仅考虑RIS相移矩阵设计的联合波束优化,CCEA通过设计RIS反射波波束形状改变了反射波在3维空间中的能量分布,进而提升了接收端信干噪比(SINR)和频谱效率;此外,基于种群的CCEA算法能够产生更加多样的解,因此在UAV和用户的不同位置设置下均能实现反射波对用户方向的有效覆盖,相对于传统方法能够避免局部最优、具有更强的应用普适性。 展开更多

关键词 无人机通信 智能超表面 联合波束成形 合作协同进化

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相干FDA雷达收发联合多波束方法

4

作者 张军 许京伟 +3 位作者 王柯祎 廖桂生 李军 蔡兴雨 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第5期1487-1494,共8页

针对相干频率分集阵列雷达距离/时间-角度依赖的信号收、发处理问题,提出一种基于角度依赖匹配滤波的频率分集阵雷达收发联合多波束设计方法。该方法可以同时实现等效发射数字波束形成和信号脉冲压缩匹配处理。且不同空间角度的雷达回... 针对相干频率分集阵列雷达距离/时间-角度依赖的信号收、发处理问题,提出一种基于角度依赖匹配滤波的频率分集阵雷达收发联合多波束设计方法。该方法可以同时实现等效发射数字波束形成和信号脉冲压缩匹配处理。且不同空间角度的雷达回波信号可以独立进行处理,通过联合接收数字波束形成技术,可以同时进行收发联合波束形成,实现同时多波束广域宽角覆盖,满足雷达广域搜索任务的需要。仿真实验证明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 相干频率分集阵列 角度依赖匹配滤波 收发联合波束形成 广域宽角覆盖

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基于RIS辅助下XL-MIMO系统联合天线选择和波束成形

5

作者 褚宏云 贾帅 《无线电通信技术》 北大核心 2025年第1期36-44,共9页

能量效率(Energy Efficient,EE)是衡量5G/6G无线通信系统性能的关键指标,而超大规模多输入多输出(Extremely Large-Scale Massive Multiple-Input-Multiple-Output,XL-MIMO)和智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)被认... 能量效率(Energy Efficient,EE)是衡量5G/6G无线通信系统性能的关键指标,而超大规模多输入多输出(Extremely Large-Scale Massive Multiple-Input-Multiple-Output,XL-MIMO)和智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)被认为是提升这一指标的有效途径。由于XL-MIMO系统中近场传播和空间非平稳性的存在,使得部分天线对系统性能贡献较小,从而增加了系统能耗。鉴于此,提出一种基于RIS辅助下XL-MIMO系统。为了在基站(Base Station,BS)发射功率和RIS幅值的约束下最大化系统能效,提出了一种基于交替优化的求解方案。采用l 0范数来重新表示天线集合,使得总功耗变成易于求解的连续函数。通过交替优化BS波束成形矩阵和RIS相移矩阵从而获得最优解,为了缓解该方法引入的辅助变量导致算法复杂度过高的问题,提出了一种基于深度学习的求解方案,通过构建三阶段的网络架构,即相移、波束成形和天线选择网络,设计以EE最大化为目标的自定义损失函数,从而实现高效联合优化。仿真结果表明,基于深度学习的方案相较于传统交替优化方案显著提升了系统能效,同时降低了计算复杂度。 展开更多

关键词 超大规模多输入多输出 智能超表面 联合天线选择和波束成形 交替优化 无监督深度学习

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可重构智能表面辅助的V2I通信系统联合波束赋形算法 被引量：1

6

作者 仲伟志 何艺 +4 位作者 段洪涛 万诗晴 范振雄 朱秋明 林志鹏 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3117-3125,共9页

为解决基于信道先验知识的联合波束赋形方法受限于多变的车辆与交通基础设施(V2I)通信场景且信道估计开销过大等问题,该文结合环境态势感知,提出一种基于无线传播链路预测的联合波束赋形方法。该方法首先利用射线追踪模拟器构建了可重... 为解决基于信道先验知识的联合波束赋形方法受限于多变的车辆与交通基础设施(V2I)通信场景且信道估计开销过大等问题,该文结合环境态势感知,提出一种基于无线传播链路预测的联合波束赋形方法。该方法首先利用射线追踪模拟器构建了可重构智能表面(RIS)辅助的V2I毫米波通信系统模型,通过改变环境态势以获取多样的无线传播链路数据来构建数据集。其次,使用该数据集训练基于机器学习的无线传播链路预测模型。最后,在最大发射功率约束条件下,构建了联合波束赋形问题模型,并基于预测结果采用交替迭代优化方法(AIOA)优化基站波束赋形矩阵和RIS相移矩阵,以实现同步通信车辆用户最小信干噪比(SINR)的最大化。仿真结果验证了该方法的有效性,通过引入非信道先验知识驱动,降低了信道探测开销,提高了该方法在V2I场景中的可行性。 展开更多

关键词 V2I通信 可重构智能表面 联合波束赋形 环境态势感知 信道预测

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智能反射面辅助的MU-MISO车联网毫米波通信联合波束赋形 被引量：2

7

作者 何艺 仲伟志 +2 位作者 万诗晴 朱秋明 林志鹏 《信号处理》 CSCD 北大核心 2024年第2期336-344,共9页

近年来,车联网通信系统提出了大规模数据传输,通信连接稳定等需求。高频段通信凭借超高传输速率,低时延的特点被引入了该系统,但是,高频段通信仍面临着阻塞问题的挑战。因此,智能反射面作为一种可解决高频段通信阻塞问题的技术,成为车... 近年来,车联网通信系统提出了大规模数据传输,通信连接稳定等需求。高频段通信凭借超高传输速率,低时延的特点被引入了该系统,但是,高频段通信仍面临着阻塞问题的挑战。因此,智能反射面作为一种可解决高频段通信阻塞问题的技术,成为车联网高频通信的热点议题。智能反射面由超材料构成,其表面的多个无源反射单元均匀排布形成阵列,所有反射单元的反射系数均可通过智能控制器实时调节,控制反射波束的方向和形状,来实现对无线传输环境的智能调控,提供增强视距通信、扩展通信覆盖范围等服务。针对MU-MISO车联网毫米波通信场景下,基站与车辆用户视线通信链路因遮蔽,车辆高速移动等因素,面临随机中断的问题,将智能反射面引入该系统,并结合该系统提出了基于半定松弛问题的交替迭代优化算法,以提高通信稳定性。该方法将系统中基站波束赋形矩阵优化和智能反射面相移矩阵优化分解为两个子问题,通过定义半定矩阵变量并适当放松特定的约束条件将两个子问题近似成为半定松弛问题,随后,使用交替优化技术对其进行迭代求解以实现联合优化,通过最大化同时刻通信车辆中的最小信干噪比来确保通信稳定性。仿真结果表明,该方法显著提高了车辆用户的信干噪比和基站的总频带利用率,确保了动态场景中车辆与基站的通信稳定性。 展开更多

关键词 车联网 智能反射面 联合波束赋形 半定松弛问题 交替迭代优化算法

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大型阵列降维-和差多波束形成的联合优化算法 被引量：5

8

作者 孙晨伟 陶海红 +1 位作者 王莹 吕红丽 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期519-525,共7页

大型、超大型相控阵列由于具有高增益、指向性强等优点得到越来越广泛的应用,数字波束形成具有抗干扰、波束切换灵活等优点,而基于大型全阵列数字波束形成需要庞大馈电网络与接收/发射通道而面临高成本、低实时性等缺点.针对此,本文提... 大型、超大型相控阵列由于具有高增益、指向性强等优点得到越来越广泛的应用,数字波束形成具有抗干扰、波束切换灵活等优点,而基于大型全阵列数字波束形成需要庞大馈电网络与接收/发射通道而面临高成本、低实时性等缺点.针对此,本文提出了一种用于大型阵列的阵列降维-和差数字多波束形成的联合优化算法,该算法对大型阵列采用模拟和数字联合和差多波束形成,通过基于模拟退火、遗传算法和粒子群智能优化算法的子阵划分优化和子阵级与阵元级的和差联合加权逼近优化,保证在模拟子阵方向图内无栅瓣的同时,获得尽可能好的和差波束主副比及差波束零陷深度,且增益损失较小.最后仿真实验和性能分析验证了所提算法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 大型、超大型阵列 阵列降维 智能优化算法 和差多波束联合优化

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MIMO认知无线电网络中的联合收发波束形成算法研究 被引量：7

9

作者 郭艳 朱方军 +1 位作者 李宁 原晓云 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期20-28,共9页

利用半正定规划和最小均方误差准则,提出了一种最小化发射功率的MIMO认知波束形成算法,与已有对偶算法相比,降低了发射功率,提高了系统性能。此外,还提出了SINR均衡的波束形成算法,解决了MIMO认知网络中认知用户的均衡通信问题。数值仿... 利用半正定规划和最小均方误差准则,提出了一种最小化发射功率的MIMO认知波束形成算法,与已有对偶算法相比,降低了发射功率,提高了系统性能。此外,还提出了SINR均衡的波束形成算法,解决了MIMO认知网络中认知用户的均衡通信问题。数值仿真结果表明,新算法在避免对主用户造成干扰的同时,能保证每一个用户的通信质量,均衡SINR水平得到了大幅提升。 展开更多

关键词 多输入多输出 认知无线电 联合收发波束形成 半正定规划

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毫米波MIMO通信感知一体化联合波束成形设计 被引量：2

10

作者 任红 张若愚 +2 位作者 陈光毅 王翔 吴文 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期1-4,共4页

考虑一个毫米波多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)通信感知一体化系统,同时进行多目标感知与多用户通信。首先,基于毫米波MIMO几何信道模型,在满足总功率和多用户信干噪比的约束下,最小化MIMO感知发射波束图匹配误差... 考虑一个毫米波多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)通信感知一体化系统,同时进行多目标感知与多用户通信。首先,基于毫米波MIMO几何信道模型,在满足总功率和多用户信干噪比的约束下,最小化MIMO感知发射波束图匹配误差和互相关图。然后,针对建立的联合波束成形设计问题,采用半正定松弛算法进行求解,得到通信感知一体化波束成形矩阵。最后,仿真结果验证了联合波束成形设计的有效性。 展开更多

关键词 毫米波MIMO 通信感知一体化 联合波束成形 半正定松弛

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智能反射面辅助多用户大规模MIMO系统的联合波束成形 被引量：4

11

作者 陈晓 黄岩松 +1 位作者 施建锋 邓睿翔 《电讯技术》 北大核心 2023年第9期1285-1290,共6页

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)作为面向第6代通信的关键技术之一具有创新、高效、节能和成本效益高等特点,但其联合波束成形设计为非凸优化问题,仍然是具有挑战的难题。为此,提出了一种用于IRS辅助多用户大规模多输... 智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)作为面向第6代通信的关键技术之一具有创新、高效、节能和成本效益高等特点,但其联合波束成形设计为非凸优化问题,仍然是具有挑战的难题。为此,提出了一种用于IRS辅助多用户大规模多输入多输出系统的联合波束成形设计方案,以实现系统数据速率最大化。该方案在基站端采用迫零波束成形以消除用户间干扰,同时在IRS端设计了近最优反射波束成形以实现系统和数据速率最大化。仿真结果表明,该方案可获得较高的系统和数据速率,也为IRS位置布局的选择提供了数据支持与参考准则。 展开更多

关键词 智能反射面(IRS) 大规模多输入多输出(MIMO) 联合波束成形 和数据速率

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LTE-A中的SLNR联合校准多用户多流波束赋形方案 被引量：2

12

作者 罗巍 郭爱煌 谭维锴 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期2351-2354,共4页

提出了一种长期演进项目的后续演进(long term evolution-advanced,LTE-A)中的信漏噪比联合校准多用户多流波束赋形方案。基于信漏噪比准则进行波束赋形消除多用户间干扰,实现LTE-A下的多用户多流波束赋形传输;建立信道校准机制,补偿实... 提出了一种长期演进项目的后续演进(long term evolution-advanced,LTE-A)中的信漏噪比联合校准多用户多流波束赋形方案。基于信漏噪比准则进行波束赋形消除多用户间干扰,实现LTE-A下的多用户多流波束赋形传输;建立信道校准机制,补偿实际通信系统中的射频增益影响,恢复信道互易性,提升实际通信系统中的误码率性能。在适用于LTE-A的空间信道扩展模型(spatial channel model extension,SCME)信道环境下进行了仿真,仿真结果表明,该方法相比常用的基于信干噪比准则的块对角化方案误码率性能有明显提升,且能在存在射频增益影响的非理想环境中恢复信道互易性,提升系统传输性能。 展开更多

关键词 无线通信技术 联合校准波束赋形 多流波束赋形 信漏噪比 信道互易性

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协作式中继增强MIMO通信系统的联合波束成形

13

作者 李春国 仲崇显 杨绿溪 《信号处理》 CSCD 北大核心 2009年第12期1853-1860,共8页

本文对协作式中继辅助的多输入多输出(Multiple-input Multiple-output,MIMO)通信中的联合波束成形问题进行了研究。首先推导了接收信噪比的下界,并基于该下界建立了联合波束成形的数学模型;然后推导了分布式波束成形的最优方案;最后设... 本文对协作式中继辅助的多输入多输出(Multiple-input Multiple-output,MIMO)通信中的联合波束成形问题进行了研究。首先推导了接收信噪比的下界,并基于该下界建立了联合波束成形的数学模型;然后推导了分布式波束成形的最优方案;最后设计了联合优化信源的多天线波束成形和协作式中继的分布式波束成形的算法,从而获得联合波束成形方案。计算机实验仿真表明所提联合波束成形方案获得明显的性能增益。 展开更多

关键词 多输入多输出(MIMO) 协作式中继 分布式波束成形 联合波束成形

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融合可重构智能表面和深度强化学习的波束成形算法研究 被引量：1

14

作者 牙韩耀 万海斌 覃团发 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2024年第6期1311-1317,共7页

可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)技术是一种新兴的、绿色的技术,可以有效地实现频谱和能量的高效无线通信.本文研究基站(Base Stations,BSs)与RIS的联合波束形成中总发射功率最小化问题.由于人工智能(Artificia... 可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)技术是一种新兴的、绿色的技术,可以有效地实现频谱和能量的高效无线通信.本文研究基站(Base Stations,BSs)与RIS的联合波束形成中总发射功率最小化问题.由于人工智能(Artificial Intelligence,AI)在处理高维数据问题和非凸模型方面的优势,本文基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)中的双延迟深度确定性策略梯度算法(Twin Delayed Deep Deterministic policy gradient,TD3),设计一种新颖的联合波束成形算法来处理RIS辅助无线通信系统的基站总发射功率最小化问题.仿真结果表明,本文所提算法的性能优于经典的交替优化算法,并且通过本文所提算法训练得到的模型可以直接部署和调用,不需要再次重复计算. 展开更多

关键词 可重构智能表面 深度强化学习 联合波束成形 传输功率最小化

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混合智能反射面辅助的通信感知一体化:高能效波束成形设计 被引量：2

15

作者 褚宏云 杨梦瑶 +3 位作者 黄航 郑凌 潘雪 肖戈 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2462-2469,共8页

能量效率(EE)是5G+/6G无线通信的重要设计指标,而智能反射面(RIS)被普遍认为是改善EE的潜在手段。不同于被动RIS,混合RIS由有源和无源元件组成,对来波移相的同时可放大信号强度,能够有效克服被动RIS引起的“乘性衰落”效应。鉴于此,该... 能量效率(EE)是5G+/6G无线通信的重要设计指标,而智能反射面(RIS)被普遍认为是改善EE的潜在手段。不同于被动RIS,混合RIS由有源和无源元件组成,对来波移相的同时可放大信号强度,能够有效克服被动RIS引起的“乘性衰落”效应。鉴于此,该文提出一种混合RIS辅助通信感知一体化(ISAC)的下行链路传输系统。为探究数据传输速率与能耗之间的内在关联,该文以RIS辅助ISAC网络能量效率最大化为目标,在满足基站(BS)发射功率、波束图增益以及混合RIS功率和幅值约束的条件下,联合优化基站端的波束赋形和混合RIS的相移。为解决该复杂的分数规划问题,提出基于交替优化(AO)的算法来求解。为克服AO算法中引入辅助变量造成算法复杂度高的难题,利用耦合优化变量的关联,提出一种基于级联深度学习网络的求解算法。仿真结果表明,提出的混合RIS辅助ISAC方案在和速率、能效方面皆优于现有方案,且算法收敛速度快。 展开更多

关键词 通信感知一体化 能量效率最大化 混合可重构智能超表面 联合波束赋形 级联深度学习

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中继辅助MIMO系统中基于有限反馈的分布式波束成形

16

作者 李春国 仲崇显 杨绿溪 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期60-67,共8页

对协作式中继辅助的多输入多输出通信系统中基于有限反馈的联合波束成形问题进行了研究。首先推导了接收信噪比的下界,并基于该下界建立联合波束成形的数学模型。其次推导了分布式波束成形的最优方案。最后针对该最优方案,设计了一个迭... 对协作式中继辅助的多输入多输出通信系统中基于有限反馈的联合波束成形问题进行了研究。首先推导了接收信噪比的下界,并基于该下界建立联合波束成形的数学模型。其次推导了分布式波束成形的最优方案。最后针对该最优方案,设计了一个迭代算法,优化得到分布式波束成形码本,从而分布式中继站的波束成形可基于码本序号的有限反馈来进行。实验结果仿真表明,所设计的联合波束成形码本在反馈开销很小的情况下获得明显的性能增益。 展开更多

关键词 多输入多输出 协作式中继 联合波束成形 有限反馈

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基于FDA-MIMO雷达的主瓣SMSP干扰空时域联合抑制方法 被引量：5

17

作者 赵英健 田波 +3 位作者 王春阳 宫健 谭铭 周长霖 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期2157-2165,共9页

主瓣干扰由于与真实目标位于同一个雷达波束宽度,不仅会严重降低雷达对真实目标的检测与跟踪性能,更难以在波束层面上受到抑制。来自主瓣的频谱弥散(smeared spectrum,SMSP)干扰可以在时频域对目标信号进行遮盖,更可在空域上形成多个具... 主瓣干扰由于与真实目标位于同一个雷达波束宽度,不仅会严重降低雷达对真实目标的检测与跟踪性能,更难以在波束层面上受到抑制。来自主瓣的频谱弥散(smeared spectrum,SMSP)干扰可以在时频域对目标信号进行遮盖,更可在空域上形成多个具有欺骗效果的假目标。针对此问题,提出一种基于频控阵-多输入多输出雷达的空时域联合抑制方法,利用盲源分离算法将目标与干扰分离在不同通道,在获得目标距离信息后进行距离角度联合波束形成,以提高输入信干噪比。该方法可以在不具有目标的距离先验信息条件下有效抑制主瓣SMSP干扰,因此具有很好的适用性,仿真实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 主瓣频谱弥散干扰 频控阵 盲源分离 距离角度联合波束形成

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双智能反射面辅助的上行链路通信调度分析 被引量：2

18

作者 柳翠 芮贤义 《信号处理》 CSCD 北大核心 2024年第2期356-363,共8页

本文旨在研究一种基于双智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助的上行链路多用户通信方案,以提高用户的信息传输速率。研究提出了一种合作式被动波束成形技术,作为新型的IRS反射波束成形技术。与传统的被动波束成形技术... 本文旨在研究一种基于双智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助的上行链路多用户通信方案,以提高用户的信息传输速率。研究提出了一种合作式被动波束成形技术,作为新型的IRS反射波束成形技术。与传统的被动波束成形技术不同的是,合作式被动波束成形技术允许不同的IRS之间进行协作,能够进一步提高系统性能。通过联合优化基站(Base Station,BS)处的接收波束成形和两个分布式IRS(分别部署在BS和用户附近)处的合作式反射波束成形,本研究能够最大化用户的信息传输速率。仿真实验的结果展示了基于双IRS辅助的多用户调度通信系统在最大化信息传输速率方面的显著优势。此外,本文量化比较了我们的方案与现有类似方案的性能改进。仿真结果表明,相较于现有方案,本系统在提高信息传输速率方面有显著的性能提升。特别是在用户数量较大时,双IRS合作系统可以更好地克服路径损耗和多路径干扰,进一步提高系统的性能表现。本研究的创新点总结如下:1)提出了合作式被动波束成形技术作为一种新型的IRS反射波束成形技术,具有重要的理论和实用价值;2)通过联合优化基站处的接收波束成形和两个分布式IRS处的合作式反射波束成形,实现了多用户通信系统的性能最大化;3)在仿真实验中展示了基于双IRS辅助的多用户调度通信系统在最大化信息传输速率方面的显著优越性。本研究不仅为IRS辅助通信技术的推广提供了有益的参考,也为未来智能无线通信系统的发展提供了重要的支持。同时,也为IRS辅助用户调度技术的发展提供了新的思路和方法。 展开更多

关键词 智能反射面 多用户调度 上行链路 信息传输速率 联合波束成形

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可重构智能表面辅助的通信信号处理技术

19

作者 张海霞 马晓燕 《信号处理》 CSCD 北大核心 2024年第6期993-1006,共14页

可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)通过在平面上集成大量低成本无源反射元件,实现对无线传输环境的智能配置,从而显著提高无线通信网络的性能。具体来讲,RIS上的不同反射元件可以通过控制振幅和/或相位来独立反... 可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)通过在平面上集成大量低成本无源反射元件,实现对无线传输环境的智能配置,从而显著提高无线通信网络的性能。具体来讲,RIS上的不同反射元件可以通过控制振幅和/或相位来独立反射入射信号,从而协同实现三维波束赋形,实现信号的增强或减弱。与其他类似技术形成鲜明对比的是,RIS通过高度可控地智能信号反射主动修正无线传输信道,来增强期望信号功率,或减小信道干扰,为进一步提升无线通信网络的性能提供了全新优化自由度。此外,RIS重量轻、体积小,很容易在墙壁、天花板、建筑物表面等实现安装、移除,具有可重复利用性;RIS的硬件结构通常比小型有源基站和中继简单,因此易于进行低成本快速部署。最后,RIS是一种补充设备,将其部署在现有无线系统中不需要更改相应标准和硬件,仅需对通信协议进行必要修改。基于以上优势,RIS引起了广泛关注,工业界、学术界对其开展了大量研究工作,包括传输协议设计、系统容量分析、能量/频谱效率分析、物理层安全、调制/编码方案设计等。尽管优点众多,但实现RIS与现有无线通信系统的完美融合,依然面临诸多挑战。首先,在RIS辅助的无线通信系统中,基站和RIS的主被动联合优化波束赋形是保证系统性能的基础。RIS由于结构特殊,无法对入射信号进行处理,只能被动的反射入射信号,此外,RIS反射元件数量巨大,导致发射机主动波束成形和RIS被动反射设计的联合优化非常复杂、耗时。因此,RIS辅助的无线通信系统设计面临两大亟需解决的关键问题:(1)如何设计低复杂度优化方法以实现基站和RIS主被动波束赋形的联合设计;(2)在RIS辅助的无线通信系统中,如何设计合理的协作传输方案,以实现系统性能的最优化。本文针对以上问题,着重探讨了RIS辅助的无线通信系统低复杂度信号处理技术,从单RIS辅助无线通信场景扩展到多RIS辅助协作通信场景,探讨适合大规模RIS辅助系统的低复杂度设计方法,推动RIS在实际场景中的部署应用。 展开更多

关键词 可重构智能表面 主被动联合波束赋形 低复杂度

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5G-TSN系统下的高精度时间同步 被引量：6

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作者 李晓辉 王先文 +3 位作者 樊韬 张峰 刘佳文 万宏杰 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期559-565,共7页

第五代移动通信系统(the fifth generation communication system,5G)与时间敏感网络(time sensitive networking,TSN)集成的5G-TSN系统需要实现高精度的时间同步。为此,提出一种多波束联合的定时同步算法提高同步信号检测成功率,实现... 第五代移动通信系统(the fifth generation communication system,5G)与时间敏感网络(time sensitive networking,TSN)集成的5G-TSN系统需要实现高精度的时间同步。为此,提出一种多波束联合的定时同步算法提高同步信号检测成功率,实现高精度5G-TSN时间同步。首先,根据多个波束间的时域关系计算波束间同步信号块的互相关的组合,求出期望作为门限值;然后,利用超过门限值的若干波束进行互相关叠加峰值计算最大峰值对应的时域索引,并完成主同步信号定时同步;最后,利用时频域结合地方式对传播时延进行估计以减少同步误差。仿真结果表明,采用基于多波束联合的定时同步算法,相比传统算法,相关峰值更加显著,能有效地提高定时同步成功率。 展开更多

关键词 时间敏感网络 时间同步 波束联合 传播时延

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