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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
1
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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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
2
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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毫米波MIMO通信感知一体化联合波束成形设计 被引量：2
3
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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协作式中继增强MIMO通信系统的联合波束成形
4
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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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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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
6
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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中继辅助MIMO系统中基于有限反馈的分布式波束成形
7
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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双智能反射面辅助的上行链路通信调度分析 被引量：2
8
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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无线通信系统设计中的两个优化问题和相关优化方法 被引量：1
9
作者 刘亚锋 《运筹学学报》 北大核心 2019年第3期47-62,共16页
无线通信系统设计中的许多问题可建模为优化问题.一方面,这些优化问题常常具有高度的非线性性,一般情况下难于求解;另一方面,它们又有自身的特殊结构,例如隐含的凸性、可分性等.利用优化的方法结合问题的特殊结构求解和处理无线通信系... 无线通信系统设计中的许多问题可建模为优化问题.一方面,这些优化问题常常具有高度的非线性性,一般情况下难于求解;另一方面,它们又有自身的特殊结构,例如隐含的凸性、可分性等.利用优化的方法结合问题的特殊结构求解和处理无线通信系统设计问题是近年来学术界研究的热点.本文重点讨论无线通信系统设计中的两个优化问题和相关优化方法,包括多用户干扰信道最大最小准则下的联合传输/接收波束成形设计和多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)检测问题,主要介绍现代优化技术结合问题的特殊结构在求解和处理上述两个问题的最新进展. 展开更多
关键词 半正定松弛 变量交替最优化 多用户干扰信道 联合传输/接收波束成形设计 计算复杂性 紧松弛 MIMO检测 无线通信系统
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