通用滤波多载波系统原型滤波器的连续凸近似优化设计方法

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作者 华惊宇 杨乐 +2 位作者 闻建刚 邹园萍 盛斌 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第10期3793-3803,共11页

通用滤波多载波(UFMC)通过在正交频分复用(OFDM)技术中引入原型滤波器实现更优的载波间干扰(ICI)抑制能力,成为未来无线通信的重要波形。研究聚焦于UFMC系统在载波频率偏移(CFO)影响下进一步强化ICI抑制能力。该文首先研究了存在CFO时,U... 通用滤波多载波(UFMC)通过在正交频分复用(OFDM)技术中引入原型滤波器实现更优的载波间干扰(ICI)抑制能力,成为未来无线通信的重要波形。研究聚焦于UFMC系统在载波频率偏移(CFO)影响下进一步强化ICI抑制能力。该文首先研究了存在CFO时,UFMC系统的信号与干扰噪声比(SINR)表达式,其次构建了一个以最小化平均误码率(SER)为目标的滤波器优化设计模型。通过采用连续凸近似(SCA)处理,对原始非凸非线性问题进行了转换,并提出了一种原型滤波器最优设计方法。仿真结果表明,该文设计的最优原型滤波器在SER性能上优于过去推荐的切比雪夫(DC)滤波器,具有较强的抗干扰能力。对于UFMC在ICI严重场景中应用具有重要价值。 展开更多

关键词 通用滤波多载波 载波频率偏移 滤波器设计 连续凸近似 误码率

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低轨卫星通感一体化系统中的隐蔽通信传输方案

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作者 朱政宇 欧阳泽彬 +4 位作者 潘高峰 王帅 孙钢灿 楚征 郝凤宇 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第10期3538-3548,共11页

该文考虑一种低轨(LEO)卫星通感一体化系统中的隐蔽通信传输方案,在确保系统的感知性能不低于预设阈值的同时,利用雷达波束干扰监听者,提高卫星通信的隐蔽性。首先,提出了LEO卫星通感一体化系统的系统模型,分析了系统中的隐蔽性约束。其... 该文考虑一种低轨(LEO)卫星通感一体化系统中的隐蔽通信传输方案,在确保系统的感知性能不低于预设阈值的同时,利用雷达波束干扰监听者,提高卫星通信的隐蔽性。首先,提出了LEO卫星通感一体化系统的系统模型,分析了系统中的隐蔽性约束。其次,在此基础之上,构建了以最大化多用户隐蔽通信速率总和为目标函数,以卫星功率上限、雷达功率上限、感知性能下限和隐蔽性要求为约束的优化问题。该优化问题非凸且变量耦合严重,无法直接求解,可以采用交替优化算法和连续凸近似(SCA)算法等方式对原问题进行转换和迭代求解。最后仿真结果表明,与无雷达波束干扰的卫星隐蔽通信系统相比,所提出的有雷达波束干扰的系统能够有效降低监听者的检测性能,从而提高通信的隐蔽性和速率。 展开更多

关键词 卫星通信 通感一体化 隐蔽通信 连续凸近似(sca)

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协作速率分割多址接入辅助的多站通感一体化波束赋形设计

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作者 李若光 王琰 +1 位作者 陈颖玚 韩光洁 《电子学报》 北大核心 2025年第5期1491-1499,共9页

本文提出了一种协作速率分割多址接入(Coordinated Rate-Splitting Multiple Access,CoRSMA)辅助的多站通信感知一体化(Integrated Sensing And Communication,ISAC)波束优化方案,以更为灵活地实现定制化的通信和感知业务.本文建立了各... 本文提出了一种协作速率分割多址接入(Coordinated Rate-Splitting Multiple Access,CoRSMA)辅助的多站通信感知一体化(Integrated Sensing And Communication,ISAC)波束优化方案,以更为灵活地实现定制化的通信和感知业务.本文建立了各基站(Base Station,BS)公有流和私有流的接收信号模型,以及感知回波信号模型,分析波束赋形向量与通信速率和感知信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)之间的关系.在保证特定区域感知性能的条件下,以最大化最差情况下用户设备(User Equipment,UE)的通信和速率为优化目标,对所有BS的波束赋形向量进行联合优化.为了有效求解所构建的优化问题,通过引入辅助变量,并结合连续凸逼近(Successive Convex Approximation,SCA)方法对原始优化问题的非凸目标和约束进行松弛转换,进一步利用半正定规划(Semi-Definite Programming,SDP)技术得到最优波束赋形.仿真结果显示,所提出的CoRSMA-ISAC系统在通信和感知性能上均优于基于空分多址接入(Spatial Divi-sion Multiple Access,SDMA)与非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)辅助的ISAC系统. 展开更多

关键词 通信感知一体化(ISAC) 速率分割多址接入(RSMA) 多站 波束赋形优化 非凸优化 连续凸逼近(sca) 半正定规划(SDP)

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基于广义互模糊函数的MIMO雷达发射序列集与接收滤波器组联合设计

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作者 文才 文淑 +2 位作者 张翔 肖浩 李章平 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第5期1505-1516,共12页

具有良好相关特性的正交波形集可以提高多输入多输出(MIMO)雷达系统的目标检测性能和抗干扰能力。为此,该文提出主瓣增益和动态范围约束下最小化广义互模糊函数积分旁瓣(ISL)的发射序列集和接收滤波器组联合设计方法。该方法采用最大块... 具有良好相关特性的正交波形集可以提高多输入多输出(MIMO)雷达系统的目标检测性能和抗干扰能力。为此,该文提出主瓣增益和动态范围约束下最小化广义互模糊函数积分旁瓣(ISL)的发射序列集和接收滤波器组联合设计方法。该方法采用最大块改进算法(MBI)将非凸优化问题分解为多个子问题,再利用连续凸近似方法(SCA)迭代求解子问题。为了进一步降低运算量,该文还提出了具有并行实现潜力的交替方向惩罚法(ADPM)求解SCA的子问题。最后,通过仿真实验从收敛速度、积分旁瓣电平等方面验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 广义互模糊函数 积分旁瓣电平 最大块改进 连续凸近似 交替方向惩罚法

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有限码长域下针对多用户大规模MIMO系统速率优化的高效功率分配算法

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作者 胡钰林 肖志成 徐浩 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第1期35-47,共13页

第六代(6G)移动通信网络需要为大规模节点提供高可靠低时延通信(URLLC)服务。为此,该文针对多用户大规模多输入多输出(MIMO)技术辅助的URLLC下行通信场景,基于有限码长(FBL)域理论表征系统性能,以用户速率公平性为目标,提出一种高效的... 第六代(6G)移动通信网络需要为大规模节点提供高可靠低时延通信(URLLC)服务。为此,该文针对多用户大规模多输入多输出(MIMO)技术辅助的URLLC下行通信场景,基于有限码长(FBL)域理论表征系统性能,以用户速率公平性为目标,提出一种高效的功率分配算法。具体而言,该文首先针对传统MIMO中基于全局奇异值分解(SVD)的线性预编码方案复杂度高、不能兼顾用户公平性等问题,设计基于局部SVD的预编码方案,以相对较低的复杂度实现对MIMO用户间干扰和用户内干扰的有效抑制。其次,该文以功率分配因子为优化变量、以最大化最小用户速率(MMR)为目标构建优化问题。为解决所构建的高维变量耦合非凸问题,该文通过引入辅助变量、分段McCormick包络将目标函数中香农容量相关项凸松弛处理,实现MMR问题重构。进而该文提出基于连续凸近似(SCA)的优化算法有效求解MMR问题。仿真结果验证了所提优化算法的收敛性与准确性,同时也表明所提优化方案相比于现有方案在系统MMR性能和鲁棒性上均具有优势。 展开更多

关键词 超可靠低时延通信(URLLC) 多用户MIMO 有限码长(FBL) 连续凸近似(sca)

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含参集值向量均衡问题有效解下半连续的最优条件

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作者 张传美 孟旭东 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2020年第5期1142-1148,共7页

在实Hausdorff拓扑向量空间中,讨论含参集值向量均衡问题有效解下半连续的最优条件.首先,给出含参集值向量均衡问题的弱有效解、Henig有效解、Global有效解、超有效解和f-有效解的概念.其次,在近似锥-次类凸的基础上,借助f-有效解的形式... 在实Hausdorff拓扑向量空间中,讨论含参集值向量均衡问题有效解下半连续的最优条件.首先,给出含参集值向量均衡问题的弱有效解、Henig有效解、Global有效解、超有效解和f-有效解的概念.其次,在近似锥-次类凸的基础上,借助f-有效解的形式,用凸集分离定理给出弱有效解、Henig有效解、Global有效解和超有效解的标量化结果.最后,在集值映射弱f-性的条件下,建立含参集值向量均衡问题有效解下半连续的最优性定理. 展开更多

关键词 有效解 下半连续 最优性 近似锥-次类凸集值映射 含参集值向量 均衡问题

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智能反射面辅助认知无人机网络的鲁棒安全通信方法 被引量：1

7

作者 李安 郭涛 +1 位作者 黎豪 洪升 《东北大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期1717-1725,共9页

针对认知无人机网络中,作为次用户发射机的无人机难以准确获取窃听信道的信道状态信息而使次级系统安全性能下降的难题,提出一种利用智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助无人机认知通信增强次用户安全传输性能的鲁棒方... 针对认知无人机网络中,作为次用户发射机的无人机难以准确获取窃听信道的信道状态信息而使次级系统安全性能下降的难题,提出一种利用智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助无人机认知通信增强次用户安全传输性能的鲁棒方法 .在满足主用户干扰温度约束的条件下,建立确定性模型描述窃听信道的信道状态信息(channel state information,CSI)的不确定性,联合优化智能反射面的相移矩阵、无人机的飞行轨迹和发射功率,最大化次用户的最差平均保密速率.并针对该优化问题的非凸性,基于交替优化、连续凸近似、S-Procedure和半定松弛方法,提出了一个有效的三阶段迭代算法.实验结果表明,相比于非鲁棒方案,所提出的鲁棒方案可以显著提升次用户的安全传输性能. 展开更多

关键词 认知无人机网络 安全通信 智能反射面 交替优化 连续凸近似

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全双工辅助的无人机上行通信抗窃听物理层安全技术研究 被引量：3

8

作者 曹建勋 王谋业 +2 位作者 杨胜辉 黄耀森 吴思凡 《现代电子技术》 北大核心 2024年第9期21-28,共8页

针对无人机上行通信链路的窃听攻击,提出一种全双工协同干扰的安全传输策略。方案利用收发双方在数据传输不同阶段的信息差异以及掌握的先验信息特征,向待传输信号注入人工噪声信号,从而使窃听链路形成干扰受限系统。在发射功率、无人... 针对无人机上行通信链路的窃听攻击,提出一种全双工协同干扰的安全传输策略。方案利用收发双方在数据传输不同阶段的信息差异以及掌握的先验信息特征,向待传输信号注入人工噪声信号,从而使窃听链路形成干扰受限系统。在发射功率、无人机的机动性等约束条件下,建立最大化系统保密速率的联合优化问题,基于交替优化方法和连续凸近似技术将非凸问题转化为两个子问题,并设计了一种迭代优化算法进行求解。仿真结果表明,所提安全传输方案与其他参照方案相比,能够显著提高全双工无人机中继通信系统的保密速率,表现出更好的性能。 展开更多

关键词 无人机通信 物理层安全 全双工 人工噪声 通信抗窃听 连续凸近似

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基于干扰辅助下的多监听器COMP联合监听技术

9

作者 廖嘉诚 朱丰超 胡国杰 《现代电子技术》 北大核心 2024年第9期5-10,共6页

在无线通信领域,COMP联合通信因其能够显著增强信号质量被广泛运用。考虑利用COMP技术提升物理层信息监听性能,文中采取多个合法监听器对多个正交的可疑通信对进行联合监听,并进一步利用无人机对这些可疑通信对实施干扰,旨在联合优化无... 在无线通信领域,COMP联合通信因其能够显著增强信号质量被广泛运用。考虑利用COMP技术提升物理层信息监听性能,文中采取多个合法监听器对多个正交的可疑通信对进行联合监听,并进一步利用无人机对这些可疑通信对实施干扰,旨在联合优化无人机的位置以及干扰功率分配,以最大化多个可疑通信对的最小监听成功概率。文中使用蒙特卡罗法验证了COMP信噪比的累积分布函数(CDF)近似值和精确值,鉴于提出的优化问题高度非凸,采用连续凸近似和块坐标下降算法对无人机的位置和干扰功率分配进行交替优化,以获取局部最优解。仿真结果表明,相较于其他方案,所提出的方案能够显著提升系统最小监听成功概率。 展开更多

关键词 联合监听 无人机 干扰功率分配 监听成功概率 连续凸近似 块坐标下降法

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基于最小能耗的多无人机无线网络安全数据卸载策略 被引量：19

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作者 崔高峰 徐媛媛 +1 位作者 张尚宏 王卫东 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期51-62,共12页

为了解决地面用户向多无人机边缘计算网络卸载数据时存在的地面被动窃听问题,提出了一种通过联合优化用户匹配和资源分配使系统能耗最小化的安全数据卸载策略。考虑了系统时延、通信资源、计算资源的限制,采用保密中断概率对数据卸载过... 为了解决地面用户向多无人机边缘计算网络卸载数据时存在的地面被动窃听问题,提出了一种通过联合优化用户匹配和资源分配使系统能耗最小化的安全数据卸载策略。考虑了系统时延、通信资源、计算资源的限制,采用保密中断概率对数据卸载过程的安全性能进行约束。利用块坐标下降和连续凸近似算法联合优化用户发送功率、卸载因子、无人机计算资源分配、干扰功率,并基于成对稳定的用户匹配算法最小化无人机系统总能耗。仿真数据表明,该算法可以实现数据的安全卸载,并且在能耗、时延等性能上优于传统策略。 展开更多

关键词 物理层安全 边缘计算 安全数据卸载 连续凸近似 成对稳定

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异构无线网络干扰效率最大顽健资源分配算法 被引量：3

11

作者 徐勇军 李国权 +1 位作者 陈前斌 林金朝 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期545-553,共9页

针对能效提升、宏用户干扰减小的问题,该文研究了基于干扰效率最大的异构无线网络顽健资源分配算法.首先,考虑宏用户干扰约束、微蜂窝用户速率需求约束和最大发射功率约束,将资源优化问题建模为多变量非线性规划问题.其次,考虑有界信道... 针对能效提升、宏用户干扰减小的问题,该文研究了基于干扰效率最大的异构无线网络顽健资源分配算法.首先,考虑宏用户干扰约束、微蜂窝用户速率需求约束和最大发射功率约束,将资源优化问题建模为多变量非线性规划问题.其次,考虑有界信道不确定性模型,利用Dinkelbach辅助变量方法和连续凸近似方法结合对数变换方法,将原分式规划顽健资源分配问题转换为等价的确定性凸优化问题,并利用拉格朗日对偶算法获得解析解.理论分析了计算复杂度和参数不确定性对性能的影响.仿真结果表明该算法具有较好的干扰效率和鲁棒性. 展开更多

关键词 异构无线网络 干扰效率 顽健资源分配 连续凸近似

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全双工无人机中继的资源优化方法设计 被引量：1

12

作者 唐菁敏 王炳文 +1 位作者 黄嘉琪 宋耀莲 《现代电子技术》 2023年第17期6-12,共7页

为了解决城市场景中用户之间存在遮挡不能直接通信的问题,同时为了提高用户之间的传输速率,提出一种基于全双工无人机(UAV)中继辅助用户之间通信的联合资源优化算法。所提算法在满足用户调度、无人机飞行轨迹和无人机总功率等约束条件下... 为了解决城市场景中用户之间存在遮挡不能直接通信的问题,同时为了提高用户之间的传输速率,提出一种基于全双工无人机(UAV)中继辅助用户之间通信的联合资源优化算法。所提算法在满足用户调度、无人机飞行轨迹和无人机总功率等约束条件下,建立一个以最大化最小用户平均速率的优化问题。该问题是一个复杂的非凸优化问题,为了解决该问题,通过块坐标下降法(BCD)将此问题转化为3个非凸子问题,对于用户调度子问题,通过引入松弛变量将其转变为线性规划问题进行解决;无人机飞行轨迹子问题通过一阶泰勒展开和连续凸近似(SCA)方法对其进行转换求解;对于无人机总功率子问题,通过引入松弛变量和一阶泰勒展开等方法对其转化求解。仿真结果表明,所提算法在总功率受限的情况下,能够有效提高系统中最小用户平均速率,并且具有良好的收敛性。 展开更多

关键词 全双工 无人机中继 用户调度 轨迹优化 功率分配 资源分配 块坐标下降 连续凸近似

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密集异构网络中D2D通信的多对多资源共享 被引量：4

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作者 李文丽 覃锡忠 +2 位作者 贾振红 毕杰 李少华 《计算机工程与设计》 北大核心 2021年第6期1517-1525,共9页

为解决高接入量、高数据速率需求下的频谱资源短缺问题,将D2D通信技术引入蜂窝网络,研究密集异构网络中D2D通信的多对多资源分配与功率控制问题。多对多频谱共享将显著提高频谱效率,但在密集场景下会产生干扰累积问题。针对干扰累积问题... 为解决高接入量、高数据速率需求下的频谱资源短缺问题,将D2D通信技术引入蜂窝网络,研究密集异构网络中D2D通信的多对多资源分配与功率控制问题。多对多频谱共享将显著提高频谱效率,但在密集场景下会产生干扰累积问题。针对干扰累积问题,提出基于集合划分的多对多资源共享方案,提高D2D用户接入率以及最大化系统吞吐量;设计基于连续凸逼近的功率优化算法,降低主次用户间的干扰,提高D2D用户的稳定性。将仿真结果与其它算法进行比较,验证了该算法可有效控制干扰,显著提高系统吞吐量和D2D用户接入率。 展开更多

关键词 D2D通信 多对多 资源分配 功率控制 集合划分 连续凸逼近(sca)

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小批量随机块坐标下降算法 被引量：1

14

作者 胡佳 郭田德 韩丛英 《运筹学学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期1-22,共22页

针对机器学习中广泛存在的一类问题:结构化随机优化问题(其中“结构化”是指问题的可行域具有块状结构,且目标函数的非光滑正则化部分在变量块之间是可分离的),我们研究了小批量随机块坐标下降算法(mSBD)。按照求解非复合问题和复合问... 针对机器学习中广泛存在的一类问题:结构化随机优化问题(其中“结构化”是指问题的可行域具有块状结构,且目标函数的非光滑正则化部分在变量块之间是可分离的),我们研究了小批量随机块坐标下降算法(mSBD)。按照求解非复合问题和复合问题分别给出了基本的mSBD和它的变体,对于非复合问题,分析了算法在没有一致有界梯度方差假设情况下的收敛性质。而对于复合问题,在不需要通常的Lipschitz梯度连续性假设条件下得到了算法的收敛性。最后通过数值实验验证了mSBD的有效性。 展开更多

关键词 块坐标下降 随机近似 随机(复合)优化 H?lder连续 非光滑 非凸优化

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去蜂窝大规模MIMO-NOMA系统能效优化算法 被引量：5

15

作者 丁青锋 李怡浩 徐梦引 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2020-2029,共10页

针对去蜂窝大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统能耗较大的问题,提出一种兼顾功率消耗和用户服务质量的能效优化算法.首先建立下行链路总能效最大化的资... 针对去蜂窝大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统能耗较大的问题,提出一种兼顾功率消耗和用户服务质量的能效优化算法.首先建立下行链路总能效最大化的资源分配模型,将该非凸能效优化问题分解为用户分组和功率分配两个子问题,然后利用统计学理论提出最大化信道增益差与最小化信道相关度的用户分组算法.基于分组结果,利用连续凸近似法将原非凸功率分配子问题转化为凸优化问题,求解得到最优的功率分配因子.仿真结果表明,与传统的正交多址接入系统相比,应用所提算法的NOMA系统可以获得更高的能效性能和用户吞吐量性能,同时有效提升用户公平性. 展开更多

关键词 非正交多址接入 用户分组 功率控制 连续凸近似

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LTE系统多小区上行联合功控算法 被引量：1

16

作者 张柔佳 占庆祥 +1 位作者 朱宇航 谭国平 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第1期33-38,共6页

针对传统的小区内开环功率控制算法通常以提升本小区的吞吐量性能为目标,忽略了当前小区用户对邻小区用户同频干扰的问题,为提升边缘用户性能的同时兼顾系统整体性能,提出了一种LTE系统小区间上行联合功率控制(UJPC)算法。该算法采用单... 针对传统的小区内开环功率控制算法通常以提升本小区的吞吐量性能为目标,忽略了当前小区用户对邻小区用户同频干扰的问题,为提升边缘用户性能的同时兼顾系统整体性能,提出了一种LTE系统小区间上行联合功率控制(UJPC)算法。该算法采用单基站三扇区为系统模型,以最优化系统吞吐量比例公平函数为目标,首先根据最小信干噪比(SINR)约束值和用户最大发射功率这两个约束条件得到相应的数学优化模型,然后采用连续凸近似的方法求解优化问题得出各个基站所管辖的小区内所有用户的最优发射功率。仿真结果表明,与基准的开环功控方案相比,联合功控方案在保证系统平均频谱利用率的情况下能够较大幅度地提高小区边缘频谱利用率,其最佳性能增益能达到50%。 展开更多

关键词 长期演进 上行链路 小区间干扰 联合功率控制 最小信干噪比 连续凸近似

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