在雷达通信一体化领域,设计出既能实现雷达探测功能又能实现通信信息传输功能的同波形信号是至关重要的一个环节。针对在雷达信号脉冲内对通信信息调制后自相关性能低的问题,提出一种高频带利用率以及低自相关旁瓣的基于非线性调频(NLFM...在雷达通信一体化领域,设计出既能实现雷达探测功能又能实现通信信息传输功能的同波形信号是至关重要的一个环节。针对在雷达信号脉冲内对通信信息调制后自相关性能低的问题,提出一种高频带利用率以及低自相关旁瓣的基于非线性调频(NLFM)信号的雷达通信一体化信号形式。将NLFM信号作为16阶正交幅度调制(16QAM)信号的载波,建立NLFM-16QAM雷达通信一体化信号模型,分析该信号的模糊函数以及相关的雷达与通信性能。在此基础上,针对所提出的NLFM-16QAM信号因其通信基带信号的随机性使雷达功能受到影响,从而降低了运动目标探测性能这一问题,将一体化系统的接收端作出改进,提出小波包降噪联合自然梯度算法对NLFM-16QAM信号进行接收处理。仿真结果表明,所提信号的频带利用率明显高于低阶调制的雷达通信一体化信号的频带利用率,在自相关性能方面,所提信号比16QAM-LFM信号的积分旁瓣比降低了23.07 d B,峰值旁瓣比降低了26.08 d B,NLFM-16QAM信号在经过改进接收端的联合算法处理后,运动目标的检测结果获得显著改善。展开更多
针对多用户多目标通感服务的全空间覆盖问题,研究了有源同时传输和反射可重构智能表面(Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,STAR-RIS)辅助的通信感知一体化(Integrated Sensing and Commun...针对多用户多目标通感服务的全空间覆盖问题,研究了有源同时传输和反射可重构智能表面(Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,STAR-RIS)辅助的通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)系统。不同于已有研究工作,本方案建模优化了有源STAR-RIS的幅度参数。在满足各通信用户的信干噪比、各感知目标的照射波束增益以及有源STAR-RIS的硬件约束等条件下,以系统总功率最小化为准则,建模ISAC基站发射波束赋形矢量和有源STAR-RIS相移/幅度等关键参数的联合优化设计问题。为快速解决该复杂的非凸联合优化设计问题,首先将其分解为ISAC基站发射波束赋形设计、有源STAR-RIS元件相移参数设计和幅度参数优化这3个子问题,然后采取块坐标下降策略,迭代求解获取最优解。仿真结果显示,相比于已有方案,本方案提出的联合优化设计算法有效降低了系统总功率30%,能取得复杂度和通信感知性能的良好折中。展开更多
新型电力系统中“源-网-荷-储”协同控制具有大规模节点接入、双向可靠和广域低时延的信息传输需求,是5G通信重要垂直应用场景。然而,现有民用5G通信无法完全满足电力业务互动控制对高可靠和低时延的信息传输需求。该文在5G标准基础上,...新型电力系统中“源-网-荷-储”协同控制具有大规模节点接入、双向可靠和广域低时延的信息传输需求,是5G通信重要垂直应用场景。然而,现有民用5G通信无法完全满足电力业务互动控制对高可靠和低时延的信息传输需求。该文在5G标准基础上,将子载波跳频技术(frequency hopping,FH)应用于可配置正交频分复用(orthogonal frequency division multiplex,OFDM)系统中,形成OFDM/FH传输新体制,为新型电力系统提供多业务接入和高可靠的信号传输方案;同时,考虑控制业务短包和突发特性,将OFDM/FH信号传输与5G/6G微时隙(mini-slot)调度策略融合,以mini-slot为基本单位的资源调度和重传机制能有效降低时延。随后,通过理论分析,揭示该电力物联网(Internet-of-things,IoT)通信系统传输可靠性与重传时延的内在折中关系。通过对无线通信物理层信号处理和媒介接入层时隙调度联合设计,该文提出的基于mini-slot调度架构OFDM/FH的电力物联网5G/6G通信方案,可支持“源-网-荷-储”多业务泛在接入、高达99.999%传输可靠性和毫秒级低时延要求,实现了5G/6G高可靠低时延通信(ultrareliability and low-latency communications,uRLLC)与泛在电力控制业务的深度融合。展开更多
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
文摘在雷达通信一体化领域,设计出既能实现雷达探测功能又能实现通信信息传输功能的同波形信号是至关重要的一个环节。针对在雷达信号脉冲内对通信信息调制后自相关性能低的问题,提出一种高频带利用率以及低自相关旁瓣的基于非线性调频(NLFM)信号的雷达通信一体化信号形式。将NLFM信号作为16阶正交幅度调制(16QAM)信号的载波,建立NLFM-16QAM雷达通信一体化信号模型,分析该信号的模糊函数以及相关的雷达与通信性能。在此基础上,针对所提出的NLFM-16QAM信号因其通信基带信号的随机性使雷达功能受到影响,从而降低了运动目标探测性能这一问题,将一体化系统的接收端作出改进,提出小波包降噪联合自然梯度算法对NLFM-16QAM信号进行接收处理。仿真结果表明,所提信号的频带利用率明显高于低阶调制的雷达通信一体化信号的频带利用率,在自相关性能方面,所提信号比16QAM-LFM信号的积分旁瓣比降低了23.07 d B,峰值旁瓣比降低了26.08 d B,NLFM-16QAM信号在经过改进接收端的联合算法处理后,运动目标的检测结果获得显著改善。
文摘针对多用户多目标通感服务的全空间覆盖问题,研究了有源同时传输和反射可重构智能表面(Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,STAR-RIS)辅助的通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)系统。不同于已有研究工作,本方案建模优化了有源STAR-RIS的幅度参数。在满足各通信用户的信干噪比、各感知目标的照射波束增益以及有源STAR-RIS的硬件约束等条件下,以系统总功率最小化为准则,建模ISAC基站发射波束赋形矢量和有源STAR-RIS相移/幅度等关键参数的联合优化设计问题。为快速解决该复杂的非凸联合优化设计问题,首先将其分解为ISAC基站发射波束赋形设计、有源STAR-RIS元件相移参数设计和幅度参数优化这3个子问题,然后采取块坐标下降策略,迭代求解获取最优解。仿真结果显示,相比于已有方案,本方案提出的联合优化设计算法有效降低了系统总功率30%,能取得复杂度和通信感知性能的良好折中。
文摘新型电力系统中“源-网-荷-储”协同控制具有大规模节点接入、双向可靠和广域低时延的信息传输需求,是5G通信重要垂直应用场景。然而,现有民用5G通信无法完全满足电力业务互动控制对高可靠和低时延的信息传输需求。该文在5G标准基础上,将子载波跳频技术(frequency hopping,FH)应用于可配置正交频分复用(orthogonal frequency division multiplex,OFDM)系统中,形成OFDM/FH传输新体制,为新型电力系统提供多业务接入和高可靠的信号传输方案;同时,考虑控制业务短包和突发特性,将OFDM/FH信号传输与5G/6G微时隙(mini-slot)调度策略融合,以mini-slot为基本单位的资源调度和重传机制能有效降低时延。随后,通过理论分析,揭示该电力物联网(Internet-of-things,IoT)通信系统传输可靠性与重传时延的内在折中关系。通过对无线通信物理层信号处理和媒介接入层时隙调度联合设计,该文提出的基于mini-slot调度架构OFDM/FH的电力物联网5G/6G通信方案,可支持“源-网-荷-储”多业务泛在接入、高达99.999%传输可靠性和毫秒级低时延要求,实现了5G/6G高可靠低时延通信(ultrareliability and low-latency communications,uRLLC)与泛在电力控制业务的深度融合。
文摘通信感知一体化(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。
