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智能反射面辅助的星地认知网络多播传输鲁棒优化设计
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作者 马彪 赵柏 +2 位作者 季铭仪 丁昌峰 林敏 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2024年第5期1251-1259,共9页
针对智能反射面(Intelligent reflecting surface,IRS)辅助的星地认知网络(Cognitive satellite and terrestrial networks,CSTN),提出了一种基于用户非完美信道状态信息的鲁棒多播传输算法,进一步提高了系统频谱效率。卫星采用多播技... 针对智能反射面(Intelligent reflecting surface,IRS)辅助的星地认知网络(Cognitive satellite and terrestrial networks,CSTN),提出了一种基于用户非完美信道状态信息的鲁棒多播传输算法,进一步提高了系统频谱效率。卫星采用多播技术服务多个主用户,同时共享频谱资源的地面基站(Base station,BS)通过空分多址和智能反射面分别服务直达用户和遮挡用户。然后,以地面网络发射功率最小化为优化目标,同时将地面用户的中断概率和主用户所受的最大干扰功率作为约束条件,提出联合优化问题。针对此非凸问题,首先借助指数分布的累积分布函数将非凸的中断概率约束转化为可解形式。接着,提出了一种结合交替优化与半正定松弛的鲁棒波束成形算法,以获得较优性能的解。计算机仿真结果证明了所提算法的鲁棒性和优越性。 展开更多
关键词 星地认知网络 智能反射面 多播传输 鲁棒波束成形 中断约束
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基于非正交多址接入的星空地多用户认知网络性能研究
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作者 刘瑞 郭克锋 +2 位作者 朱诗兵 李长青 李可盈 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2488-2496,共9页
卫星通信(SatCom)因其强大的生存能力和无缝覆盖的独特优势,能够弥补地面通信网络受地形限制、覆盖范围小等短板,在当前和未来的无线通信系统中具有重要的地位。此外,空中辅助通信由于其在星地网中的灵活性和可扩展性,具有很高的研究价... 卫星通信(SatCom)因其强大的生存能力和无缝覆盖的独特优势,能够弥补地面通信网络受地形限制、覆盖范围小等短板,在当前和未来的无线通信系统中具有重要的地位。此外,空中辅助通信由于其在星地网中的灵活性和可扩展性,具有很高的研究价值。为克服星空地网络(ISATN)中频谱短缺问题,认知无线电(CR)和非正交多址接入(NOMA)被用于提高频谱利用率和传输性能。因此,该文研究了基于NOMA的星空地认知网络(CISATN)的性能,考虑多用户场景,分别得到了主网络和次级网络的中断概率(OP)的准确表达式和高信噪比下的渐进表达式,并给出了这两个网络的分集增益。最后,通过蒙特卡罗仿真验证了理论推导的正确性,并分析了关键变量对系统指标的影响。 展开更多
关键词 星空地网络 认知无线电 非正交多址接入 中断性能
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基于业务优先级的认知卫星网络频谱分配方法 被引量:11
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作者 贾敏 敬晓晔 +3 位作者 刘晓锋 刘枫 郭庆 顾学迈 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期140-148,共9页
将认知无线电中的频谱分配技术应用到星地一体化网络中,能够实现卫星与地面通信网络的频谱共享,提高卫星通信系统的频谱利用率。首先,建立一种星地一体化频谱资源共享模型,分析认知卫星下行链路使用地面网络空闲频谱的场景。然后,对干... 将认知无线电中的频谱分配技术应用到星地一体化网络中,能够实现卫星与地面通信网络的频谱共享,提高卫星通信系统的频谱利用率。首先,建立一种星地一体化频谱资源共享模型,分析认知卫星下行链路使用地面网络空闲频谱的场景。然后,对干扰模型和信号模型进行推导及分析。最后,考虑卫星地面终端的不同优先级类型,提出一种基于优先级的频谱分配方案,在保证下行卫星通信总吞吐量的同时,增加高优先级地面终端的吞吐量。 展开更多
关键词 星地一体化 频谱分配 优先级 认知无线电
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基于DBF的星—地异构共存认知MIMO系统的干扰减缓 被引量:2
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作者 廖勇 王韬 +2 位作者 陈欢 周昕 李瑜锋 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期42-49,共8页
针对星—地网络和地面无线网络共存现象逐渐增多和共存干扰日益严重的问题,分析了一种地球同步轨道(GEO,geosynchronous earth orbit)星—地网络和地面4G移动通信网络异构共存的典型场景,提出了一种地面次用户卫星地面站对地面主用户多... 针对星—地网络和地面无线网络共存现象逐渐增多和共存干扰日益严重的问题,分析了一种地球同步轨道(GEO,geosynchronous earth orbit)星—地网络和地面4G移动通信网络异构共存的典型场景,提出了一种地面次用户卫星地面站对地面主用户多入多出(MIMO,multiple input multiple output)4G基站干扰的异构多用户认知系统模型,并推导了其通用信号处理过程。同时,在4G基站系统内采用数字波束形成(DBF,digital beam forming)技术最小化多天线多用户的认知干扰,设计了一种基于固定方位干扰的最优波束权重(OBW-FAI,optimal beam weight based on fixed azimuth interference)抗干扰算法,权重向量只与干扰源方位有关,不需要实时和重复计算,计算量小。最后,数值仿真结果验证了所提系统和算法可以一定程度地改善星—地网络和地面无线网络异构共存的干扰。 展开更多
关键词 星-地异构共存 认知网络 多用户多入多出 数字波束形成 干扰减缓
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IRS辅助的星地融合认知网络中断性能分析 被引量:1
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作者 林敏 郭怀波 +3 位作者 刘笑宇 韩略 谈苗苗 杨绿溪 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期64-75,共12页
分析了智能反射面(IRS)辅助的星地融合认知网络系统的中断性能。首先,针对卫星采用点波束技术服务地球站,而基站通过智能反射面扩大通信范围,并采用非正交多址接入(NOMA)技术服务多用户场景,在系统采用认知无线电技术来实现卫星主网络... 分析了智能反射面(IRS)辅助的星地融合认知网络系统的中断性能。首先,针对卫星采用点波束技术服务地球站,而基站通过智能反射面扩大通信范围,并采用非正交多址接入(NOMA)技术服务多用户场景,在系统采用认知无线电技术来实现卫星主网络与地面次级网络之间频谱共享的情况下,建立以地面用户平均信干噪比最大化为目标的优化问题;其次,基于角度域的信道状态信息提出了一种低复杂度的IRS相移设计方案,从而得到智能反射面相移矩阵;接着,分别推导出地面用户在固定和移动2种情况下的中断概率闭合表达式。为了进一步分析系统性能,推导了高信噪比条件下系统的中断概率近似表达式。最后,计算机仿真验证了中断概率表达式的正确性,并分析了主要参数对系统性能的影响。 展开更多
关键词 星地融合认知网络 非正交多址接入 智能反射面 中断概率
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基于GRU机器学习的天地融合网络频谱感知技术研究 被引量:2
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作者 罗志勇 王西提 +1 位作者 辛宁 孙韶辉 《无线电通信技术》 2021年第5期627-632,共6页
认知无线电在天地融合网络频率规划和抗干扰通信方面应用前景广阔,基于机器学习的频谱感知技术近年来得到了较多的研究,其中基于长短时记忆(Long Short⁃term Memory,LSTM)神经网络的频谱感知算法具有较高的感知性能表现,但该算法资源开... 认知无线电在天地融合网络频率规划和抗干扰通信方面应用前景广阔,基于机器学习的频谱感知技术近年来得到了较多的研究,其中基于长短时记忆(Long Short⁃term Memory,LSTM)神经网络的频谱感知算法具有较高的感知性能表现,但该算法资源开销较大。现有基于均值辅助的改进算法需要依赖过高的采样速率,在天地融合场景中信道带宽宽的情形下难以达到较高性能。针对上述问题,考虑计算的实时性及适应天地融合网络高频率宽带情况下的信号估计,提出了一种基于门控循环单元的频谱感知算法,将待感知频道的采样序列输入训练好的神经网络模型得到感知结果,并进行仿真验证,实验表明所提算法能够在保证感知性能的情况下有效降低计算复杂度,减少计算时间,降低资源开销。 展开更多
关键词 认知无线电 频谱感知 天地融合网络 机器学习 门控循环单元
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基于非正交多址接入的认知星地融合中继网络性能分析 被引量:5
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作者 刘瑞 郭克锋 +2 位作者 郭蕴欣 帅海峰 安康 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期83-89,共7页
为了提高星地融合网络(Integrated satellite-terrestrial relay network,ISTRN)的频谱利用率,本文在存在多个主用户(Primary users,PUs)的频谱共享环境中,研究了基于非正交多址接入(Non-othogonal multiple access,NOMA)的星地融合中... 为了提高星地融合网络(Integrated satellite-terrestrial relay network,ISTRN)的频谱利用率,本文在存在多个主用户(Primary users,PUs)的频谱共享环境中,研究了基于非正交多址接入(Non-othogonal multiple access,NOMA)的星地融合中继网络的性能。推导了系统在多个相邻PUs干扰约束下的中断概率(Outage probability,OP)和遍历容量(Ergodic capacity,EC)的闭式表达式。为了进一步研究,本文还得到了高信噪比下OP的渐近解。最后,通过模拟仿真,验证了理论推导的正确性,并分析了关键参数对系统性能的影响。 展开更多
关键词 星地融合中继网络 认知无线电 非正交多址接入 中断概率
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基于无人机中继的星地认知网络波束成形算法 被引量:3
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作者 李艳丽 林志 +3 位作者 王子宁 许拔 程铭 欧阳键 《电信科学》 2021年第8期27-37,共11页
针对基于无人机中继的星地认知网络,提出了两种波束成形(beamforming,BF)算法,通过对各种干扰进行抑制,实现系统间的频谱共享。具体而言,在基于无人机中继的卫星网络作为次级网络、地面网络作为主网络的情况下,以无人机最大发射功率和... 针对基于无人机中继的星地认知网络,提出了两种波束成形(beamforming,BF)算法,通过对各种干扰进行抑制,实现系统间的频谱共享。具体而言,在基于无人机中继的卫星网络作为次级网络、地面网络作为主网络的情况下,以无人机最大发射功率和主用户所受干扰为约束条件,建立次级用户信干噪比最大化准则的优化问题;接下来在已知次级用户统计信道状态信息的条件下,提出一种基于迭代的BF算法对优化问题进行求解;更进一步,为了降低迭代算法的实现复杂度,提出了一种基于迫零的BF算法。最后,计算机仿真验证了所提两种波束成形方案的正确性与有效性。 展开更多
关键词 星地认知网络 统计信道状态信息 波束成形 迫零
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基于博弈理论的认知星地网络抗干扰信道选择方法 被引量:1
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作者 王梦阳 贾录良 +1 位作者 颜培杰 陈亚明 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期254-262,共9页
针对认知星地网络频谱稀缺、易受干扰的特点,研究了认知星地网络中的抗干扰信道选择问题。首先考虑到地面认知用户受到多方面干扰,根据用户和干扰之间的主从关系将其构造为Stackelberg博弈。同时针对用户间互扰呈现局部影响的特性,又将... 针对认知星地网络频谱稀缺、易受干扰的特点,研究了认知星地网络中的抗干扰信道选择问题。首先考虑到地面认知用户受到多方面干扰,根据用户和干扰之间的主从关系将其构造为Stackelberg博弈。同时针对用户间互扰呈现局部影响的特性,又将用户间关系构造为图博弈,并从理论上证明上述博弈均衡的存在性。然后为了获得抗干扰信道选择问题的均衡解,提出一种基于局部信息交互的分层学习算法,在该算法中,认知用户不仅考虑自身吞吐量,还考虑邻居用户的吞吐量,通过局部最优实现全局最优。经过仿真分析,从实验层面验证了所提算法的收敛性和有效性。 展开更多
关键词 认知星地网络 抗干扰 STACKELBERG博弈 图博弈 局部信息交互
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认知星地一体化网络中能效最大化的鲁棒功率控制算法 被引量:1
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作者 杜鹏飞 孙杰 漆亚江 《电讯技术》 北大核心 2019年第4期383-388,共6页
如何提高能量效率是当前认知星地一体化网络研究的热点问题之一,而功率控制是提高能量效率的重要方法。另外,在实际中,由于信道信息评估误差和反馈时延致使所获得信道增益信息是不完美的,从而使得已有基于完美信息的功率算法不能满足系... 如何提高能量效率是当前认知星地一体化网络研究的热点问题之一,而功率控制是提高能量效率的重要方法。另外,在实际中,由于信道信息评估误差和反馈时延致使所获得信道增益信息是不完美的,从而使得已有基于完美信息的功率算法不能满足系统性能。为此,针对认知星地一体化网络中无线信道信息不确定的情况,进行鲁棒功率控制算法的研究。首先,针对认知用户的瞬时信噪比和对主用户的干扰受信道衰落的影响而具有不确定性的情况,建立了最差情况下的鲁棒优化问题;其次,利用分式规划和拉格朗日对偶分解理论提出了一个低复杂度的鲁棒功率控制算法。仿真分析表明,提出的鲁棒功率控制算法不仅能够严格保证主用户的通信质量,并且与传统的非鲁棒功率控制算法相比能够提高网络能量效率。 展开更多
关键词 认知星地一体化网络 能量效率 信道不确定性 鲁棒功率控制
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