一种利用宽带大规模天线阵列空间特性的信道预测方法

    公开(公告)号:CN113067652B

    公开(公告)日:2023-02-14

    申请号:CN202110294794.7

    申请日:2021-03-19

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种利用宽带大规模天线阵列空间特性的信道预测方法,利用大规模MIMO‑OFDM系统高时延和高角度分辨能力,通过信号处理将复杂的多径信道进行解耦。接着,利用信道稀疏性,根据估计信道信噪比来筛选信道主要元素,并仅对其进行预测。本发明提出两种信道预测方法:一种综合考虑角度时延域信道响应矩阵相邻元素间相关性的空时自回归信道预测器,以及一种具备泛化能力的神经网络信道预测器,实现逐信道元素的预测。空时自回归信道预测器利用历史样本在线学习模型参数,对信道进行预测;神经网络信道预测器则通过离线训练阶段学习网络参数,在在线阶段对信道进行预测。本发明具有预测精度高、计算复杂度低、易实现等优点。

    一种基于低分辨率相移器的多波束卫星通信鲁棒混合预编码方法

    公开(公告)号:CN114978262A

    公开(公告)日:2022-08-30

    申请号:CN202210538796.0

    申请日:2022-05-17

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于低分辨率相移器的多波束卫星通信鲁棒混合预编码方法,包括:构建包含用户位置定位不确定性的多波束卫星下行信道矢量模型;获取关于信道自相关矩阵的统计信道模型;构建多波束卫星系统和速率最大化的鲁棒混合预编码优化设计问题;在部分连接结构下,分别将多波束卫星系统和速率最大化的鲁棒数字预编码和模拟预编码的优化设计问题等价转化为用户信干噪比保障和单天线功率约束下的功率最小化问题;结合对应的等价优化问题的拉格朗日函数及其KKT条件,通过迭代算法获得最优的数字预编码和模拟预编码矢量;本发明能够显著提高系统的发射功率效率,降低了硬件成本和运行成本,同时提高了系统对定位角度估计误差的鲁棒性。

    电磁辐射约束的RIS-DMA辅助多用户MIMO上行谱效优化方法

    公开(公告)号:CN114285445B

    公开(公告)日:2022-08-19

    申请号:CN202111660576.7

    申请日:2021-12-31

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种电磁辐射约束的RIS‑DMA辅助多用户MIMO上行谱效优化方法。其中,电磁辐射的度量采用比吸收率,谱效定义为系统可达遍历和速率。信号由用户发射,经过RIS反射后被基站的DMA阵列接收,RIS中各单元独立改变入射信号的相位,DMA在基站构成收发器从而处理信号。本发明利用完整或部分CSI,以交替优化为框架联合设计发射协方差矩阵、智能反射面相移矩阵和动态超表面天线权重矩阵,使得在发射信号满足功率约束和电磁辐射约束的条件下,系统的频谱效率最大化。本发明复杂度较低,在RIS‑DMA辅助多用户MIMO上行传输中主动考虑SAR约束,相较于传统的功率回退算法提升了频谱效率,同时,随着通信过程中的信道状态信息发生变化,中央控制器能够动态实施电磁辐射约束的智能反射面到动态超表面天线辅助多用户MIMO上行谱效优化方法。

    一种基于OFDM系统的低复杂度线性预编码算法

    公开(公告)号:CN114900214A

    公开(公告)日:2022-08-12

    申请号:CN202210488206.8

    申请日:2022-05-06

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于OFDM系统的线性预编码方法,采用OFDM系统对信道进行正交频分复用,将信道转换为若干窄带子信道,考虑到各个子信道在预编码矩阵求解过程中的拉格朗日算子等参数在时间与频率方向上均为慢变,仅选取部分时间与频率方向上的子载波插入导频,分别获取必要的参数。运用获取到的已知频率点的参数,通过插值算法估计其余频率的信道参数,从而直接推算出所有的预编码矩阵。线性预编码算法采用插值法对未知子载波的信道参数进行估计,降低了算法的复杂度,提高了运算效率及实用性。线性预编码算法采用的OFDM技术在对抗频率选择性衰落或窄带干扰有巨大优势。

    能效谱效联合优化的大规模MIMO多播功率分配方法

    公开(公告)号:CN111970033B

    公开(公告)日:2022-07-26

    申请号:CN202010860271.X

    申请日:2020-08-25

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种能效谱效联合优化的大规模MIMO多播功率分配方法,基站配置大规模天线阵列,通过波束赋形生成覆盖整个小区的大规模波束集合,从而与用户进行多播通信,即在相同的时频资源上同时向用户发送多播信号。通过上行链路的信道探测过程,基站获取各用户的统计信道状态信息,并利用权重因子来实施系统资源最优(即最大化能效和谱效的加权和)的多播传输功率分配。本发明实现复杂度低,能够有效对大规模MIMO多播传输的能效和谱效进行权衡以获得最大资源效率。

    一种多波束卫星的高能效智能动态波束成形方法

    公开(公告)号:CN113114343B

    公开(公告)日:2022-07-22

    申请号:CN202110387140.9

    申请日:2021-04-08

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明提出了一种适用于多波束卫星的高能效智能动态波束成形方法,用于卫星移动通信系统,首先对其能效问题建模,设计为卫星系统传输每比特信息所需的功耗最小的动态波束优化问题;再利用半正定松弛方法,并结合Minorize‑Maximization迭代算法用以解决凸规划差分问题,然后通过二次变换进一步将目标函数转化为标准凸优化问题,迭代求解,得到半正定松弛条件下的最优解。若解的秩不为一,采用高斯随机化方法进行功率再分配,最终得到满足秩一条件的动态波束成形矢量,在功率再分配的过程中,还需将目标函数利用同样的方法转化为凸优化问题求解,本发明的一种适用于多波束卫星的高能效智能动态波束成形方法,能够实现最大化系统能效,从而提升卫星多波束系统性能。

    一种基于LoS MIMO架构的低轨卫星馈电链路通信方法

    公开(公告)号:CN113037359B

    公开(公告)日:2022-07-05

    申请号:CN202110231582.4

    申请日:2021-03-02

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于LoSMIMO架构的低轨卫星馈电链路通信方法,可以在不增加系统功耗的条件下大幅提高低轨卫星星座系统馈电链路的遍历信道容量。对于在低轨卫星与地面站均配备多根天线的通信系统,本方法分别从卫星侧以及地面侧对系统的馈电链路遍历信道容量进行优化设计。在地面侧,根据地面站所在位置以及低轨卫星的运动轨迹参数等信息可计算出获得最优遍历信道容量的地面天线摆放方案。在卫星侧,根据低轨卫星的运动轨迹,本方法同时还可以计算出能够获得最优遍历信道容量的卫星姿轨调整方案。

    考虑功放非线性的低轨卫星通信双精度混合预编码方法

    公开(公告)号:CN113395105B

    公开(公告)日:2022-04-29

    申请号:CN202110669041.X

    申请日:2021-06-17

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种考虑功放非线性的低轨卫星通信双精度混合预编码方法,首先考虑卫星与用户终端的移动性以及下行链路的长传输时延,采用统计信道信息;其次考虑功放引起的信号失真,基于非线性功放模型,建立发送端输入输出关系;接着运用Dinkelbach算法和投影梯度上升法得到等效全数字预编码器;然后问题转化为最小化混合预编码器与全数字预编码器之间的欧几里得距离;同时考虑高精度移相网络的高功耗和低精度移相网络的低增益,采用双精度移相网络来实现模拟预编码器,并采用迭代更新和量化的方法联合设计双精度移相网络和混合预编码器。本方法能够缓解非线性效应对系统性能的影响,保障系统的能效,同时降低系统功耗和实现的复杂度。

    毫米波大规模MIMO智能混合波束成形设计方法

    公开(公告)号:CN113193893B

    公开(公告)日:2022-04-29

    申请号:CN202110480431.2

    申请日:2021-04-30

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种毫米波大规模MIMO智能混合波束成形设计方法,该方法构造了一个用于联合优化模拟预编码矩阵和模拟合并矩阵的深度强化学习智能体,该智能体通过与环境交互进行学习,输入信道信息以及上一时刻模拟预编码矩阵和模拟合并矩阵的相位,输出当前时刻模拟预编码矩阵和模拟合并矩阵的相位,利用信道信息、模拟预编码矩阵和模拟合并矩阵计算数字预编码矩阵,通过最小均方误差准则计算数字合并矩阵。本发明的一种毫米波大规模MIMO智能混合波束成形设计方法学习训练时间短,能够充分利用信道的空间特性,有效提升频谱效率。

    一种低轨卫星通信动态时延和多普勒模拟方法

    公开(公告)号:CN112311449B

    公开(公告)日:2022-02-01

    申请号:CN202011276417.2

    申请日:2020-11-16

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种低轨卫星通信动态时延和多普勒模拟方法,根据低轨卫星与地面终端的实时通信距离计算出动态传输时延和动态多普勒频偏,并根据低轨卫星信号传输模型设计出相对应的动态时延模拟系统。卫星端的发送信号通过该动态时延模拟系统后即可模拟得到实时动态时延场景下的地面接收信号。本发明的动态时延模拟系统中动态时延滤波器不用实时计算滤波器系数,利用Farrow结构只需输入实时时延即可更新滤波器系数,相较于其他方案结构简单,实现复杂度低,并且模拟结果精确。同时,采用升采样和降采样处理使得卫星发送信号频带处于时延滤波器良好幅频响应的工作频段,进一步降低时延模拟系统的误差。

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