电磁辐射约束的多用户上行速率分拆多址接入能效优化方法

    公开(公告)号:CN115412137B

    公开(公告)日:2024-08-23

    申请号:CN202211047607.6

    申请日:2022-08-30

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种电磁辐射约束的多用户上行速率分拆多址接入能效优化方法,在上行速率分拆多址接入传输中,每个用户的原始数据流被分成多个层,这些层以各自的功率并行且独立地传输,从而提升系统的频谱效率。基站使用串行干扰消除方法,依据一定的解码顺序对接收到的子数据流解码。还利用统计信道状态信息,联合设计各用户各层的发射协方差矩阵以及最优解码顺序,使得同一时频资源下各非正交用户在满足功率约束和电磁辐射约束的条件下,系统的能量效率最大化。本发明在多用户上行速率分拆多址接入传输设计中引入了电磁辐射约束,提高了能量效率。同时,随着统计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多用户上行速率分拆多址接入传输的能效优化方法。

    一种利用空间非平稳性的超大规模MIMO非正交导频设计方法及系统

    公开(公告)号:CN118316483A

    公开(公告)日:2024-07-09

    申请号:CN202410277556.9

    申请日:2024-03-12

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种利用空间非平稳性的超大规模MIMO非正交导频设计方法及系统。基站侧依据各用户在不同的时频资源上发送的上行探测信号,获取各用户的可见区信息以及统计信道信息;利用各用户的可见区信息以及统计信道信息,构建最小化复用同一导频的用户空间相关性之和的图最大割问题,通过优化子图的分割方式进而优化非正交导频调度方案。本发明考虑到用户与基站超大规模天线阵列间信道的空间非平稳特性,通过接收各用户发送的相互正交的探测信号,基站可获取每个用户的可见区信息及统计信道信息,并据此为每位调度用户分配非正交导频信号。相比传统正交导频训练方法,本发明能够在保障无线通信系统的信道估计性能的前提下,降低系统的导频开销。

    一种全息多用户MIMO上行通信方法与系统

    公开(公告)号:CN118282445A

    公开(公告)日:2024-07-02

    申请号:CN202410363017.7

    申请日:2024-03-28

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种全息多用户MIMO上行通信方法与系统。用户端和基站侧均配备全息平面阵列(HPA),用户端HPA产生的电流密度函数经由传输数据加权。每一用户的发送电流将在基站侧HPA处激发相应电场,通过接收基函数对接收电场进行解调,获得传输数据。发送电流和接收电场之间的关系通过并矢格林函数进行描述,建立电磁空间域的系统模型。利用傅里叶空间基函数对发送信号和接收信号进行展开,并利用并矢格林函数波数域带宽有限的特点将连续的系统模型近似至有限维空间中,得到离散全息系统模型。在此基础上提出了基于傅里叶空间基函数展开的全息预编码方法。基于HPA辅助的多用户MIMO上行传输,相比传统离散天线阵列能够有效提升系统的空间自由度和通信性能。

    考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法

    公开(公告)号:CN118249894A

    公开(公告)日:2024-06-25

    申请号:CN202410386478.6

    申请日:2024-04-01

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明提出了一种考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法。首先,该方法采用随机变量表示用户信道相位不确定性,并考虑低精度DAC引起的量化误差,基于加性量化噪声模型来表征量化失真的影响;然后,将鲁棒预编码设计问题建模为功率约束下的高轨卫星通信系统频谱效率最大化问题;最后,采用交替优化框架,通过速率近似,矩阵向量化,功率缩放等方法将目标函数转化为信干噪比的瑞利商形式的乘积,进而通过幂迭代法得到每个用户的预编码矢量。本发明所提出的考虑低精度DAC量化误差的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法与传统算法相比,分别在低精度,多天线及高发射功率情况下有显著的性能提升,能够有效缓解量化失真对系统传输性能的影响,提升系统的频谱效率。

    动态超表面天线辅助的无线携能传输方法与系统

    公开(公告)号:CN117614496A

    公开(公告)日:2024-02-27

    申请号:CN202311590849.4

    申请日:2023-11-27

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种动态超表面天线辅助的无线携能传输方法与系统,在基站端采用动态超表面天线阵列,发送通信信号以及能量信号给多个用户端,使得基站能够同时向需求不同的用户进行通信与能量传输。本发明基于动态超表面天线架构的无线携能传输,较之传统天线架构的无线携能传输,能够在保证一定接收能量要求的前提下,有效提升系统的通信性能。本发明提出了一种联合设计信息及能量用户数字预编码向量和动态超表面天线的权重矩阵的算法框架,组合运用加权最小均方误差、块坐标下降、MM等方法,能够在保证能量接收用户一定接收能量的要求下最大化信息用户的和速率。本发明以较低的算法复杂度和良好的收敛性实现了动态超表面天线辅助的无线携能传输。

    一种无线信道知识地图的快速构建方法与系统

    公开(公告)号:CN117527111A

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202311478685.6

    申请日:2023-11-08

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种无线信道知识地图的快速构建方法与系统。本发明利用图像修复技术进行信道知识地图的构建,通过恢复图像矩阵中相应像素值,预测特定位置的信道知识,从而获取目标区域内任意位置用户设备的信道相关知识。通过将图像修复问题与信道知识地图构建问题的相似性结合,并采用拉普拉斯金字塔的频带分解框架,对输入的环境地图进行不同频率的分解。根据不同频率成分的特性,设计相应的子网络进行特征提取,最后借助拉普拉斯金字塔的逆操作来重构信道知识地图。本发明提出的无线信道知识地图构建方法不仅在更低的计算复杂度下实现了更高的构建精度,而且在各种无线通信场景下均具有较强的泛化能力。

    多频段大规模MIMO系统中的跨频段统计信道状态信息估计方法

    公开(公告)号:CN114553640B

    公开(公告)日:2024-01-30

    申请号:CN202210149674.2

    申请日:2022-02-18

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种多频段大规模MIMO系统中的跨频段统计信道状态信息估计方法,包括:在基站侧配备两个共址共面的双极化均匀面阵,用户配备单极化单天线;将两个频段记作频段1、频段2,并通过探测获取频段1上的空间频率域双极化信道协方差矩阵作为该频段的统计信道状态信息;由频段1上的空间频率域双极化信道协方差矩阵外推频段2上的空间频率域双极化信道协方差矩阵。本发明有效的改善了基站侧无法获取频段2上准确信道状态信息导致的传输性能下降。本发明对相对慢变的统计状态信息进行估计,降低了该估计方法的调用频率,节省了系统的计算开销。

    一种基于联合同步和定位的卫星通信预编码方法

    公开(公告)号:CN114124912B

    公开(公告)日:2023-12-22

    申请号:CN202111478055.X

    申请日:2021-12-06

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于联合同步和定位的卫星通信预编码方法,属于通信技术领域。本发明首先利用卫星发送的下行同步序列、天线阵列和天线单元下行离开角信息,获得卫星覆盖范围的目标功率图样、实际功率图样和下行离开角的克拉美罗界的表达式,以实际功率图样和目标功率图样的距离作为同步性能准则,以下行离开角的克拉美罗界作为定位性能准则;然后以最小同步和定位性能准则为目标,以各天线相等的发射功率为约束条件构建预编码优化问题;再基于流形上的非单调共轭梯度法进行算法设计,求得预编码矩阵。本发明所提出的预编码方法有利于充分利用卫星端功放容量,进而获得高功率效率,能够提升卫星通信广域覆盖范围内联合同步和定位的性能。

    全息超表面天线辅助的大规模MIMO通信定位一体化传输方法

    公开(公告)号:CN117134808A

    公开(公告)日:2023-11-28

    申请号:CN202311183755.5

    申请日:2023-09-13

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种全息超表面天线辅助的大规模MIMO通信定位一体化传输方法,在基站端采用大尺寸的全息超表面天线,发送通信与定位信号给多个用户端,使得用户能够同时进行通信与自身定位;本发明基于全息超表面天线的波束赋形,较之基于移相器和传统天线的部分连接的混合模拟/数字波束赋形,能够有效提升通信和定位性能。本发明提出了一种联合设计全息超表面天线和基带波束的算法框架,组合运用半正定松弛、凹凸规划等方法,联合设计基带预编码矩阵和全息超表面天线的权重矩阵,能够同时满足均方位置误差最小化和平均用户速率最大化。本发明以较低的算法复杂度和良好的收敛性实现了全息超表面天线辅助的大规模MIMO通信定位一体化下行传输。

    低轨卫星移动通信场景下的动态波束开关管理方法

    公开(公告)号:CN116722903A

    公开(公告)日:2023-09-08

    申请号:CN202310573341.7

    申请日:2023-05-19

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种低轨卫星移动通信场景下的动态波束开关管理方法,属于无线通信技术领域,通过设计可动态关闭并以用户为中心的用户波束;构建适用于数字多波束LEO卫星移动通信场景的空间模型,建立用于实时计算星座网络拓扑关系的数学模型;对卫星在轨运行时星座网络拓扑关系的动态变化进行深入研究,提出了在满足系统通信需求约束下最小化LEO卫星星座所需的波束数量的优化设计问题;在可关闭的波束成形设计基础上将优化问题进一步转化为每颗卫星可提供的激活波束数量之和,进一步提出动态用户开关管理方法。本发明能够根据星座网络内的链路拓扑关系以及用户数量动态调整波束开关,有效地降低系统的能量消耗,进一步提高波束资源的利用率。

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