智能反射面与太赫兹通信协同应用探讨

太赫兹通信是为6G无线通信网络提供足够带宽和实现超高数据速率的一种前沿技术,智能反射面是为了缓解太赫兹波段的无线传输脆弱性,通过调整无源反射元件的相位偏移,提高频谱效率、增强覆盖能力的技术。介绍了智能反射面赋能太赫兹通信的关键技术,展望了智能反射面在6G通信网络中的应用方向和面临的挑战。     

对抗条件下无人机和智能反射面协同传输技术研究

空地通信是未来6G移动通信的典型场景，但由于能量受限、易被窃听和干扰以及安全需求升级，使得空地通信在这种对抗环境下面临巨大的挑战。利用无人机和智能反射面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）的优势互补，可以提升空地通信网络的传输性能、能量效率以及物理层安全。从对抗条件下无人机和智能反射面协同传输的架构设计、系统建模、策略选择以及联合优化方法等方面进行分析，论述对抗条件下利用无人机和智能反射面协同传输来提升空地通信网络传输性能的可行性，对其未来发展趋势进行了展望。     

基于格雷互补序列的OFDM无线激光通信定时同步

正交频分复用(OFDM)是一种能够有效对抗频率选择性衰落的通信技术。因此,结 合了OFDM技术的无线激光通信技术成为对抗大气湍流影响的一种重要技术。但是OFDM技术 容易受到符号定时同步偏移的影响,导致信号的快速傅里叶变换窗口失准而严重降低通信 性能。针对基于OFDM的无线激光通信系统的定时同步问题,提出了一种新的定时同步 方案。该方案的训练符号由格雷互补序列组成,利用格雷互补序列的自相关特性,将接收 到的训练序列与本地序列做相关运算,实现精确稳定的定时同步。结合大气湍流模型,通 过实验与仿真的方式验证了本文提出的方案相比于基于伪随机序列和恒包络自相关序列的 方案有更好的定时同步性能。尤其是在0-4 dB的低信噪比时,本方 案的定时同步偏移均方 差小于1个采样点,这也使得本方案在大气弱湍流信道下,相较于对比方案有2-4 dB的性能提升。     

IRS辅助的多天线系统下行链路低复杂度信道估计

智能反射面(Intelligent Reflective Surface,IRS)是未来6G通信增强网络覆盖和信道容量的潜在技术之一.然而由于智能反射面的无源设计使得大量的反射单元不具备发送、接收或处理信号的能力,对下行链路低复杂度的信道估计造成较大挑战.考虑IRS辅助的多天线系统下行链路信道估计,采用Gauss-Se...     

面向智能反射面辅助通信的深度学习信号检测

为了解决经典的信号检测方法在性能或复杂度方面存在的不足,根据智能反射面辅助通信的特点,利用深度学习方法设计了一种新型的面向智能反射面辅助通信的信号检测网络。根据梯度下降算法的展开思想,网络采用多个相似的单元结构级联,在每个单元中通过设计短路直连结构强化部分输入的影响,并通过单元权重系数对网络不同单元的重要性进行调节。仿真结果表明,提出的深度检测网络相较传统线性检测算法在多种规模的智能反射面辅助通信系统中均有较大的性能提升,并具有较低的复杂度。     

面向星地融合卫星网络的智能反射面技术研究

星地融合卫星网络建设正成为各国关注的焦点,通过融合地基通信网络与天基通信网络,两者可以实现业务和覆盖互补,为未来通信系统提供有力支持。然而,卫星网络建设过程中存在诸如安全性、信号路损严重、高动态时变和传输能耗受限等问题。为了以低成本、低功耗的方式解决以上问题,文中考虑在星地融合卫星网络中应用智能反射面技术。智能反射面技术在地基通信网络中已得到广泛研究,因此,有望拓展应用于星地融合的卫星网络系统,继续发挥其潜在优势。文章深入分析了智能反射面技术在星地融合卫星网络中的应用前景,并给出潜在的应用方向,指出了该技术应用于星地融合卫星网络中需解决的关键问题。     

面向安全通信的智能反射面网络能效优化算法

为了提高智能反射面网络传输安全性和能效,提出了一种面向安全通信的智能反射面网络能效最大资源分配算法。针对多输入单输出的智能反射面辅助蜂窝通信系统,考虑用户的安全速率约束、基站的最大发射功率约束以及连续相移约束,建立了非线性、多变量耦合的能效最大化资源分配模型。利用Dinkelbach方法将目标函数转化为辅助变量相减的形式,采用交替迭代算法求解原变量耦合的非凸优化问题。仿真结果表明,所提算法与传统算法对比,能效提升了8.3%,中断概率下降了77%。     

基于PLC通信的物联网智能插座研究

随着科技的不断进步,人们的生活水平也有了很大提升,人们对生活追求逐渐趋向于高科技和高质量.智能插座是一种智能家居产品,其是在物联网的基础上形成的.智能插座给人们的生活带来了便捷,不仅使用频率高,而且可以连接所有其它设备,实现了家用电器的智能化.利用电力载波通信技术设计一款基于PLC通信的新型智能插座,不仅可以测量电压、电流、电量等功能,还能实现防窃电、高温报警、定时通断等智能功能.本文基于PLC通信的物联网智能插座进行研究.     

OFDM系统基于训练序列的同步改进算法

OFDM技术凭借在衰落环境下良好的特性成为下一代移动通信的关键技术.同步技术是OFDM通信系统的关键技术,它性能好坏直接影响系统的质量和稳定性.本文通过对国内外的经典同步算法研究,针对SC同步算法定时函数存在平台误差大的不足,从定时峰值点的计算方法上加以改进,缩小了误差范围使定时性能有了很大提高.改进算法在不同定时偏移下都能获得很好的估计性能,在高斯信道(AWGN)和3GPP信道下的MATLAB仿真结果显示算法相比原算法具有更低的误差均值和均方误差,验证了算法的有效性和正确性.     

突发性移动通信中数字解调器的设计分析

本文分析了移动卫星突发通信模式下的接收端解调器结构,同时从频率估计技术、频率跟踪环路技术以及定时同步技术等方面探讨了移动卫星突发通信全数字接收机设计关键技术,旨在为移动卫星突发通信全数字接收机设计提供参考,提升移动卫星突发通信全数字接收机性能。     

智能反射面辅助的MU-MISO车联网毫米波通信联合波束赋形

近年来,车联网通信系统提出了大规模数据传输,通信连接稳定等需求。高频段通信凭借超高传输速率,低时延的特点被引入了该系统,但是,高频段通信仍面临着阻塞问题的挑战。因此,智能反射面作为一种可解决高频段通信阻塞问题的技术,成为车联网高频通信的热点议题。智能反射面由超材料构成,其表面的多个无源反射单元均匀排布形成阵列,所有反射单元的反射系数均可通过智能控制器实时调节,控制反射波束的方向和形状,来实现对无线传输环境的智能调控,提供增强视距通信、扩展通信覆盖范围等服务。针对MU-MISO车联网毫米波通信场景下,基站与车辆用户视线通信链路因遮蔽,车辆高速移动等因素,面临随机中断的问题,将智能反射面引入该系统,并结合该系统提出了基于半定松弛问题的交替迭代优化算法,以提高通信稳定性。该方法将系统中基站波束赋形矩阵优化和智能反射面相移矩阵优化分解为两个子问题,通过定义半定矩阵变量并适当放松特定的约束条件将两个子问题近似成为半定松弛问题,随后,使用交替优化技术对其进行迭代求解以实现联合优化,通过最大化同时刻通信车辆中的最小信干噪比来确保通信稳定性。仿真结果表明,该方法显著提高了车辆用户的信干噪比和基站的总频...     

跳频通信中的同步技术研究

跳频通信是一种有效的保密通信方适短波跳频通信系统,并着重讨论了其系统定时、发送数据格式、同步的实现方式、同步保持等关键技术.通过时同步过程中关键步骤的仿真和实现均表明该系统具有很高的同步可靠性.     

基于双IRS辅助的毫米波MIMO通信信道估计

考虑到智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)可以辅助毫米波通信,为提高信道估计的准确度,引入基于双智能反射面辅助的毫米波单用户多输入多输出(Multiple?Input Multiple?Output,MIMO)无线通信新场景.因为毫米波信道具有稀疏性,首先将原始毫米波窄带信...     

IRS辅助的感知增强认知无线电网络资源分配方案

在过去的几十年里,大部分可用频谱已被用于高速通信服务。这导致了无线通信系统中的频谱资源稀缺问题。另一方面,大量可用频谱的利用率并不高。为提升通信系统的频谱利用率,学界提出了基于共享的认知无线电技术。认知无线电允许次用户与主用户共享频谱资源,对于提升无线通信网络的频谱效率十分重要,然而目前基于认知无线电的通信网络存在着低信噪比情况下感知性能低下、严苛干扰条件下性能提升受限等缺点。最近,智能反射面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）被广泛应用在无线通信的各个领域,可以智能调控无线传输环境以满足频谱和能效的高要求。为了进一步提升认知无线电感知性能与频谱效率,提出了一种新颖的IRS辅助的感知增强频谱共享认知无线电网络。针对此网络,建立了次用户和速率最大化优化问题,联合优化次基站波束赋形向量、智能反射面相移矩阵、感知时间。因存在变量耦合,所构建的优化问题是非凸的,提出一种基于块坐标下降（Block Coordinate Descent,BCD）的迭代算法以交替优化波束形成和智能反射面相位以及感知时间。以逐次凸逼近（SuccessiveConvex Approx...     

窃听者随机分布下智能反射面辅助的MISO系统物理层安全性能分析

针对窃听节点随机分布的MISO系统通信场景,该文分析了智能反射面(IRS)辅助下的安全通信性能。采用随机几何理论,将窃听节点建模为均匀泊松点过程(PPP)。合法发送节点采用天线选择策略,选择最优链路发射信号,并部署智能反射面实时调控反射相移增强链路质量,然后以传输安全中断概率为性能指标,推导了其闭式表达式,分析了反射单元数量、发射天线数量等参数对中断概率的影响,最后给出了最大化安全性能的参数选择策略。仿真结果验证了理论分析的正确性,并表明部署反射面可以在低能耗下提升安全性能。     

自噪声抑制Gardner算法及位同步环路设计

位同步技术是空间激光通信和测控一体化的关键技术之一,位同步的精确与否直接影响整个系统的性能。针对空间激光通信位同步技术中基于Gardner定时误差估计算法易受系统自噪声干扰,提出了一种自噪声抑制Gardner算法,同时基于此算法提出一种位同步环路。通过对算法理论分析与环路建模仿真结果表明,在Eb/N0大于9 dB情况下,提出自噪声抑制Gardner算法与位同步环路能够有效地降低同步过程中由于系统自噪声引起的定时抖动,并且拥有更快的位同步建立的时间。     

区域电网同步数据采集与传输技术探讨

旨在探讨分散智能电子设备之间高密度同步采样和低延时固定路径实时数据同步传输方法,构建了由区域应用设备、区域数据交换和通信管理装置、变电站数据合并转发装置及智能电子设备组成的级联式同步以太网。区域数据交换装置为全网提供定时和同步参考,并负责自身与各级数据合并装置之间端到端的延迟测量,数据合并装置及智能电子设备在本地恢复的同步脉冲触发下完成数据采集和同步回传。测试和运行结果表明,该系统能够实现全局同步采样和过程层数据实时传输,保证了区域保护控制系统的稳定运行。     

基于最大似然算法的OFDM同步技术研究

同步问题是卫星通信中的一个关键问题,直接关系到通信系统的性能。文中简要介绍了OFDM的同步技术,主要讨论了符号定时同步和载波同步。最大似然估计算法在OFDM符号定时同步和载波频率同步中得到了广泛的应用,通过最大似然估计方法,避免了基于导频符号的同步估计带来的频率和功率资源的浪费,通过仿真可以看到,能够很好地实现OFDM系统的符号同步和载波同步。     

OFDM水声通信系统定时同步的FPGA实现

结合水声信道和线性调频(LFM)信号的特点,采用LFM信号作为OFDM水声通信系统的定时同步信号.介绍LFM信号的产生和检测原理,并在FPGA上实现了LFM定时同步信号的产生和同步信号的检测.通过实验室水池实验,验证了该方案的可行性.     

超大规模智能反射面辅助的近场移动通信研究

超大规模智能反射面(Extremely Large-scale Intelligent Reflecting Surface, XL-IRS)是未来6G通信系统的一个关键备选技术,其可以通过调节信号的反射来实现无线传播环境的智能可重构,从而大幅提升未来通信系统的性能。不同于现有研究工作主要关注于远场通信的小规模IRS,考虑建模更加准确的XL-IRS辅助近场通信场景。指出XL-IRS辅助通信系统中考虑近场信道模型的重要性,介绍XL-IRS系统中的近场信道建模,指出近场信道模型下的通信性能极限。从基站波束对准、XL-IRS波束训练以及波束跟踪三方面详细阐述XL-IRS辅助通信的波束管理设计方法,针对XL-IRS辅助的通信感知一体化(Integrated Sensing and Communicatioin, ISAC)的场景,详尽讨论其在近场通信的关键设计难题以及有前景的解决办法。