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基于任意一维阵列的声速独立的DOA估计方法 [J]. Journal of Communications and Information Networks, 2020,5(2): 121-129')" href="#">

基于任意一维阵列的声速独立的DOA估计方法

水下环境中波速的不确定性极大地影响了传统到达角(Direction of ArrivalDOA)估计方法的性能。为了解决这个问题,本文提出了一种利用两个任意相交均匀线性阵列的声速独立DOA估计方法。与传统的DOA估计方法相比,提出的算法通过引入一个额外的阵列,并且利用两个阵列之间的几何关系来获得与声速无关的DOA估计算法。仿真结果表明,本文提出的方法在未知声速的情况下比其他方法更加准确、稳健。 

通信与信息网络学报   2020 Vol. 5 (2): 121-129 ( 185 ) [HTML 0 KB][PDF 1994 KB] (78)
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IRS辅助的NOMA下行UAV网络中的联合波束成形和相移设计 [J]. Journal of Communications and Information Networks, 2020,5(2): 138-149')" href="#">

IRS辅助的NOMA下行UAV网络中的联合波束成形和相移设计

本文研究了一种基于智能反射表面(Intelligent Reflecting SurfaceIRS)与无人机(Unmanned Aerial VehiclesUAV)的多输入单输出非正交多址(Nonorthogonal Multiple AccessNOMA)下行传输网络的简单设计。论文研究的目的是在给定UAV最优水平位置、以及保证弱用户数据速率需求的前提下,最大化强用户的数据传输速率。论文首先对挂载IRSUAV位置进行了优化,进而提出了一种迭代算法以交替优化IRS的发射波束与相移参数。针对波束成形优化,论文推导获得了最优波束成形矢量的闭式表达。以此为基础,设计提出了两种获得IRS最优相移的方法,即基于半定松弛的迭代算法与基于连续凸逼近技术的算法。其中前者可以提供高数据速率,后者具有较低复杂度。仿真结果表明,论文所提两类算法的性能皆明显优于随机相移方案,以及IRS-UAV正交分频多址方案。

通信与信息网络学报   2020 Vol. 5 (2): 138-149 ( 413 ) [HTML 0 KB][PDF 1277 KB] (381)
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车联网中基于能量采集中继的分布式波束成形传输 [J]. Journal of Communications and Information Networks, 2020,5(2): 160-167')" href="#">

车联网中基于能量采集中继的分布式波束成形传输

近年来,电池容量和充电速度成为移动通信网络发展的重要约束。随着无线能量传输技术的发展,能量采集(Energy Harvesting,EH)中继已经成为5G绿色通信的一种有前景的解决方案。在本文中,我们研究了车联网中的EH中继,并采用分布式波束成形(Distributed Beamforming,DB)方案来提高EH中继传输的可靠性和传输容量。更具体地说,我们提出了一种基于功率分配(Power-Splitting,PS)因子联合优化的DB策略。对于放大–转发(Amplify-and-Forward,AF)中继,为了将优化问题转化为一个准凸优化问题,我们应用了半定松弛(Semidefinite Relaxation,SDR)方法,以便可以有效地获得全局最优解,同时还给出了只需要本地信道状态信息的具有分布最优PS因子的次优DB解。对于解码–转发(Decode-and-Forward,DF)中继,为了获得最优PS因子,我们在中继处预设了一定的信噪比阈值,可以有效降低由于传输链路不良而导致的系统误码率。仿真结果证明了我们在车联网中提出的基于DB的EH中继方案的有效性。

通信与信息网络学报   2020 Vol. 5 (2): 160-167 ( 239 ) [HTML 0 KB][PDF 1479 KB] (143)
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用于RF前端优化的2×2MIMO吞吐量分析模型 [J]. Journal of Communications and Information Networks, 2020,5(2): 194-203')" href="#">

用于RF前端优化的2×2MIMO吞吐量分析模型

在固定的通信协议下,多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线系统的性能优化主要取决于射频(Radio Frequency,RF)前端的设计。目前,RF性能优化方法主要是基于经验指导,例如,提高天线增益和降低天线相关性是公认的可以提升RF性能的方法。这种基于经验的方法在一定程度上有效,但是其效率低下,因为每个子系统对最终性能的影响无法量化。那么如何找到限制整个通信吞吐量性能的最大短板是一个问题。本文提出了一种用于2×2MIMO无线系统吞吐量计算的分析模型,该模型首先根据所选通信制式和信道计算出吞吐率上限值,再进行吞吐量基准曲线测量,最后根据子系统的实际RF性能指标计算整个系统的吞吐量。该模型可以提供每个RF因子对吞吐率影响的详细诊断报告,该报告将直接指出系统设计缺陷,提升系统故障排除和调试效率。此外,该模型通过数学方法来分析吞吐量,可以研发在设计阶段就能预知产品性能。

通信与信息网络学报   2020 Vol. 5 (2): 194-203 ( 152 ) [HTML 0 KB][PDF 1125 KB] (129)
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边缘支持的移动P2P社交网络中为提高流量卸载服务可靠性的锚点选择 [J]. Journal of Communications and Information Networks, 2020,5(2): 217-224')" href="#">

边缘支持的移动P2P社交网络中为提高流量卸载服务可靠性的锚点选择

随着移动社交网络的快速发展,移动点对点通信(Peer-to-Peer,P2P)和移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)在减少流量负载、提高蜂窝网络的计算能力方面做出了相应贡献。然而,P2P和MEC的发展很大程度上忽略了社交网络的稳定性,这也与用户之间的社交关联有关。网络稳定性在提高流量卸载服务的效率和可靠性方面起着至关重要的作用。在本文中,我们将网络边缘节点和其覆盖下的P2P用户称为一个移动P2P社交网络,并引入了自适应的锚定(k,r)-core问题,以维护移动P2P网络群组的稳定性。它旨在自适应地为每个移动P2P网络选中并留存住一组对于网络的整体稳定起至关重要作用的关键用户,并为其分配一定的资源,从而使网络群组能够有最大数量的用户留存下来,并最小化流量负载。我们将这些被选中的关键用户称为锚点。为了解决这个问题,我们设计了一个“端–边–云”协同架构来实现资源的自适应分配。此外,我们还提出了一个基于相似度的锚点选取算法。我们基于一个真实的大规模移动P2P数据集进行了多重实验,其结果证明了我们提出的方法的有效性和可行性。

通信与信息网络学报   2020 Vol. 5 (2): 217-224 ( 126 ) [HTML 0 KB][PDF 14957 KB] (53)
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基于用户公平性的UAV-NOMA通信系统资源分配 [J]. Journal of Communications and Information Networks, 2020,5(2): 111-120')" href="#">

基于用户公平性的UAV-NOMA通信系统资源分配

本文研究了非正交多址技术在无人机通信系统中应用的功率分配问题。特别地,本文提出了一种新的资源分配方案来提高信道状态信息相对较差的用户的传输速率,同时将系统和速率的损失最小化。为了有效地解决这一问题,本文将优化问题分解为三个子问题。首先,我们优化了用户配对和子信道分配问题。其次,推导出在同一子信道上不同用户间分配发射功率的最优功率比例因子。最后,为不同的子信道分配适当的功率,以提高子信道的性能。仿真结果表明,该方案能够在系统和速率和用户公平性之间取得适当的平衡,因而比基准方案具有更好的性能。

通信与信息网络学报   2020 Vol. 5 (2): 111-120 ( 283 ) [HTML 0 KB][PDF 2667 KB] (330)
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复卷积神经网络设计及其在城市环境下无人机方向估计中的应用 [J]. Journal of Communications and Information Networks, 2020,5(2): 130-137')" href="#">

复卷积神经网络设计及其在城市环境下无人机方向估计中的应用

DOA估计是无人机应用中的一个重要任务。然而,城市复杂的电磁传播环境会降低传统基于模型驱动的DOA估计方法的性能。为了减轻环境影响,提出一种基于深度学习的DOA估计方法。具体而言,该方法采用复值卷积神经网络,以便更好的表征无人机无线信号的复包络特性。本文使用复数域概率来构建复值卷积神经网络映射函数,并进一步分析了影响复值卷积神经网络收敛性的因素。数值仿真的结果表明,针对DOA估计任务,复值卷积神经网络在收敛速度、准确性和鲁棒性等方面都优于传统的实值卷积神经网络。

通信与信息网络学报   2020 Vol. 5 (2): 130-137 ( 337 ) [HTML 0 KB][PDF 1018 KB] (172)
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由于无人潜航器、自主水下航行器等移动节点可有效扩展网络覆盖范围,近年来带移动节点的水声网络得到了越来越多的关注。为了在不影响固定节点数据包正常传输的同时,保证移动节点的及时接入,本文提出了基于顺序调度与查询机制的MAC协议。有数据包需要传输的节点在收到浮标(接收端)广播的控制包后回复相应的控制包完成预约,并根据浮标规划的数据包传输顺序发送缓存空间中的数据包。为保证预约成功率,我们提出了控制包发送顺序的调整机制,并在浮标未接收到移动节点的预约控制包时,启动查询机制,为移动节点分配更高的接入优先级,及时响应移动传输。仿真结果表明,提出协议的固定节点最大吞吐量较其他两种对比协议至少增加了20%,移动节点的接入时延最多减少90%,且移动接入成功率始终大于90%。

通信与信息网络学报   2020 Vol. 5 (2): 150-159 ( 128 ) [HTML 0 KB][PDF 2773 KB] (79)
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一种适用于水声直扩通信的符号级通带多普勒跟踪及补偿算法 [J]. Journal of Communications and Information Networks, 2020,5(2): 168-176')" href="#">

一种适用于水声直扩通信的符号级通带多普勒跟踪及补偿算法

通信与信息网络学报   2020 Vol. 5 (2): 168-176 ( 222 ) [HTML 0 KB][PDF 623 KB] (87)
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频分双工LoS MIMO系统中的高容量毫米波回传技术 [J]. Journal of Communications and Information Networks, 2020,5(2): 177-193')" href="#">

频分双工LoS MIMO系统中的高容量毫米波回传技术

无线回传是未来无线网络的关键部分,对于密集的小蜂窝系统以及高容量的通信需求更是尤为重要。在本文中,我们对基于频分双工LoS MIMO的高容量毫米波回传进行了系统级的设计。我们考虑了高频率传输中各种非理想物理条件带来的影响,例如:相位噪声(PHN)、时钟偏移(TO)以及LoS MIMO的病态信道。这些非理想物理条件使得在高频率波段实现高频谱效率非常具有挑战性。文中,我们提出了一个系统级的解决方案,其中包括TO补偿、PHN估计、LoS MIMO毫米波无线回传的预编码器/解相关器优化设计以及各个部分的协同。实验表明,文中所提出的解决方案可以实现较高的频谱效率:对于8x8双极化MIMO系统,端到端的频谱效率可达60 bit/s/Hz。

 

通信与信息网络学报   2020 Vol. 5 (2): 177-193 ( 179 ) [HTML 0 KB][PDF 2166 KB] (81)
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