可重构智能表面辅助的混合RF-FSO传输系统性能分析

自由空间光（FSO）通信具有高速率、低成本和强抗干扰能力,但是大气湍流引起的衰落会造成FSO通信系统的性能恶化.传统的解决方案是使用RF链路作为并行的通信链路来提升系统性能.可重构智能表面（RIS）具有低损耗、部署简易且无须复杂的编码和解码等优点,能够进一步提高RF链路的接收信噪比.本文提出一种RIS辅助的混合RF-FSO传输系统,以此来改善通信服务质量.基于此混合模型,导出系统中断概率、平均误码率和信道容量的表达式,同时给出蒙特卡罗仿真来验证分析结果的准确性.结果表明所提出系统的性能相比于传统的混合RF-FSO系统有显著的提升.     

可重构智能表面辅助大规模MIMO通信波束成形设计

可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface, RIS)在无线通信系统中能够提高信道性能。为了降低传统波束成形方案中功率分配的复杂度,结合毫米波(millimeter wave, mmWave)特点建立信道模型,提出一种基于正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit, OMP)和统一信道分解(uniform channel decomposition, UCD)的RIS辅助mmWave多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统混合波束成形设计方案。利用视距(line of sight, LoS)信道的到达角(angle of arrival, AoA)和离开角(angle of departure, AoD)设计了RIS的反射矩阵。该方法不需要复杂的功率分配,能够使得多个并行数据流具有相同的信道增益。仿真结果表明,该混合波束成形方案具有更好的误比特率(bit error rate, BER)性能及频谱效率。     

2021年可重构智能超表面技术热点回眸

 2021年是可重构智能超表面技术井喷的一年。作为未来无线网络研究中可能出现的新兴范式,可重构智能超表面有望通过软件编程的方式实现对电磁波的灵活操控,从而构建智能无线环境。盘点了2021年可重构智能超表面技术研究的关键热点,围绕其与通信前沿技术的融合,简述了其多输入多输出技术、非正交多址技术、移动边缘计算技术和无人机技术的融合方面的进展。     

无线能量传输中继选择与发送功率分配方案

为了最大化无线能量传输全双工多中继系统的传输速率,提出一种利用中继采集能量并进行中继选择和发送功率分配方案。首先在最好最差信道和最大调和平均值中继选择基础上,考虑中继自干扰信道能量采集,引入中继节点不同功率约束,提出基于节点功率的最好最差信道中继选择和最大调和平均值中继选择方案;然后联合源节点两阶段发送功率分配进行优化求解,给出优化问题解耦后的两步次优解方案,求解出功率分配参数的理论次优值;最后推导得出所提最优中继选择方法的中断概率。仿真结果表明,所提出的中继选择方案比随机选择中继的容量性能在系统中继个数为5时提高了30%以上;与中继选择等功率分配方案相比,所提分配方案的系统容量提升了10%以上,中断概率在发送信噪比为15 dB时下降了16%。     

协作通信系统中继功率分配算法的研究

研究了协作通信系统中功率分配的问题,主要研究了固定放大转发协议下单中继系统的功率分配.首先对系统的误码率进行了推导并以最小化系统的误码率为目标对优化问题进行了定义;其次引入惩罚因子将有约束的最小误码率优化问题转化为无约束优化问题进而建立新的目标函数;最后提出了人工鱼群和粒子群相结合的算法对系统优化问题进行了求解.仿真结果表明所提算法提升了系统的性能并降低了计算复杂度.     

基于多智能体的可重构智能管理信息系统平台

提出了一种基于多智能体（MAS,Multi—agent system）管理信息系统层次的结构,定义了面向智能管理系统的10类智能体（Agent）,给出了各Agent间的协作关系与实现方式,构建了一个可重构的智能管理系统软件平台,最后结合实际工程项目给出了上述可重构平台实现的一个应用信息系统实例．     

超表面的极化可重构天线

设计了一种基于超表面的极化可重构天线,该天线由缝隙微带天线及上层超表面组成。通过旋转改变超表面与缝隙微带天线相对位置,能够实现线极化、右旋圆极化、左旋圆极化等不同的极化工作方式。该天线在圆极化状态时,相对阻抗带宽达到32%,右旋和左旋圆极化时3dB轴比带宽均可达到14%;线极化状态时,相对阻抗带宽均可达到10%以上。为了验证仿真结果的有效性进行了天线实物的加工和测试,实测结果与仿真结果吻合较好,进一步验证了该天线具有良好极化可重构特性。     

基于网络编码的双向中继系统节点选择及功率分配策略

考虑在多个节点间的中继双向信道中,将中继分配和功率分配结合起来.每一对节点间的通信可以看做是通过一个中继的双向中继信道.中继使用网络编码同时向对应的节点发送信息.中继分配考虑了两种分配方案,第一种方案考虑到了所有节点对和中继的排列组合,选取其中性能最好的一组;第二种方案选取所有排列组合中的一部分,选取性能最好的一组.第二种方案略微降低了整个系统的性能,但是大大降低了运算的复杂度.将功率分配策略和这两种方案结合,进一步优化了整个系统的性能,相比较没有加入功率分配的系统,有大约2～3dB的提升.     

基于超表面的极化可重构天线设计

设计了一种应用于WiMAX频段的极化可重构天线。天线由交叠放置的两个方环构成的“8”字形超表面和缝隙天线两部分组成,通过机械旋转超表面实现了线极化（LP）、左旋圆极化（LHCP）以及右旋圆极化（RHCP）三种状态的转换。仿真和测量结果表明,该天线实现了线极化和圆极化之间的转换,圆极化状态下的-10 dB相对阻抗带宽为35.4%(2.84 GHz～4.06 GHz),3 dB轴比带宽为10.2%(3.34 GHz～3.7 GHz);线极化状态下-10 dB阻抗带宽为37.4%(2.74 GHz～4 GHz)。天线具有较好的辐射特性,工作频段内增益均高于6 dBi。     

DF多跳协作系统中基于最大系统容量的功率分配优化算法

针对多协作节点参与的多跳协作通信系统,以最大化系统容量为目标,在总发射功率受限的条件下提出一种译码转发(DF)模式下的功率分配优化算法,基于这种算法得到了最大化系统容量的功率分配最优解.仿真时采用BPSK调制.仿真结果表明,提出的算法和基于最小化中断概率优化算法、平均功率分配算法及直接传输相比误码率明显下降.     

基于电力线载波的智能家居控制技术

介绍了一种基于电力载波芯片——PL3105的智能家居控制系统的控制模块、通信模块．设计了以PL3105为核心单元,应用主机与从机之间的载波通信对灯光和门窗开关状态进行远程监控的硬件及软件实现方案．实验结果表明：该方案能够实现智能家居的远程监控,具有较高的实用性。     

放大转发协同通信的功率分配

        针对非再生放大转发协同通信系统中协同伙伴容量受限时的功率分配问题,基于容量最大化的功率分配准则,提出两种不同的功率分配方案--慷慨分配与吝啬分配方案.仿真结果证实,提出的两种基于容量最大化的功率分配准则能在不同程度上改善系统的容量.     

不对称速率双向中继系统的中继选择及功率分配

研究了不对称速率双向放大转发中继系统中的中继选择及功率分配问题.以中断概率作为约束条件,以系统总发射功率最低为目标,通过将几何规划问题转化成凸优化问题推导了功率分配的闭式解.在此基础上,提出了最小化最低总功率的中继选择标准.最后给出了中继选择与功率分配联合优化策略及实施步骤.仿真结果表明在给定的中断概率门限下,文中的联合优化策略能显著降低系统的功率消耗.     

基于电力线通信技术的健康监护系统设计

针对人口老龄化、慢性病高发、看病难、看病贵等问题,本文设计并实现了一种基于电力线通信技术的健康监护系统,将采集的生理参数上传至监护中心管理系统,并由"智能医疗专家系统"进行分析、诊断,给出保健、理疗方案。介绍基于电力线通信技术的健康监护系统的总体架构、软硬件设计,重点介绍了电力线通信模块的设计以及智能医疗专家系统的开发,最后给对系统的应用情况进行分析。系统以先进的信息技术为慢性病患者带来了新的健康服务模式,利用电力线为传输线路,降低了系统成本,采用小型化设计,使用方便,便于携带。该系统可用于家庭、社区诊所以及医院病房,构成远程的家庭、社区以及医院的健康监护系统。     

电力线联网技术研究

本文介绍了什么是电力线联网技术，电力线联网技术的标准发展现状，分析了电力线联网技术的优势及存在的主要问题，最后讨论了电力线联网的应用前景．     

多天线系统特征波束成形技术中的功率分配算法

介绍了基于特征波束成形的多天线传输技术.针对特征波束成形技术与两种典型的多天线技术(空时编码和分层空时)相结合的系统,从提高系统传输性能出发,分别推导了在独立同分布衰落信道中,发射端已知信道相关矩阵信息的情况下,特征波束成形的功率分配算法.仿真和分析结果表明,在发射端已知信道信息有限的情况下,作者提出的方法能显著改善多天线传输系统的性能,并且在发射天线间存在相关性时,仍能改善系统的性能.     

功率控制条件下无线信道资源分配算法性能分析

分析了一种动态信道分配与功率控制技术相结合的算法性能．给出了在不同发射功率控制精度下的动态信道分配算法的性能改善度，并得出了动态信道分配算法与理想的功率控制技术相融合后的性能改善度的极限．为无线通信系统的信道资源利用给出了一种较理想的实现方案。