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。     

智能超表面辅助的无人机通信能效联合优化

针对传统无人机无线网络通信场景中,无人机到客户端之间的灵活性不强、数据传输性能较差、能源效率不高等问题,设计了一种新型材料智能超表面(RIS)辅助的无人机通信系统,同时使用深度强化学习算法对该系统的通信能效进行优化。首先,引入RIS材料并结合无人机通信系统,对系统能源效率进行分析和建模;其次,针对目标函数中出现的非凸问题,利用DDQN算法对无人机的三维轨迹和RIS相移进行联合优化,最大化无人机通信系统整体的能源效率;最后,对该联合优化方案进行了实验验证,仿真结果表明,与未使用RIS和未采用可调相移的传统方案相比,该方案具有更高的能源效率。     

基于残差密集网络的智能超表面信道估计算法

信道估计是通信系统中一项关键的技术,涉及评估信号在传输过程中经历的信道特性,以便接收端能够有效地对接收到的信号进行处理和恢复。为提高视距信道遮挡通信下的通信系统质量,使用智能超表面来辅助现有通信系统。智能超表面辅助的无线通信系统中,除了基站和用户之间的视距信道外,同时包含基站到智能超表面和智能超表面到用户之间的级联信道。当前信道估计方法基本上利用传统算法进行估计,为了解决智能超表面辅助多用户系统中复杂统计分布的级联信道估计精度低和计算复杂度高的问题,文中提出了一种基于传统算法和深度学习算法相结合的信道估计算法。利用传统算法的可解释性和深度学习算法的高性能特性,在卷积网络基础上,提出了一种基于残差密集网络（RDN）的去噪方法。首先按照系统参数模拟生成真实环境的数据集,使用传统最小二乘法（LS）进行信道粗估计,并将信道看作二维含噪图像;其次采用密集块（RDB）充分提取噪声数据局部特征,并使用多路卷积和残差网络对数据进行特征融合;最后通过已训练模型对数据进行在线估计,并得到去噪信道。文中从信道的估计精度对所提算法进行验证,在Rician信道模型上进行理论公式推导和系统仿真分析。仿真结果表明,...     

RIS辅助毫米波MIMO级联信道的角度估计

智能反射表面（RIS）用低成本的无源反射元件控制入射信号的相位,将增强第6代移动通信系统的无线覆盖范围,并提高信道容量.由于RIS辅助毫米波多入多出（MIMO）级联信道仅有少量的弥散空间角度和相应的路径损耗,提出采用无网格的原子范数最小化方法来估计下行链路基站处的离开角和用户处的到达角,把级联信道的角度估计问题转化为凸优化模型进行求解.仿真结果表明,仅用少量的快拍数就能得到精确的角度参数.     

基于多智能体的城市交通集成控制系统设计

针对我国城市交通迫切需要解决的关键技术问题,采取传统方法与人工智能相互结合的智能方法与步骤,在引出我国城市交通控制系统结构与功能要求的基础上,阐述一种基于多智能体（multi-agent,MA）协作的城市交通智能控制系统的框架结构。根据该系统框架结构,建立一种面向城市交通实时、有效的控制系统设计思想,完成了基于多智能体的城市路口控制、区域控制的系统智能控制设计,完善我国城市交通控制与管理模式,以确保城市交通智能化控制目标的顺利实现,提高路网通行能力,改善城市环境质量,营造出舒适宜人的交通环境。     

智能超表面辅助双小区NOMA系统下行低功耗传输方案研究

由于在频谱效率与功率效率方面的优势,智能超表面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)被视为未来无线通信的两项关键技术,文中针对IRS与NOMA的融合系统展开研究。具体地,将IRS部署在两小区的边缘,用于提升小区边缘用户的传输性能,建立了IRS辅助两小区NOMA系统的下行传输功率最小化问题。为了求解建立的发射功耗最小化问题,推导了基站传输功率与IRS相移矩阵之间的关系,并将传输功率分配系数和相移矩阵的联合优化问题转化为单纯的相移优化问题。由于相移向量中每个元素需服从恒模约束,转换后的相移优化问题仍为非凸优化问题,提出了一种顺序相位旋转算法进一步求解相移优化问题。仿真结果表明,在相同的实验配置下,文中提出的下行传输方案在发射功耗方面的性能明显优于其他基准方案。     

基于智能超表面的无人机通信联合波束赋形与航迹规划

由于通信网络向"空-天-地-海"的立体架构发展,无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)在通信中的应用受到了广泛的关注.与传统方式相比,以直射路径为主导信道的UAV通信方式具有更稳定、可靠性更高的通信性能.然而,随着高频信号的使用直射路径也更易受到复杂环境的影响.智能超表面(reconfigur...     

可编程超表面实现双极化独立多波束反射阵天线设计

多波束反射阵天线因其制备简单、成本低、波束调控灵活等优势而备受关注。基于极化复用的可编程超表面提出了一种双极化通道独立波束动态调控的多波束反射阵天线设计方法,并结合方向图快速计算与优化算法,实现了快速的编码序列优化与方向图预测。理论分析与全波仿真分析结果显示,反射阵天线在双极化通道下具有良好的辐射性能,主瓣辐射方向与理论计算结果一致。作为实验验证,加工了实物样件并在标准微波暗室中进行了测试。测试结果与仿真分析结果吻合良好,证明独立波束调控的双极化反射阵天线具有多通道电磁波辐射能力,有望应用于无线通信与多目标雷达系统中。     

在毕业论文（设计）环节中强化学生综合实验能力

针对目前本科生实验动手能力差的问题,根据本实验室的经验提出在毕业论文(设计)环节提高学生综合实验能力的一些方法。     

基于WEB的ITS中学生模型和教学策略的设计

本文介绍了智能导师系统(ITS)的工作模式、系统构成,构建了一种ITS的学生模型,通过该模型系统可以自动建立相应的教学策略,以实现智能化教学。     

SPR角谱测量仪的原理与设计

介绍了表面等离子体共振(SPR)测试原理,结合扫描方式角谱测试和CCD角谱测试方法,设计了一种高分辨率、宽范围便携式的SPR角谱测试系统,讨论了提高测试精度的方法。     

客户化制造系统中MAS的构造方法与技术研究

以分布式人工智能(DAI)为理论基础,构造了基于多智能体系统(MAS)的客户化制造系统以及系统的组织关系,结合MAS技术解决客户化制造系统的资源集成问题。介绍了客户化制造系统中MAS的构造方法和相关技术,并对其系统结构进行分析,较好地解决客户化制造系统的资源集成问题。     

基于纳米颗粒阵列与法布里-珀罗干涉结构的超灵敏传感器设计

当前的等离激元传感主要基于表面等离极化激元和局域表面等离激元共振两种模式.然而基于表面等离极化激元的传感需要精确的入射角度及多种光学元器件的配合方能使用;而基于局域表面等离激元共振的传感由于共振线宽较宽导致其灵敏度和品质因数(figure of merit,FOM)不够高.设计了一种基于纳米颗粒/间隔层/反射层结构的具...     

智能组卷系统的设计与实现

本文分析了目前智能组卷系统的研究现状,提出了一种基于单亲遗传算法的智能组卷系统的实现方法.通过仿真实验,该方法在组卷结果的精确性和性能方面是可行的.     

多弧离子镀制备TiN／AlN纳米多层膜及其超硬效应

采用多弧离子镀技术在高速钢表面制备TiN/AlN纳米多层膜,并对 TiN/AlN纳米多层膜的表面形貌、调制机构进行表征.通过对薄膜显微硬度的测试发现,纳米多层膜的显微硬度明显高于TiN 或AlN单层薄膜的显微硬度,具有明显的超硬效应.对比试验表明,TiN/AlN纳米多层膜涂层刀具比TiN 涂层刀具具有更长的使用寿命.     

基于ATmega16的智能电子负载设计

给出了一种基于ATmega16单片机的智能电子负载系统,包括主电路结构和控制原理,重点介绍了系统各模块的设计方法.为了提高电子负载的性能,采用了电压外环、电流内环的双环PWM控制方式.实验结果证实该方案能很好地解决工作方式切换和满足负载调节的要求.     

基于GIS平台的GPS智能车载终端的设计

讨论了基于地理信息系统(GIS)平台的智能交通系统中车载终端的作用和意义;阐述了利用GPS智能定位的工作原理;介绍了GSM/GPRS模块及其性能和使用方法.讨论了利用GPS智能定位终端的软硬件设计与实现方法.     

超混沌FM-DCSK保密通信性能分析

在对保密通信的性能要求不断提高的情况下,将具有更复杂动力学行为的超混沌应用到FM-DCSK系统中.分别在AWGN信道、多径Rayleigh信道、多径Ricean信道的条件下,通过理论分析和Matlab数值仿真,用误码率(BER)与信噪比(SNR)的关系阐释了超混沌FM-DCSK调制系统的性能.实验结果表明,超混沌FM-DCSK系统具有比低维的混沌FM-DCSK 系统更为优良的保密性能和较好的抗干扰能力.