智能反射面辅助的STBC-NOMA系统性能分析

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)技术以其低成本、灵活部署、易于融合其他关键技术的优势吸引了无线通信学术界和工业界的极大关注.传统的空时分组码(Space-Time Block Coding,STBC)与非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)方案的巧妙结合(STBC-NOMA)已被证明能够有效地提高系统的鲁棒性和吞吐量.鉴于此,本文提出一种新的IRS辅助的STBC-NOMA系统的传输框架(IRS-STBC-NOMA). IRS辅助系统给远近不同的两个用户传输信号.采用两个分割的IRS实现STBC传输并利用IRS的相移设计实现发射信号控制,分别推导了所提出传输框架下每个用户的中断概率和遍历速率的闭合表达式;基于所得的分析表达式,给出了渐近或单调的理论分析,之后通过蒙特卡洛仿真进行了对比验证.与现有的STBC-NOMA方案相比,所提IRS-STBC-NOMA方案的中断性能和遍历速率均获得显著提升.

改进的DetNet大规模MIMO检测器

对DetNet结构进行改进以提升大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)信号检测性能。首先,去除输入端的冗余向量简化网络中每个检测单元的结构;其次,为了进一步提升网络性能,借鉴随机森林在每个决策树的输入端引入随机性的思想,通过复制网络将原网络中的检测单元扩充为两个,构造成孪生网络的结构,并在其输入端设置不同的初值向量。仿真结果表明,结构优化后的网络比原DetNet具有一定的性能提升。

基于CDIO理念的研究生实践教学体系的构建

针对新工科背景下研究生实践教学体系不完善问题,课题组构建了基于CDIO理念的研究生实践教学体系框架,包括以学生为主导的实验教学体系,“双向奔赴”的产教融合实践教学体系,以竞赛和项目驱动的实战教学体系,以实验队伍、管理队伍和协同育人机制组成的质量保障体系,以及由教师、学生、企业共同评价形成的全方位评价体系,以期利用学校和企业等多方资源,培养学生的创新实践能力和解决工程实际问题能力,为社会提供卓越的新工科人才。

“数字信号处理”一流课程的教学改革与成效

“数字信号处理”是电子信息类专业必修的一门专业基础课,针对该课程理论性强、概念抽象、公式繁多、数学知识和编程能力要求高的特点,在课程内容、教学方法、考核方式等方面进行了改革和创新。通过重构教学内容,提出“一教二学三练”的基本教学模式,深化学生对基本概念和基本方法的理解;同时以问题为导向、以程序为切入,线上线下相结合,培养学生的专业技能和实践能力,取得了良好的教学成效。

思政元素融入《物联网技术》课程的创新人才培养方式探索

随着新技术革命的来临,全球经济发展对科技与人才的依赖更加强烈。研究生教育培养的创新型人才对我国经济持续高质量发展具有重要意义。本文依托新一代的物联网技术,研究思政元素融入物联网技术课程课堂+实践过程。探索将工匠精神、家国意识、担当意识、协作精神融入对研究生创新人才培养中,在科教、产教融合中利用创新平台,引导研究生服务地方经济转型,实现学以致用,为培养德才兼备的研究生创新人才提供了可行的路径。

电子信息专硕“综合实验环节”改革探索

本文以应用类创新人才培养为目标,探索了电子信息专业型硕士“综合实验环节”的教学改革方案,提出了以学生为主体的实验内容更新与实验题目动态优化方法,并构建从“模块化”到“系统化”的实验体系强化实验过程。实验中注重情感植入,将前沿技术介绍作为课程思政的切入点。以学生实践能力提升为总指标,建立了多样化考核评价方式完成实验过程考核与结果考核。最后分析了教改过程中的实验条件保障及教师面临的挑战。

基于自适应STBC的多天线HDA视频传输方案

混合数字模拟(HDA)视频传输是一种新型的跨层传输技术,可以很好克服传统数字传输所引起的视频质量悬崖效应。该研究基于HDA的多天线软视频传输以取得高频谱效率和高传输速率,提出了一种基于自适应STBC的多天线HDA视频传输方案。方案根据数据包的重要性选择正交STBC(OSTBC)和准正交STBC(QSTBC):OSTBC用于传输最重要数据包,QSTBC用于传输次重要数据包,其他最不重要数据包被丢弃。在给定符号速率及不同的信道信噪比条件下,根据视频恢复质量最优,推导出传输数据包重排的闭式表达,并对传输的数据进行优化功率分配。实验结果表明,在4×1系统中,由于根据数据包的重要性自适应选择STBC,提出方案比纯OSTBC或纯QSTBC获得了0.2 dB~2 dB的质量提升。

双选择性信道下发射分集MISO OFDM系统基于BEM的低复杂度信道均衡

在高速移动环境下,无线信道会同时经历时间选择性和频率选择性衰落,即所谓的快速时变信道,也称之为双选择性信道。最初的发射分集Alamouti编码方案是针对时不变平坦信道提出的,不能直接应用于快速时变信道。此外,OFDM系统在双选信道下遭受的载波间干扰(ICI)不可忽视。因此,发射分集MISO OFDM系统在双选择性信道下既节能又有效的信号恢复是有挑战的。本文基于双选择性信道的基扩展模型(BEM)表示,研究了一种有效的可动态分组的混合干扰消除(HIC)信道均衡方案。仿真结果表明,提出的方案,与传统的MMSE均衡相比,计算复杂度大大降低的同时性能显著提高,计算量的降低减少了能量消耗,达到节能的目的;与现有的关于发射分集的信道均衡方案相比,表现出性能和复杂度的较好折中;此外,在信道信息完美已知的假设下,随着移动速度的提高,误码性能没有损失。

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-Seidel(GS)迭代方法避免系统矩阵求逆,大大降低估计的复杂度。相比最小二乘(Least Squares,LS)算法,该算法计算复杂度阶数从基站天线数的立方降到基站天线数的平方。为了进一步评估性能,推导了相应的信道估计参数的Cramer-Rao下界,最后通过仿真验证了所提算法的有效性。仿真结果表明,只需要较少的迭代数,GS就可以实现与LS算法相同的估计误差性能。

电子信息专业“学术英文写作”模块化教学实践

“学术英文写作”是电子信息专业国际化人才培养的一门重要课程。然而现有的“学术英文写作”教学仅提供宏观的规划设计,缺乏具体内容的实际可操作性。为此,本文以引言写作逻辑为教学模块案例,探索了如何充分利用多样化的网络资源优势,开展以学生为中心的课前、课中、课下有机融合的灵活教学设计。所探索的引言写作技巧和详实的教学设计,为模块化网络教学提供一个切实可行的参考方案。

MC-CDMA系统中的PPIC多用户接收机研究

研究了上行链路MC-CDMA系统中的部分干扰抵消多用户接收机方案,提出了初级采用线性MMSE检测的多级PIC多用户接收机。为了减小初级判决不精确带来的误差传播,每级乘以一个不同的部分相消因子以实现部分消除。在不考虑信道估计误差的情况下,仿真了不同用户数下该方案与传统解相关和最小均方误差多用户检测的性能比较。仿真结果表明提出的PPIC接收机具有更好的误码率性能。

基于自能量回收的全双工用户协作NOMA系统性能分析

自干扰的存在是全双工(Full Duplex,FD)用户协作中继系统中的不利因素,本文研究了基于自能量回收(Self-Energy Recycling,SER)的FD用户协作非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)中继系统,在FD用户中继处考虑了不同的转发协议以及同时的信息和功率传输,并对NOMA弱用户考虑了不同协议下选择合并和最大比合并两种合并方案,分别推导了不同方案组合下系统用户的中断概率,并提供了各用户中断概率的解析表达式.仿真结果表明提出的基于不同转发协议的SER方案与现有的方案相比,其中断性能均有所提升,并验证了蒙特卡洛仿真与推导的解析表达式的一致性.此外给出了不同参数下的性能仿真对比,为实际系统中合适的参数和方案选择提供了理论参考.

上行链路MC-CDMA系统并行干扰抵消接收机的改进

介绍了上行链路MC-CDMA系统的一种初级采用线性MMSE检测的PIC多用户接收机。为了减小初级判决不精确带来的误差传播,提出了一种新的基于部分并行干扰抵消的多级PIC接收机结构,他是通过每级乘以一个不同的部分相消因子实现的。在不考虑信道估计误差的情况下,仿真了上行信道不同用户数、不同部分相消因子对改进的接收机性能的影响。仿真结果表明改进的接收机具有更好的误码率性能。

MC-CDMA系统MMSE-PIC接收机性能研究

介绍了上行链路MC-CDMA系统模型,分析了此系统中的MMSE-PIC多用户接收机方案,并对数值仿真结果进行了分析。

有信道估计误差时MC-CDMA系统PIC检测性能分析

分析了有信道估计误差的情况下,MC-CDMA系统下行链路PIC多用户检测的性能,推导出了系统误差码率表达式,通过和无估计误差时系统的误码率公式对照,表明信道估计误差降低了系统性能,提出并验证了一种有效的对抗信道估计误差的方法。

MC-CDMA系统中的PPIC多用户接收机研究

研究了上行链路MC-CDMA系统中的部分干扰抵消多用户接收机方案,提出了初级采用线性MMSE检测的多级PIC多用户接收机。为了减小初级判决不精确带来的误差传播,每级乘以一个不同的部分相消因子以实现部分消除。在不考虑信道估计误差的情况下,仿真了不同用户数下该方案与传统解相关和最小均方误差多用户检测的性能比较。仿真结果表明提出的PPIC接收机具有更好的误码率性能。

协作多输入多输出环境反向散射通信系统遍历速率分析

针对传统物联网(IoT)能耗大、频谱资源稀缺的问题,提出了由环境反向散射、协作接收机(CRx)和环境射频(RF)源共同构建的协作多输入多输出环境反向散射通信(MIMO-AmBC)系统模型。首先,通过使用PSR方案对该系统模型进行分析,推导出信噪比(SNR);其次,推导出主链路和反向散射链路的遍历速率近似表达式,并得到反向散射链路遍历速率最大值表达式;最后,将其与传统蜂窝网络、CSR方案作对比。实验结果验证了理论推导的正确性并给出有意义结论:1)反向散射链路速率随接收天线数对数增长,与发射天线数无关。2)在SNR为10 dB时,PSR方案的和速率比传统方案、CSR方案分别提升36.8%和29.9%,虽然PSR方案的主链路速率比CSR方案降低5.5%,但反向散射链路的遍历速率比CSR方案提升7.7倍。为实际应用选取AmBC共生方案提供了理论参考。

宽带大规模MIMO-OFDM系统自适应稀疏信道估计方案

大规模MIMO-OFDM系统下行链路利用压缩感知算法获得信道状态信息需要已知信号的稀疏度作为先验条件,然而实际环境中,无线信道的稀疏度是未知的。利用大规模MIMO信道的空时共同稀疏性的特点与不同SNR下设置不同停止迭代阈值的思想改进压缩感知重构算法,目的在于使所提算法不仅提升估计性能,还可以准确获得信道的动态稀疏度。通过实验可知,相比传统的CoSaMP算法和S-CoSaMP算法,SSA-CoSaMP算法在同等信噪比下具有更良好的信道估计性能,并且可以自适应地获取稀疏度,更适合实际工程中应用。