H-CRAN中IRS辅助的D2D系统资源分配与RCG波束成形优化

以异构云无线电接入网(heterogeneous cloud radio access network,H-CRAN)中智能反射面(intelli‐gent reflecting surface,IRS)辅助的端到端(device-to-device,D2D)通信系统为背景,研究了该系统中以和速率最大化为目标的资源分配与黎曼共轭梯度(Riemannian conjugate gradient,RCG)波束成形优化方法。以最大化系统和速率为优化目标,构造子信道复用系数、发射功率门限以及IRS反射系数模约束等多约束优化问题。对于该非线性混合整数规划问题,提出了一种基于相对信道强度的延迟接受算法,以获得信道复用系数。随后将目标优化问题分解为两个子问题进行交替优化。对于发射功率优化子问题,使用逐次凸逼近(successive convex approximation,SCA)方法进行求解。对于IRS波束成形子问题,将IRS相移约束转化为复圆流形后,采用RCG算法进行求解。仿真结果表明,当IRS反射阵源数为50、基站最大发射功率为46 dBm时,与现有信道分配方案和随机信道分配方案相比,所提信道分配方案的和速率性能分别提高了5.2 bit/(s·Hz)和14.6 bit/(s·Hz)。与无IRS通信场景相比,部署IRS的和速率性能显著提高约31.2 bit/(s·Hz)。

IRS辅助WPCN用户公平性与系统吞吐量优化方案

为了解决无线供电网(wireless powered communication network,WPCN)中用户公平性不足与系统灵活性差的问题,提出一种基于智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)的优化方案。该方案直接将公平指数(fairness index,FI)和系统吞吐量加权相加作为优化目标,建立了用户公平性与系统吞吐量的联合优化问题。由于所建立的优化问题是非凸问题,因此,将优化问题拆分为时隙长度和IRS反射系数优化子问题,然后交替求解。针对时隙长度优化子问题,使用逐次凸逼近(successive convex approximation,SCA)算法求解;针对IRS反射系数优化子问题,使用闭式解、SCA和半定松弛(semi definite relaxation,SDR)算法求解。仿真结果表明,所提方案在用户公平性和系统灵活性方面优于其他方案。

含电力电子变压器的交直流配电网随机运行优化

间歇性可再生能源的接入,使得含电力电子变压器(power electronic transformer,PET)交直流系统的运行面临巨大挑战,因此提出基于场景分析法的优化调度模型。计及风电和光伏出力在空间上的相关性,采用多维高斯混合模型构建风电/光伏出力的联合概率分布,并基于同步回代削减法进行场景缩减,建立了含PET的交直流混合配电网随机运行优化模型,以得到满足典型场景的运行调度方案。然而随机运行优化模型属于海量高维非凸优化问题,难以求解,针对这一问题,提出基于二阶锥松弛技术和线性逼近法的逐次凸逼近规划模型,通过循环迭代实现对该问题的高效求解。仿真算例验证了所提模型方法的有效性和可行性。

密集异构网络中D2D通信的多对多资源共享

为解决高接入量、高数据速率需求下的频谱资源短缺问题,将D2D通信技术引入蜂窝网络,研究密集异构网络中D2D通信的多对多资源分配与功率控制问题。多对多频谱共享将显著提高频谱效率,但在密集场景下会产生干扰累积问题。针对干扰累积问题,提出基于集合划分的多对多资源共享方案,提高D2D用户接入率以及最大化系统吞吐量;设计基于连续凸逼近的功率优化算法,降低主次用户间的干扰,提高D2D用户的稳定性。将仿真结果与其它算法进行比较,验证了该算法可有效控制干扰,显著提高系统吞吐量和D2D用户接入率。

改善MIMO-STAP检测性能的收发空时资源配置方法

针对机载多输入多输出(Multiple-In Multiple-Out,MIMO)雷达资源受限,从而导致目标检测性能下降的问题,提出一种改善基于MIMO雷达的空时自适应处理(Space Time Adaptive Processing,STAP)检测性能的收发空时资源配置(Transceiver Space-Time Resource Allocation,TST-RA)方法.所提方法利用所构建包含待配置收发空时资源的MIMO-STAP模型,基于最大化输出信杂噪比(Signal-Clutter-Noise Ratio,SCNR)准则,构造收发阵元、发射脉冲、基带波形以及接收权值联合设计问题.为求解所得复杂非线性联合优化问题,基于交替迭代策略将其分解为相互独立的子问题,而后利用如下方法高效求解各子问题:基于逐次凸逼近(Sequential Convex Approximations,SCA)方法选择最优天线脉冲子集,基于半正定规划(SemiDefinite Program,SDP)及随机化方法优化发射波形,基于最小方差无畸变响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)准则设计接收权,从而获得联合优化问题的有效求解.仿真结果验证了所提算法的有效性.