Nakagami-m信道下无人机辅助的速率分拆多址接入协作通信系统性能研究

针对多用户通信资源短缺、分配不均衡的问题,该文研究了基于速率分拆多址接入技术(RSMA)的无人机(UAV)辅助多用户下行通信网络。在复杂的实际通信环境中,频率复用所引起的无用信号的干扰不可避免,考虑无人机与各用户节点信息传输受共道干扰影响,在Nakagami-m衰落信道下推导了该无人机协作通信系统的中断概率和信道容量的精确闭式表达式,证明共道干扰的存在使得高信噪比(SNR)区域系统的分集阶数为0。结果表明,在相同的空间模型下,采用RSMA通信方案的系统性能优于非正交多址(NOMA)方案;无人机飞行速度增大时,地-空通信建立视距链路的概率降低,系统中断性能下降。因此,在满足用户实际通信的需求时需要综合考虑无人机飞行速度、多址接入方式、系统性能以及通信连通性,以实现对无人机通信系统整体的有效权衡。

RIS辅助共生无线电通信的速率分拆多址资源分配方案

随着通信场景和网络架构的日益复杂,无线电网络频谱资源稀缺与能耗问题是无线通信的关键挑战,为此,提出了一种新的基于速率分拆多址接入技术(Rate Splitting Multiple Access,RSMA)广播信号的可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)辅助共生无线电(Symbiotic Radio,SR)系统方案。在该方案中主发射机采用RSMA的方式广播信号,并将传统高功耗次发射机用低功耗RIS替代协作信号的后向散射传输。在主发射机发射波束形成,RIS相移系数和公有信息速率分配约束下,构建了最大化主接收最小速率的问题。由于问题的非凸性和变量的耦合性,提出了一种基于逐次凸逼近,凸差函数,罚函数的交替优化方法以求得次优解。仿真结果表明,与空分多址接入和非正交多址接入方案相比,所提RSMA方案能显著提升用户速率。

人工噪声在速率分拆多址保密通信中的作用

本文研究速率分拆多址接入(Rate Splitting Multiple Access,RSMA)多输入单输出安全通信中,人工噪声(Artificial Noise,AN)对提升系统保密速率性能的作用以及不同方案下公共流和私有流的功率分配情况。用户消息被分拆并编码为公共流和私有流。与传统将多用户干扰视为性能瓶颈的想法不同,通过对MUI部分解码并将其余部分视为噪声,RSMA中的公共流既是合法用户的有用数据,又充当干扰外部窃听者的AN。基于此,本文研究是否需要额外的AN来增强保密性能。考虑用户公平性,提出了有或无AN的发射预编码优化方案最大化最小保密速率,采用基于逐次凸逼近的方法得到最优解。仿真结果表明,完美CSI条件下,单纯依赖RSMA中的公共流充当AN与AN辅助的RSMA安全预编码方案的可达保密速率几乎一致,额外的人工噪声并不能提高系统保密速率性能。

基于RSMA的无线光通信中预编码与功率分配研究

【目的】针对无线光通信(OWC)系统中应用速率分拆接入(RSMA)技术的资源分配问题,提出一种基于线性逼近的联合预编码矩阵和速率分配算法,以提高系统的可靠性和性能。【方法】采用变量转换和线性逼近的方法将非凸分阶函数转化为凸函数。通过联合预编码矩阵和速率分配算法,有效地分配系统资源,提高系统性能。为了求解最优解,采用连续迭代算法进行优化。【结果】仿真结果表明,文章所提出的联合优化方案显著降低了系统中断概率,并具有快速的收敛速率。这意味着所提方案能够在基于RSMA的OWC(RSMA⁃OWC)系统中提供更可靠和高效的通信性能。【结论】文章所提方案为OWC系统中的RSMA技术提供了有效的资源分配方法,提高了系统的可靠性和性能。进一步的研究应聚焦于RSMA⁃OWC系统的中断概率问题以及资源分配、预编码设计和应用扩展等方面的挑战。该研究为推动RSMA技术在OWC领域的应用和发展提供了有价值的参考。

一种低轨卫星阵列天线多波束覆盖及多业务协作传输方案

随着5G技术的发展与成熟,将5G技术应用于低轨卫星通信中对天地融合一体化接入具有重要的意义。对于低轨卫星阵列天线多波束覆盖,卫星端天线阵列形成的波束覆盖范围较大,服务的用户数较多,采用自适应波束覆盖的复杂度较高,而采用固定波束覆盖有着星下用户的链路余量过大、边缘用户链路余量低的缺点。为此,设计了一种基于部分连接混合预编码的固定多波束覆盖方案,该方案分割卫星天线阵列形成多个子阵列,再由子阵列形成固定波束进行覆盖。随后基于提出的多波束覆盖方案,借鉴速率拆分(Rate Splitting,RS)技术高效利用空间资源,提出一种基于子阵列的广播单播协作传输方案。仿真实验表明,该方案具有更高的频谱效率。