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一种面向透镜阵列毫米波多用户MIMO的CNN天线选择算法
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作者 程文铭 钱蓉蓉 任文平 《无线电工程》 北大核心 2023年第5期1145-1152,共8页
毫米波通信中大规模多输入多输出(MIMO)系统的实现需要使用大量射频链,导致了系统硬件成本和能耗过高的问题。为了解决这一问题,考虑利用透镜天线阵列基于方向的能量聚焦特性并结合天线选择技术能够在性能损失不明显的同时有效地减少射... 毫米波通信中大规模多输入多输出(MIMO)系统的实现需要使用大量射频链,导致了系统硬件成本和能耗过高的问题。为了解决这一问题,考虑利用透镜天线阵列基于方向的能量聚焦特性并结合天线选择技术能够在性能损失不明显的同时有效地减少射频链的使用数量。针对具有透镜天线阵列的多用户MIMO系统,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的天线选择算法,将信道状态信息和以信道容量为指标而制作的标签作为网络的输入,对神经网络进行训练,用训练好的网络模型为新的信道状态信息选择出最优的天线组合。仿真结果表明,所提方案获得的和速率性能接近全数字方案,并且所提天线选择算法的分类准确率可以达到98%左右,优于其他基于机器学习的天线选择算法。 展开更多
关键词 毫米波通信 大规模多输入多输出 透镜天线阵列 天线选择 卷积神经网络
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面向毫米波透镜阵列的FNN天线选择算法 被引量:1
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作者 钱蓉蓉 卢松琴 +1 位作者 任文平 禄宇媛 《电讯技术》 北大核心 2022年第2期155-160,共6页
为了减少毫米波大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统在数据传输过程中所使用的射频链数目,解决高硬件成本和高功耗的问题,可以将透镜天线阵列作为一个实际有效的解决方案部署在毫米波MIMO系统的基站端。利用... 为了减少毫米波大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统在数据传输过程中所使用的射频链数目,解决高硬件成本和高功耗的问题,可以将透镜天线阵列作为一个实际有效的解决方案部署在毫米波MIMO系统的基站端。利用透镜天线阵列具有基于方向的能量聚焦特性,对透镜阵列进行天线选择,并为用户分配合适的天线进行数据传输,能够在维持一定的系统性能的同时减少射频链的使用。结合机器学习在数据处理及分类方面的优势,提出了一种基于全连接神经网络(Fully Connected Neural Network,FNN)的天线选择算法。仿真结果表明,所提方案能够达到和穷搜法基本一致的系统容量,且比逻辑回归、k-近邻算法的准确率分别高了7%、2%。 展开更多
关键词 毫米波通信 天线选择 透镜天线阵列 机器学习 全连接神经网络(FNN)
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基于连续支持检测的毫米波信道估计方案 被引量:2
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作者 廖小婷 吴君钦 +1 位作者 童俊责 王成敏 《计算机工程与设计》 北大核心 2021年第5期1222-1228,共7页
传统信道估计大多数方案都是为窄带系统设计的,为此,提出一种连续支持检测(successive support detection)的宽带波束空间信道估计改进方案。证明空间信道的每个路径分量具有独特的稀疏结构;根据经典的连续干扰消除的思想,连续估计稀疏... 传统信道估计大多数方案都是为窄带系统设计的,为此,提出一种连续支持检测(successive support detection)的宽带波束空间信道估计改进方案。证明空间信道的每个路径分量具有独特的稀疏结构;根据经典的连续干扰消除的思想,连续估计稀疏路径分量;对于每个路径分量,通过稀疏结构联合估计其在不同频率下的信道估计,去除其影响来估计剩余的路径分量。仿真结果表明,与传统的LS和OMP信道估计方法相比,所提方案在未知的路径数的情况下依旧减少了导频开销,提高了信道估计精度,可以以较低的复杂度准确估计信道。 展开更多
关键词 大规模MIMO 毫米波 透镜天线阵列 连续支持检测 信道估计
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无人机辅助多用户毫米波MIMO系统的透镜波束预编码技术研究 被引量:1
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作者 陈真 唐杰 +1 位作者 杜晓宇 章秀银 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期844-851,共8页
无人机(UAV)与毫米波(mmWave)多输入多输出(MIMO)系统的结合可以提供高数据速率的空中链路,然而其部署位置及波束赋形设计直接影响无线通信系统的吞吐量。为实现多用户同时接入通信,该文提出基于离散透镜阵列(DLA)结构的波束空间预编码... 无人机(UAV)与毫米波(mmWave)多输入多输出(MIMO)系统的结合可以提供高数据速率的空中链路,然而其部署位置及波束赋形设计直接影响无线通信系统的吞吐量。为实现多用户同时接入通信,该文提出基于离散透镜阵列(DLA)结构的波束空间预编码技术,构建了联合UAV飞行高度、波束选择及混合预编码的优化方案。为了解决这一涉及随机目标函数的非凸优化问题,该文利用最小化加权最小均方误差方法,将问题转化为求一系列子优化问题,进而通过一种惩罚对偶分解(PDD)算法求解。数值仿真结果表明,该方案能够实现接近全数字波束赋形方案的频谱效率性能。 展开更多
关键词 无人机 毫米波通信 MIMO 混合预编码 透镜天线阵列
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透镜天线毫米波MIMO系统中基于开关结构的HBF算法
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作者 李虎 韦再雪 +1 位作者 程振桥 杨鸿文 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期26-33,共8页
为了解决毫米波大规模多输入多输出(MIMO)通信系统中复杂的硬件成本和能量损耗的问题,提出了单用户系统中基于自适应开关结构的透镜天线阵列波束赋形方案。与传统均匀线性阵列相比,该方案在不显著降低性能的前提下,可降低波束赋形的硬... 为了解决毫米波大规模多输入多输出(MIMO)通信系统中复杂的硬件成本和能量损耗的问题,提出了单用户系统中基于自适应开关结构的透镜天线阵列波束赋形方案。与传统均匀线性阵列相比,该方案在不显著降低性能的前提下,可降低波束赋形的硬件成本和能量损耗。结合块对角化(BD)迫零算法,将所提出的混合波束赋形(HBF)方案推广到多用户通信系统,同样可获得较高的频谱效率。 展开更多
关键词 毫米波 大规模多输入多输出 透镜天线阵列 自适应开关结构 混合波束赋形
原文传递
基于透镜天线阵的毫米波系统波束选择研究
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作者 艾志杰 岳殿武 +1 位作者 曹学敏 管伟 《光通信研究》 2021年第1期52-57,共6页
透镜天线阵列下毫米波大规模多输入多输出(MIMO)系统通过波束选择可以大大减少所需的射频链数目,解决系统硬件成本和能耗过高的问题,然而,波束选择需要基站端获取准确的信道状态信息。对此,文章首先利用波束空间的结构特性,采用基于支... 透镜天线阵列下毫米波大规模多输入多输出(MIMO)系统通过波束选择可以大大减少所需的射频链数目,解决系统硬件成本和能耗过高的问题,然而,波束选择需要基站端获取准确的信道状态信息。对此,文章首先利用波束空间的结构特性,采用基于支持检测(SD)的信道估计方案,以较低的导频开销和计算复杂度对大尺寸信道进行更加可靠的估计;其次受仿生学中蚁群优化(ACO)算法的启发,文章提出了一种基于SD估计信道的ACO波束选择方案,该方案既能有效地避免用户间波束的干扰,又能最大限度地提高系统和速率;最后,仿真结果表明,该方案能够得到计算复杂度显著降低的近优解,在提高系统和速率方面优于现有方案。 展开更多
关键词 毫米波通信 大规模多输入多输出 透镜天线阵列 信道估计 波束选择
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基于优化BM3D的毫米波大规模MIMO信道估计
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作者 邱佳锋 《电信科学》 2020年第9期44-50,共7页
针对毫米波大规模多入多出系统在射频链路数量有限时,波束域信道估计是一个有挑战性的问题,提出一种基于优化BM3D的信道估计方案。利用基于三维透镜的多入多出系统信道矩阵可被视为二维自然图像的结构特性,将图像重构技术融入信道估计。... 针对毫米波大规模多入多出系统在射频链路数量有限时,波束域信道估计是一个有挑战性的问题,提出一种基于优化BM3D的信道估计方案。利用基于三维透镜的多入多出系统信道矩阵可被视为二维自然图像的结构特性,将图像重构技术融入信道估计。BM3D是目前最精确的图像去噪算法之一,通过块匹配实现分组,利用三维变换域的收缩完成协同滤波。考虑信道的稀疏特性和路径的聚类特性,对BM3D算法进一步优化以提高性能。仿真结果表明,提出的优化BM3D方案在所有考虑的信噪比区域均能取得令人满意的信道估计精度。 展开更多
关键词 毫米波通信 BM3D 大规模多入多出 波束域信道估计 三维透镜天线阵列
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