IRS辅助的SWIPT系统中基于能效优先的波束成形设计与优化

以智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)系统为背景,研究了该系统中基于能效优先的多天线发送端有源波束成形与IRS无源波束成形联合设计与优化方法。以最大化接收端的最小能效为优化目标,构造在发送端功率、接收端能量阈值、IRS相移等多约束下的非线性优化问题,用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)求解。采用Dinkelbach算法转化目标函数,通过奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和半定松弛(semi-definite relaxation,SDR)得到发送端有源波束成形向量。采用SDR得到IRS相移矩阵与反射波束成形向量。结果表明,该系统显著降低了系统能量收集(energy harvesting,EH)接收端的能量阈值。当系统总电路功耗为?15 dBm时,所提方案的用户能效为300 KB/J。当IRS反射阵源数与发送天线数均为最大值时,系统可达最大能效。     

空间激光通信中基于原模图的LDPC码构造方法

研究了空间激光通信系统中的信道编码算法,基于原模图和准循环扩展,提出了一种性能优异的低密度奇偶校验(LDPC)码构造方法,可以满足光通信系统中的高速编译码需求。仿真结果表明,构造的LDPC码纠错性能强,在误码率(BER)为10-9数量级处仍未出现误码平底,适合长距离空间激光通信系统。     

信息感知的分层加权干扰消除编码缓存

为了消除多中继系统未请求子文件的干扰，提高系统传输总自由度，提出了信息感知的分层加权干扰消除编码缓存方案。该方案根据用户、中继的缓存容量、用户和文件数量将系统划分为两个子系统，联合设计加权干扰消除、正交单播和去中心化编码多播来最小化链路负载和提高系统总自由度。对于子系统Ⅰ,在单次无干扰传输子文件数大于用户数时引入单播，相对传统干扰消除，可获得的额外总自由度增益。在子系统Ⅱ中，提出了多中继协作编码传输，极大地降低了传输次数，提高系统总自由度。仿真表明，在单次无干扰传输子文件数小于用户数时，所提方案获得的总自由度优于传统未编码缓存方案，可实现最低1.3倍的总自由度增益；与传统干扰消除方案相比，所提方案可获约10.6%的总自由度增益。     

基于最大比合并的低阶比特量化转发协作

针对现有量化转发(QF)复杂度较高的缺陷,提出了低复杂度QF方案。采用了低阶量化和调制,使复杂度有较大降低。在目的节点,将量化信息和直传信息最大比合并(MRC),可降低系统误码率(BER)。理论分析表明:可获得与目前较优的压缩转发(CF)协议相同的可达速率,且不受源到中继链路限制,故优于译码转发(DF)方案。基于二进制相移键控(BPSK)调制和低密度奇偶校验(LDPC)信道编码,仿真分析了1 bit和2 bit量化的BER性能。结果表明:2 bit量化较DF和1 bit量化有更大的增益,而且在中继距离目的节点较近时,所提QF协议具有相对较好的BER性能。     

基于Rao检验的信号统计分辨界分析

针对基于广义似然比检验(GLRT)的信号统计分辨界(SRL)分析存在计算较复杂、难以得到检测统计量解析表达式等问题,提出了一种基于Rao检测的SRL分析方法.分析了噪声方差已知和未知两种情形下的信号一维方位角SRL以及噪声方差已知时的信号二维方位角及俯仰角SRL,推导得到了Rao检测统计量以及对应SRL所需的最小信噪比(SNR),分析了检测性能、计算复杂度,并与GLRT方法进行了对比.仿真实验验证了Rao检测方法的有效性.     

射频识别读写设备应用设计

主要结合对射频识别原理和组成的分析采用符合ISO/IEC 14443A标准的Philips公司MIFARE技术的MFRC500射频集成电路芯片、ATMEL89C5l单片机芯片及辅助电子元器件等来实现射频卡读写设备的设计。该设计首先对射频IC卡读写设备原理进行分析，再根据其原理完成硬件电路设计和软件功能实现，最后在此基础上配置相应的通信协议，来具体实现射频IC卡读写设备的各种操作接口以供射频识别系统的应用。     

无线多中继系统中判决门限辅助的快速Z转发协作

针对Z向转发(ZF)协作所有中继节点均参与协作转发导致的能耗利用不合理问题, 该文提出了一种适用于多中继场景下的门限辅助判决快速Z转发(DT-FZF)协作.当中继节点处接收信号对数似然比(LLR)的绝对值小于门限时,中继节点不参与协作转发;否则中继节点协作转发经截断后的对数似然比(LLR).放大转发(AF)、译码转发(DF)、分段转发(PF)和ZF协作可看作DT-FZF协作的特殊情况.在三中继系统,误比特率(BER)为10–3时,相比ZF协作,所提协作可获得约0.8 dB的性能增益.     

基于原模图的AR4JA码的优化设计

LDPC码具有接近香农极限的性能和适中的编译码复杂度,在深空通信中具有较大应用前景。该文介绍了空间数据系统咨询委员会标准推荐的累积重复累积码,根据码字的原模图对ARA码进行了设计和分析。经过改进得到AR4JA码性能良好,具有系列性,采用并行结构解码,编解码复杂度较低。相关的仿真结果表明,采用该文所提出的改进原模图构造方法,在4/5码率,3.7 dB信噪比下,可以获得接近10-6的误码性能。     

智能家庭网关设计及其物联网应用

提出一种智能家庭网关设计方案,采用LPC2103微控制器和RTL8019AS模块,基于改进的用户数据报(UDP)协议,实现智能家庭信息处理平台.利用现有的网络设施,将采集到的家电终端信息进行处理和控制,达到智能联网与信息处理的效果.在物联网中的应用结果表明,该网关具有成本低、实时性好及安全性高的特点.     

一种基于伪循环MDS码的准循环LDPC码构造方法

该文提出了一种利用两个信息符号的伪循环最大距离可分(MDS)码,构造围长为6的准循环低密度奇偶校验(LDPC)码的方法。在GF(q)中,它通过直接计算长为q+1的伪循环MDS码生成多项式,构造准循环LDPC码的校验矩阵。其主要利用了含两个信息符号的伪循环MDS码字特殊的循环性,及任意两个码字间距离不小于q的特点,使所构造的准循环LDPC码保证无4环。仿真结果表明,基于伪循环MDS码的准循环LDPC码在高斯信道下,能获得较好的误码性能。