智能反射面辅助的感知和通信一体化

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kejianghaoxl
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着信息通信技术的快速迭代,未来的通信网络将会是感知、通信与计算协同融合的网络。在下一代通信技术中,通信网络将赋能万物互联,实现可感知、可辨识、可计算、可控制、可管理,满足各行各业的应用需求。本文聚焦于感知与通信融合进行研究,结合现有的一些技术,探索毫米波成像和多用户通信相关的技术,主要内容如下:首先,在智能反射面的辅助下,本文提出了一种基于像素块划分和块稀疏信号恢复的新型毫米波计算成像方案。首先将待探测的目标空间均匀划分为三维像素块,将目标空间的重建问题离散化为像素块的判断问题。本方法利用智能反射面每一个微面都能够独立地对入射信号进行反射这一特点,增加信号的观测通道,使得每一次信号照射可以获得更多的信息。并且提出并分析了集中式智能反射面和分布式智能反射面这两种工作模式对于成像的影响。利用目标空间信息向量的特殊块稀疏性,提出了一种快速块稀疏贝叶斯学习算法,结合了广义近似消息传递算法,能够在比传统块稀疏贝叶斯学习算法低得多的计算复杂度下,获得相近的性能表现。最后通过仿真分析了提出的成像方案和提出的算法的性能。然后,本文提出了一种基于环境感知的三维确定性信道重建方案。毫米波由于在大气中衰减很快,所以通常利用多输入多输出技术发射窄波束用来进行通信。这导致了一个很重要的问题就是一旦波束方向未对准用户就会导致通信质量严重下降。为了进行波束对准,通信系统需要频繁地进行信道估计,这带来了巨大的负担。基于此,本文提出了一种智能反射面辅助的基于环境感知的确定性信道重建方案。通过毫米波计算成像,系统首先探测出无线环境的信息,然后在此基础上无需信道估计而是直接通过计算得到相应用户的信道,并以此进行波束成形通信。为了完成这一任务,本文提出了一个毫米波波段上的物理反射模型,通过将反射信号划分为镜像反射和漫反射,构建了反射信号和入射信号之间的关系。最后通过仿真实验分析了提出的基于环境感知的信道重建方案和波束传输方案的性能。最后,本文提出了一种联合多用户通信和环境感知方法,将多用户通信和环境感知结合在一起。本方法在智能反射面辅助的上行通信中,基于稀疏码分多址接入系统完成多用户信息可靠接入,同时感知无线环境内的反射体信息。使用消息传递算法解码器获得所有用户上行传输的码字,并使用毫米波计算成像的方法进行环境感知。通过多用户信息和环境信息之间的相互迭代和不同资源块间的信息传递,同时完成两个任务。最后通过仿真验证了提出的联合多用户通信和环境感知方案的性能。
其他文献
日益增长的高速实时流数据传输需求对系统带宽、时延以及稳定性都带来了很大的挑战,与此同时通用处理器也逐渐成为高性能数据传输领域的瓶颈。针对此现象,本文对高性能实时信号通道技术展开研究,提出并设计了一种面向嵌入式系统的高性能实时数据传输分发系统架构。该系统融合了基于Aurora的模块间串行数据传输和基于万兆以太网TCP/IP卸载引擎技术的处理模块与服务器互联,在高性能实时流数据传输领域具有较好的应用价
随着第四次工业革命的到来,计算机和人工智能技术得到了快速的发展,以此为基础的无人驾驶作为新兴产业也得到了学术界以及产业界的大量关注。相较于传统驾驶模式,高性能的驾驶决策系统能够避免各种人因导致的交通事故,同时解放人类双手、缓解交通压力。精准灵敏的感知算法是无人驾驶车辆进行自主行驶的前提,目前主流的硬件冗余方案需要高昂的硬件成本,同时传感器的增多也会给数据同步和算法实时性带来很大挑战,因此研究低成本
随着工业网络数字化、智能化程度的提高,数据传输对实时性和高可靠性的需求变得愈发迫切。时间敏感网络作为一种全新的技术,通过标准化为各类流量提供实时传输,弥补了标准以太网架构难以提供低延时通信的缺陷。时间触发流是时间敏感网络中一类高优先级的流量,在工业应用中常携带关键控制数据。为保证时间触发流传输的可靠性,通常采用冗余的方法实现网络的容错,但是冗余导致的额外负载会显著影响时间触发流的可调度性。因此如何
随着移动互联网等超宽带通信业务的高速发展,后5G和6G时代的用户数据流量将呈现指数级的快速增长。为了解决容量升级的挑战,无线通信正在向更高的载波频率发展。太赫兹波(Terahertz,THz)是频率位于0.1 THz~10 THz之间的电磁波,具有带宽大、方向性好、穿透特性强等优点,是实现超高速无线通信的理想载体之一。目前,太赫兹无线通信系统的实现方案主要可分为光子学方案和电子学方案,而基于光子学
时间敏感网络既能满足工业通信低时延、低抖动、高可靠的数据传输需求,又完全兼容现有的以太网体系,是支撑工业互联网发展的重要通信平台。时间触发流是时间敏感网络中负责传输实时数据的关键流量,其传输严格遵循门控调度表,选择不同的传输路径会影响调度的成功率。随着工业互联网中智能设备类型和数量日益增长,时间触发流种类和数量也越来越多,这对时间敏感网络容纳时间触发流的能力提出了新的挑战。当前一般采用负载平衡路由
随着智能化社会的飞速发展,芯片作为智能设备的核心,复杂度和灵活性不断上升。为了缩短开发流程,提高迭代效率,同时保证芯片的功能正确性,芯片验证的速率与效率成为了重中之重。通用验证方法学(Universal Verification Methodology,UVM)作为目前被工业界应用最广泛的验证方法学,对于减少验证成本,缩短验证时间,保证验证效率具有很大的优势。本论文基于UVM验证方法学,分别为RI
习近平总书记高度重视和关心青年的成长,在重大场合多次提及青年问题,逐渐形成习近平青年观,为青年工作指明了方向。“新时代”赋予了习近平青年观更加鲜明的内涵,学习习近平青年观为青年自身发展和社会发展提供了有效的行动指南。
NOR型闪存具有读取速度快、与CMOS集成工艺兼容等优点而被广泛应用于各种领域,更多应用环境迫切需要更大容量更小尺寸的NOR型闪存,然而由于特征尺寸的不断缩小,浮栅器件逐渐濒临物理尺寸极限,这对存储器的工艺以及其可靠性都提出了更大的挑战。本文基于量产平台开展了55/50 nm ETOX NOR型闪存的可靠性和干扰特性研究及其工艺优化。针对NOR型闪存耐擦写特性的研究,通过TCAD模拟仿真和流片测试
异构多核处理器因其出色的计算性能和并行任务处理能力,被广泛地应用于智能手机、自动化机器人、可穿戴设备等移动嵌入式电子产品中。然而,受限于电池技术的缓慢发展,移动设备在性能提升的同时,还要满足一定的能耗限制。常用的DVFS技术虽然能降低能耗,但也带来了性能的降低。因此,需要通过合理的任务调度方法在DVFS的基础上进一步优化异构多核处理器的性能与能耗。针对此问题的研究主要集中于如何在一定的能耗约束下,
随着工业4.0时代的到来,嵌入式微控制器在工业自动化发展中发挥着越来越重要的作用。现代化应用场景对芯片性能的需求逐渐提高,相比单核处理器芯片,嵌入式多核So C能够带来几乎成倍的性能提升。同时,芯片也持续向小型化、轻量化和低功耗等特性发展,使得单个器件的敏感性增加,出错概率提高,给芯片的可靠性带来严峻的挑战。嵌入式多核So C如何在不同的计算或控制应用中充分发挥硬件资源优势是值得探究的问题。嵌入式