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        面向6G 海量接入的智能通信技術導讀

        2024-12-25 00:00:00
        無線電工程 2024年12期
        關鍵詞:最大化海量信道

        特邀策劃人

        李興旺

        博士,河南理工大學物理與電子信息學院副教授、碩士生導師。IEEE 高級會員、入選斯坦福大學全球前2% 科學獎榜單。主要從事新一代(5G 及Beyond)寬帶移動通信系統(tǒng)的新理論及技術的研究。IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems、IEEE Transactions onVehicular Technology、IEEE Systems Journal、IEEE Sensors Journal 等多個國際期刊副主編,發(fā)表學術論文100 余篇。

        李春國

        博士,東南大學信息科學與工程學院教授、博士生導師。中國通信學會會士、英國工程技術學會會士(IET Fellow)、IEEE 計算智能學會南京分會主席、江蘇省科技智庫專家。主要從事網(wǎng)絡通信及安全理論與關鍵技術方面的研究。主持國家重點研發(fā)項目子課題、國家自然科學基金項目、江蘇省重點研發(fā)項目子課題、華為重點研究基金等課題10 余項,發(fā)表學術論文200 余篇。

        內(nèi)容導讀

        進入21 世紀以來,信息通信技術的迅猛發(fā)展極大地改變了人們的生活和工作方式。通信網(wǎng)絡不僅實現(xiàn)了語音通話和數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳?,還推動了全球經(jīng)濟的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。隨著連接設備數(shù)量的激增和應用場景的多樣化,傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡面臨著前所未有的挑戰(zhàn)以滿足海量接入的需求。

        在此背景下,6G 技術應運而生,預示著通信行業(yè)的新一輪革命。預計到2030 年,全球?qū)⒂袛?shù)百億個設備接入網(wǎng)絡,如何實現(xiàn)高效、穩(wěn)定且智能的互聯(lián)互通,成為亟待解決的關鍵問題。6G 不僅需要支持更高的數(shù)據(jù)速率和更廣泛的覆蓋,還需具備強大的智能化能力,以適應各種復雜的應用場景。

        無線通信技術向海量接入的智能無線通信的轉(zhuǎn)變不僅可以滿足未來6G 網(wǎng)絡海量接入的需求,而且可以更好地解決信息處理和通信網(wǎng)絡優(yōu)化等問題。為集中展現(xiàn)面向6G 海量接入的智能通信技術的最新研究成果,《無線電工程》第12 期推出“面向6G 海量接入的智能通信技術(2)”專題。專題采用公開征稿的方式組織稿件,在所有通過專家評審的稿件中,最終確定錄用稿件5 篇。專題主要展示了壓縮感知信道估計算法、無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化算法、低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡優(yōu)化分組切換方法、智能反射面(IntelligentReflecting Surface,IRS)輔助多輸入多輸出(MultipleInput Multiple Output,MIMO)廣播系統(tǒng)安全速率最大化、雙智能反射面輔助非正交多址接入(NonOrthogonal Multiple Access,NOMA)系統(tǒng)速率最大化等研究成果。

        在壓縮感知信道估計算法方面收錄1 篇論文。朱啟標等針對可重構智能表面(ReconfigurableIntelligent Surface,RIS)輔助通信系統(tǒng)中無源反射陣列所導致的信道估計導頻開銷大的問題,根據(jù)毫米波信道的特征和稀疏結構,提出了一種低導頻開銷的壓縮感知信道估計算法。仿真結果表明,在實現(xiàn)相同的信道估計精度時,所提算法在低信噪比條件下比現(xiàn)有方案所需的導頻開銷要低。

        在無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化算法方面收錄1 篇論文。任進等提出了一種基于相互學習能力和動態(tài)學習因子的改進粒子群算法。該算法引入了拉丁超立方采樣序列和相互學習方法,并利用動態(tài)學習因子策略,加快了算法收斂速度并增強了全局尋優(yōu)能力。仿真結果表明,改進粒子群算法可以耗費更少的資源達到更好的尋優(yōu)效果,可以有效解決網(wǎng)絡覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余問題,提高網(wǎng)絡覆蓋率。

        在低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡優(yōu)化分組切換方法方面收錄1 篇論文。楊兆瑞等針對衛(wèi)星運動,大量用戶同時發(fā)生切換會產(chǎn)生大量的信令開銷和網(wǎng)絡性能下降的問題,提出了一種基于海量用戶的屬性優(yōu)化分組方式的多星切換方法。該方法通過考慮切換成功率、負載均衡和切換時延等因素,調(diào)度組內(nèi)用戶和用戶組,優(yōu)化用戶的分組切換。仿真結果表明,優(yōu)化后的分組切換方法能夠有效提高切換成功率,改善衛(wèi)星的負載均衡,降低切換時延,降低切換的信令開銷。

        在IRS 輔助MIMO 廣播系統(tǒng)安全速率最大化方面收錄1 篇論文。黃晉浩等針對IRS 輔助的MIMO系統(tǒng),在已知統(tǒng)計信道狀態(tài)信息(Channel StateInformation,CSI)的情況下,基于用戶公平性考慮,優(yōu)化IRS 相位以最大化用戶中的最差安全速率,并且利用了粒子群算法解決優(yōu)化問題。仿真結果表明,提出的算法優(yōu)于基線對比方法,可以有效提升IRSMIMO的系統(tǒng)性能。

        在雙智能反射面輔助NOMA 系統(tǒng)速率最大化方面收錄1 篇論文。劉澤宇等針對多IRS 輔助的下行多天線NOMA 系統(tǒng)開展了速率最大化研究。通過求解總用戶組合信道強度最大化問題,得到用戶的解碼順序,進一步利用交替優(yōu)化方法設計最優(yōu)的波束成形矢量與相移矩陣。仿真結果表明,所提的設計方案顯著提升了系統(tǒng)的速率性能。

        綜上所述,專題收錄的5 篇論文分別針對特定的研究問題,從多個視角,一定程度上展示了當前面向6G 海量接入的智能通信技術的進展,得到了有意義的研究結論,能夠給他人提供較好的參考作用。當然,這些論文也不能窮盡智能通信技術各方面的進展,希望通過這些論文的刊出,讓更多的專家學者和研究人員關注該領域的發(fā)展,從而促進產(chǎn)生更多的研究成果。

        最后,感謝參與稿件評審的各位專家學者的辛勤工作,衷心希望專題的出版能夠?qū)γ嫦颍叮?海量接入的智能通信技術的研究起到有益的作用。

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