南京郵電大學;中國電子科技集團公司第五十四研究所林敏獲國家專利權
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龍圖騰網(wǎng)獲悉南京郵電大學;中國電子科技集團公司第五十四研究所申請的專利一種面向星空融合網(wǎng)絡的智能表面輔助混合多址接入方法獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予,授權公告號為:CN115842699B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-08-15發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202211504197.3,技術領域涉及:H04L25/02;該發(fā)明授權一種面向星空融合網(wǎng)絡的智能表面輔助混合多址接入方法是由林敏;劉笑宇;趙柏;王子寧;孫士勇;程銘設計研發(fā)完成,并于2022-11-29向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。
本一種面向星空融合網(wǎng)絡的智能表面輔助混合多址接入方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種面向星空融合網(wǎng)絡的智能表面輔助混合多址接入方法,包括如下步驟:獲取各個鏈路的統(tǒng)計信道狀態(tài)信息;根據(jù)統(tǒng)計信道狀態(tài)信息,基于衛(wèi)星通信系統(tǒng)采用空分多址技術服務多用戶通信、無人機通信系統(tǒng)采用空分多址技術服務近用戶通信同時采用智能表面和非正交多址技術服務遠用戶通信,構建優(yōu)化問題;基于統(tǒng)計信道信息的迫零方法,并進一步結合Dinkelbach方法、泰勒展開和半正定規(guī)劃方法,對優(yōu)化問題進行求解,得到優(yōu)化變量值;根據(jù)優(yōu)化變量值,實現(xiàn)面向星空融合網(wǎng)絡的智能表面輔助混合多址接入。本發(fā)明在實現(xiàn)星空融合網(wǎng)絡高效傳輸和廣域覆蓋的同時,有效減少了估計量化和反饋延遲的影響,并降低了算法的復雜度。
本發(fā)明授權一種面向星空融合網(wǎng)絡的智能表面輔助混合多址接入方法在權利要求書中公布了:1.一種面向星空融合網(wǎng)絡的智能表面輔助混合多址接入方法,其特征是,包括如下步驟: 獲取各個鏈路的統(tǒng)計信道狀態(tài)信息; 根據(jù)所述統(tǒng)計信道狀態(tài)信息,基于衛(wèi)星通信系統(tǒng)采用空分多址技術服務多用戶通信、無人機通信系統(tǒng)采用空分多址技術服務近用戶通信同時采用智能表面和非正交多址技術服務遠用戶通信,構建優(yōu)化問題; 基于統(tǒng)計信道信息的迫零方法,并進一步結合Dinkelbach方法、泰勒展開和半正定規(guī)劃方法,對所述優(yōu)化問題進行求解,得到優(yōu)化變量值; 根據(jù)所述優(yōu)化變量值,實現(xiàn)面向星空融合網(wǎng)絡的智能表面輔助混合多址接入; 其中,所述優(yōu)化問題的目標為星空融合網(wǎng)絡遍歷和速率最大化,所述優(yōu)化問題的約束條件衛(wèi)星覆蓋區(qū)域內(nèi)的地球站和無人機覆蓋區(qū)域內(nèi)的遠近用戶的服務質量;所述優(yōu)化變量值為衛(wèi)星和無人機波束成形權矢量、智能表面相移矩陣以及地球站和地面用戶發(fā)射功率; 優(yōu)化問題表示為: C4:PR,m≤PR,max,PB,k≤PB,max,PS,l≤PS,max 其中,vl為衛(wèi)星對第l個地面站的接收波束成形權矢量;wi為無人機對第i個近用戶的接收波束成形權矢量,i≥1;Φ為智能表面相移矩陣,表示為P表示由地球站發(fā)射功率和地面用戶發(fā)射功率所構成的向量,RSUM表示星地網(wǎng)絡的總遍歷和速率;RB表示無人機通信系統(tǒng)的遍歷和速率;RS表示衛(wèi)星通信系統(tǒng)的遍歷和速率;γR,m表示無人機接收到第m個遠用戶的信號,并通過波束成形后,相應的輸出信干噪比;γR,th表示無人機對遠用戶的接收信干噪比閾值;γB,i為無人機接收到第i個近用戶的信號,并通過波束成形后,相應的輸出信干噪比;γB,th表示無人機對近用戶的接收信干噪比閾值;γS,l表示當衛(wèi)星接收到第l個地球站的信號,并通過波束成形后,相應的輸出信干噪比;γS,th表示衛(wèi)星對地球站的接收信干噪比閾值;PR,m為第m個遠用戶的發(fā)射功率;PR,max為地面遠用戶的最大發(fā)射功率;PB,k為地面近用戶的發(fā)射功率;PB,max為地面近用戶的最大發(fā)射功率;PS,l為第l個地球站的發(fā)射功率;PS,max為地球站的最大發(fā)射功率;MS表示地球站的數(shù)量;K表示近用戶的數(shù)量;NR表示無人機表面配置的反射單元數(shù)量; 對所述優(yōu)化問題進行求解,得到優(yōu)化變量值,包括以下步驟: 步驟1、根據(jù)優(yōu)化問題,采用基于統(tǒng)計信道信息的迫零方法求得衛(wèi)星波束成形權矢量無人機波束成形權矢量MR為遠用戶的數(shù)量; 步驟2、初始化計算精度τ,迭代次數(shù)k=0,Dinkelbach因子μ0=0; 步驟3、求解忽略秩1約束的優(yōu)化問題,獲得的最優(yōu)解記為 表示第k次迭代的地面遠用戶發(fā)射功率;Θk表示第k次迭代的厄密特矩陣;表示第k次迭代的關于變量的一階泰勒展開式; 步驟4、計算得到第k次迭代的Dinkelbach因子μk,表達式如下: 式中,HR,m為第m個地面遠用戶到智能表面的信道矢量hR,m的對角化,即HR,m=diaghR,m;wZF,0表示基于迫零的無人機對智能表面的波束成形權矢量; HS,l為第l個地球站到到智能表面的信道矢量hS,l的對角化,即HS,l=diaghS,l,H為智能表面到無人機的信道矩陣;Tr·表示矩陣的跡;σ2表示噪聲功率; 步驟5、更新迭代次數(shù)k=k+1; 步驟6、當滿足下述條件時,迭代結束,表達式如下: 式中,Nx表示無人機表面配置的行反射單元;Ny表示無人機表面配置的列反射單元;表示第k次迭代由地球站發(fā)射功率和地面用戶發(fā)射功率所構成的向量;表示第k-1次迭代由地球站發(fā)射功率和地面用戶發(fā)射功率所構成的向量;Θk-1表示第k-1次迭代的厄密特矩陣;表示第k-1次迭代的關于變量的一階泰勒展開式;τ表示精度; 否則返回步驟3; 步驟7、獲得地面遠用戶發(fā)射功率PR,m,利用高斯隨機化方法,求解獲得智能表面相位矢量θ,進而得到優(yōu)化變量值。
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