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基于Q学习的蜂窝车联网边缘计算系统PC-5/Uu接口联合卸载策略

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电子学报 2024年第2期52卷 385-395页

作者：冯伟杨林思雨冯婧涛李赟孔繁鹏艾渤北京交通大学电子信息工程学院北京100044 轨道交通安全协同创新中心北京100044 中国铁路信息科技集团有限公司信息调度中心北京100089 中铁信(北京)网络技术研究院有限公司信息技术研究室北京100089 智慧高铁系统前沿科学中心北京100044

智能驾驶等智能交通服务对时延要求高,在车辆本身算力不足的情况下,车辆需要周围车辆和路旁边缘计算单元帮助其一起完成任务的计算处理.本文在既有车联网边缘计算卸载策略基础上,考虑了蜂窝车联网系统5G-NR接口与PC-5接口链路的特征差异... 详细信息

智能驾驶等智能交通服务对时延要求高,在车辆本身算力不足的情况下,车辆需要周围车辆和路旁边缘计算单元帮助其一起完成任务的计算处理.本文在既有车联网边缘计算卸载策略基础上,考虑了蜂窝车联网系统5G-NR接口与PC-5接口链路的特征差异,提出了一种基于Q学习的PC-5/Uu接口联合边缘计算卸载策略.在对蜂窝车联网PC-5链路传输成功率进行建模的基础上,推导了PC-5链路的传输速率表征方法.以最小化蜂窝车联网任务处理时延为目标,以任务车辆发射功率与边缘计算车辆的计算能量损耗为约束,构建了系统时延最小化的有约束马尔科夫决策过程.通过拉格朗日方法,将有约束马尔科夫决策过程问题转化为一个等价的极小极大的无约束马尔科夫决策过程,引入Q学习设计卸载策略,进而提出基于Q学习的蜂窝车联网边缘计算系统卸载策略.仿真结果表明,与其他基线方案相比,本文提出的算法可以降低系统时延27.3%以上.

关键词：蜂窝车联网边缘计算有约束马尔科夫过程计算迁移 Q学习

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无线时间敏感网络技术综述

软件学报 2024年

作者：乔萱李宗辉刘强艾渤万海邓仰东北京交通大学计算机与信息技术学院北京交通大学电子信息工程学院清华大学软件学院

由IEEE 802.1任务组开发的时间敏感网络标准可以用来构建高可靠、低延迟、低抖动的以太网,将时间敏感网络扩展到无线领域也是目前许多工作的研究重点.与传统的有线通信相比,无线的时间敏感网络不仅可以实现高可靠和低时延通信,还具有更... 详细信息

由IEEE 802.1任务组开发的时间敏感网络标准可以用来构建高可靠、低延迟、低抖动的以太网,将时间敏感网络扩展到无线领域也是目前许多工作的研究重点.与传统的有线通信相比,无线的时间敏感网络不仅可以实现高可靠和低时延通信,还具有更高的灵活性、更强的移动性以及更低的布线和维护成本等优点.因此,在面对未来无人驾驶、协作机器人、远程医疗控制等新兴应用时,无线时间敏感网络被认为是一种十分有前景的技术.无线网络一般可以分为基于基础设施的无线网络和无基础设施的无线网络,而后者基于移动性还可以分为两类:移动自组织网络和无线传感网络,因此主要从这3种网络类型出发,对其应用场景、相关技术、路由协议以及高可靠低时延传输进行了调研与综述.

关键词：时间敏感网络 5G 移动自组织网络无线传感网络

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面向低轨卫星的星地信道模型综述

电子与信息学报 2024年第5期46卷 1684-1702页

作者：苏昭阳刘留艾渤周涛韩紫杰段相龙张嘉驰北京交通大学电子信息工程学院北京100044 山东交通学院轨道交通学院济南250357

低轨卫星(LEO)具备通信时延低、部署成本低、覆盖范围广的特点,已经成为了建设未来空天地一体化网络的重要组成部分。然而卫星通信中端到端传播距离长、经历衰落复杂、终端移动速度快,其信道特性与地面蜂窝网络信道具有很大差异。基于此... 详细信息

低轨卫星(LEO)具备通信时延低、部署成本低、覆盖范围广的特点,已经成为了建设未来空天地一体化网络的重要组成部分。然而卫星通信中端到端传播距离长、经历衰落复杂、终端移动速度快,其信道特性与地面蜂窝网络信道具有很大差异。基于此,为了对低轨卫星星地信道特性以及信道模型有较为全面的认识,该文总结了目前国际标准组织对星地信道的标准化进展,讨论了星地信道在不同传播位置处的衰落特性,根据建模方法对已有的重要信道模型进行了划分与阐述,最后对未来的工作提出了展望。

关键词：低轨卫星无线信道信道建模信道测量

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环境物联网中的信道估计

物联网学报 2024年

作者：王若珩董岚刘铭王公仆艾渤北京交通大学计算机科学与技术学院北京交通大学电子信息工程学院北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室

应用无源反向散射技术的环境物联网（Ambient Internet of Things，AIoT）是未来物联网的重要演进方向，当前备受关注。环境物联网实际应用场景中会有相位噪声和杂散引起的强自干扰，这对信道参数估计提出新的挑战。因此针对两节点AIoT... 详细信息

应用无源反向散射技术的环境物联网（Ambient Internet of Things，AIoT）是未来物联网的重要演进方向，当前备受关注。环境物联网实际应用场景中会有相位噪声和杂散引起的强自干扰，这对信道参数估计提出新的挑战。因此针对两节点AIoT系统提出了一种考虑相位噪声和杂散的有效信道估计迭代算法。该算法基于最小二乘方法和复指数基扩展模型（CE-BEM）对信道系数和基变量进行估计，而后利用迭代来提高估计精度。并且还推导了信道估计参数的Cramer-Rao下界（CRLB），以评估估计精度的理论极限。最后通过仿真证明了该估计算法的有效性。

关键词：反向散射通信信道估计复指数基函数扩展模型 Cramer-Rao下界物联网相位噪声杂散

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专题导读

中兴通讯技术 2024年第1期 2-2页

作者：艾渤陈为北京交通大学电子信息工程学院国家6G技术研发总体专家组

随着无线网络连接设备数量的显著增长，以及万物互联、虚拟/增强现实等多样化网络业务的蓬勃发展，实现超大规模连接、超高带宽效率、超低时延通信迫在眉睫。为满足上述需求，比传统正交多址技术更具优势的新型多址技术成为下一代移动...

随着无线网络连接设备数量的显著增长，以及万物互联、虚拟/增强现实等多样化网络业务的蓬勃发展，实现超大规模连接、超高带宽效率、超低时延通信迫在眉睫。为满足上述需求，比传统正交多址技术更具优势的新型多址技术成为下一代移动通信技术的研究热点。本期“热点专题”和“专家论坛”栏目共收录了12篇文章，针对下一代多址技术发展所面临的关键挑战和核心问题展开讨论，并介绍下一代多址相关新技术及其与大规模天线、免受权随机接入、无线光通信等结合的相关研究成果。《6G新型多址技术探讨》回顾了5G非正交多址技术的标

关键词：

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下一代多址接入技术专题导读

中兴通讯技术 2024年 2-2页

作者：艾渤陈为国家6G技术研发总体专家组北京交通大学北京交通大学电子信息工程学院

关键词：

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下一代多址接入技术专题导读

中兴通讯技术 2024年第1期30卷 2-2页

作者：艾渤陈为北京交通大学北京交通大学电子信息工程学院北京交通大学

随着无线网络连接设备数量的显著增长,以及万物互联、虚拟/增强现实等多样化网络业务的蓬勃发展,实现超大规模连接、超高带宽效率、超低时延通信迫在眉睫。为满足上述需求,比传统正交多址技术更具优势的新型多址技术成为下一代移动通信... 详细信息

随着无线网络连接设备数量的显著增长,以及万物互联、虚拟/增强现实等多样化网络业务的蓬勃发展,实现超大规模连接、超高带宽效率、超低时延通信迫在眉睫。为满足上述需求,比传统正交多址技术更具优势的新型多址技术成为下一代移动通信技术的研究热点。本期“热点专题”和“专家论坛”栏目共收录了12篇文章,针对下一代多址技术发展所面临的关键挑战和核心问题展开讨论,并介绍下一代多址相关新技术及其与大规模天线、免受权随机接入、无线光通信等结合的相关研究成果。

关键词：多址技术下一代移动通信无线光通信大规模天线随机接入万物互联无线网络连接增强现实

RIS辅助去蜂窝大规模MIMO系统低复杂度预编码算法设计

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无线电通信技术 2024年第2期50卷 245-252页

作者：胡亚婷史恩宇许柏恺郑家康章嘉懿艾渤北京交通大学电子信息工程学院北京100044

构思了一种智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)辅助去蜂窝大规模多输入多输出(Cell-free Massive Multiple-Input Multiple-Output, CF mMIMO)通信系统,提出了一种低复杂度预编码和RIS反射相位交替优化(Alternating Optimization, AO)算法。对于传统正则化迫零(Regularized Zero Forcing, RZF)预编码算法复杂度过高的问题,利用共轭梯度(Conjugate Gradients, CG)法,提出一种低复杂度的RZF-CG预编码算法,将RZF预编码的逆矩阵转换为线性方程组最小化问题,推导算法的残差以更新搜索方向,迭代求解逆矩阵。以最大化系统用户的总频谱效率为目标,推导了RIS相位闭合表达式,基于统计的信道状态信息提出一种低复杂度的投影梯度上升(Projected Gradient Ascent, PGA)算法。仿真结果表明,所提的AO算法能有效地提升系统性能,算法复杂度降低了约73.2%。

关键词：智能超表面去蜂窝大规模多输入多输出通信系统预编码低复杂度

面向移动用户的RIS波束追踪与覆盖增强技术

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信号处理 2024年第8期40卷 1460-1468页

作者：呼和费丹韩福勇张天乐郑鹏陈浩然张思宇艾渤北京信息科技大学信息与通信工程学院北京102206 北京交通大学电子信息工程学院北京100044

智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)技术因其能够灵活操控信道环境的电磁特性,一经出现就引起了学术界和工业界的广泛关注。目前对于RIS辅助无线通信系统的理论研究与实际测试以静止场景为主,缺乏移动场景的研究。而由... 详细信息

智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)技术因其能够灵活操控信道环境的电磁特性,一经出现就引起了学术界和工业界的广泛关注。目前对于RIS辅助无线通信系统的理论研究与实际测试以静止场景为主,缺乏移动场景的研究。而由于RIS反射波束较窄,存在着移动场景下RIS反射波束难以对准目标,导致覆盖增强效果较差的问题。针对此问题,本文创新性地结合了波达方向(Direction Of Arrival,DOA)估计理论与RIS覆盖增强技术,实现了针对移动用户的RIS波束追踪与覆盖增强,并在此基础上搭建了Sub 6G频段下RIS辅助的移动场景原型平台。此外,本文在实验室对比了不同速度下,发射端移动而接收端保持静止、接收端移动而发射端保持静止两种场景下,经RIS反射后的接收信号功率与信干噪比(Signal Interference plus Noise Ratio,SINR)值。实测结果表明,在两种实测动态场景下RIS编码前后的接收信号功率与SINR均有提升,证明RIS在移动场景下仍然具有较好的性能提升。本文的研究结果可对后续移动场景下RIS辅助通信提供数据支撑与可参考原型平台。

关键词：智能超表面波束追踪覆盖增强