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基于IRS的D2D隐蔽通信

南京邮电大学学报(自然科学版) 2024年

作者：顾蔡晨王斌黄纯华王文鼐南京邮电大学通信与信息工程学院南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室

对D2D（Device to Device）通信系统的隐蔽通信问题进行了研究，提出了一种基于智能反射面（IRS）的D2D通信系统，该系统采用双IRS模式。首先分析了各信号的信干噪比（SINR）和各自的期望值，并据此推导出了系统遍历总容量的解形式，接... 详细信息

对D2D（Device to Device）通信系统的隐蔽通信问题进行了研究，提出了一种基于智能反射面（IRS）的D2D通信系统，该系统采用双IRS模式。首先分析了各信号的信干噪比（SINR）和各自的期望值，并据此推导出了系统遍历总容量的解形式，接着针对隐蔽通信建立了二元假设问题，推导出了误检测率的解形式，并据此计算出了平均最小误检测率。除此之外，还分析了无IRS系统的遍历总容量和平均最小误检测率，与双IRS系统进行对比。仿真结果表明，双IRS系统的遍历总容量和平均最小误检测率优于无IRS系统，双IRS系统能够比传统的无IRS系统获得更高的容量和更低的误检测率。

关键词： D2D IRS 隐蔽通信遍历总容量

一种面向卫星物联网的ZC-Gold组合前导序列

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南京邮电大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王文鼐刘雨露陈睿吴炜南京邮电大学通信与信息工程学院宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室

低轨(Low Earth Orbit， LEO)卫星物联网的覆盖范围广，并发终端数众多，如果延用非地面网络(Non-terrestrial Network， NTN)现有规范下的Zadoff-Chu(ZC)前导序列，共享信道高移动性产生的争用与接入时延问题较为突出。本文给出ZC和Gol... 详细信息

低轨(Low Earth Orbit， LEO)卫星物联网的覆盖范围广，并发终端数众多，如果延用非地面网络(Non-terrestrial Network， NTN)现有规范下的Zadoff-Chu(ZC)前导序列，共享信道高移动性产生的争用与接入时延问题较为突出。本文给出ZC和Gold两种序列逐元相乘的序列组合方案，得到一种新型前导码，称作ZGC。分析发现ZGC的扩容比达到ZC序列长度的平方，对周期139的前导码，扩容比的理论值超过一万倍。进一步就周期相关性、峰均比、立方度量和载波频偏(Carrier Frequency Offset， CFO) 相关性等前导序列的检验参数，对比计算了ZGC相比于ZC、Gold和部分改进方案的性能。使用多信道时隙Aloha模型分析了ZGC对多并发争用及接入时延。结果表明，ZGC在实现更高前导容量的同时，可显著降低接入时延，并具更强的CFO免疫能力。

关键词：卫星网物联网非地面网络前导容量 ZC组合Gold

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智能反射面阵元互耦与共存干扰研究

信号处理 2024年第8期40卷 1452-1459页

作者：王文鼐叶思思吴炜陈睿南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)是由大量无源反射元件呈阵列排列构成的智能超表面,其阵元间距是相位控制的关键技术参数,在小于半波长时存在不可忽略的互耦效应。本文针对多网运营的应用环境,考虑IRS反射阵元之间存在... 详细信息

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)是由大量无源反射元件呈阵列排列构成的智能超表面,其阵元间距是相位控制的关键技术参数,在小于半波长时存在不可忽略的互耦效应。本文针对多网运营的应用环境,考虑IRS反射阵元之间存在相互耦合的情况,研究系统间共存干扰与阵元间距、工作频段、物理位置的关联关系。针对发射机、接收机和IRS之间自阻抗和互阻抗的建模需求,将互耦效应进行量化转换,以阻抗的形式将其数据化,结合阵元反射增益和相位参数的作用因素,建立了远场条件下基于阻抗电路的共存干扰传播模型。针对IRS接收,由发射天线电流与IRS互阻抗的乘积得到再辐射矩阵;针对IRS反射,由IRS负载电流与接收天线互阻抗的乘积得到接收端负载电压。应用阵元等效阻抗法,通过等效阻抗的可重构性,最大化有用信号的接收功率,推导得到信干比(Signal to Interference Ratio,SIR)的计算表达式。进一步分析了共存系统的工作频段、IRS反射单元间隔、IRS的反射阵元数量、IRS与非目标收发机之间距离等因素对共存干扰产生的影响。数值仿真表明互耦偏差随阵元间距减小而增大,半波长的偏差为28%;不同载频系统的SIR表明,共存干扰的互耦效应显著且不可忽略,高频系统对低频系统产生的共存干扰对信号传输质量影响更为显著。

关键词：智能反射面共存干扰互耦信干比

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随机多址接入分布式排队的优先级调度方法

南京邮电大学学报（自然科学版） 2022年第4期42卷 1-6页

作者：王文鼐杨继海吴炜王斌南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003

重负载下具有突出平稳性能的分布式排队(DQ)系统,以等权方式调度并发终端对共享信道的争占,所以缺少优先级控制手段。文中提出一种DQ竞争时隙加倍争占的接入方法,设计高优先级终端请求与退避的调控时序,给出性能仿真的计算算法,分析冲... 详细信息

重负载下具有突出平稳性能的分布式排队(DQ)系统,以等权方式调度并发终端对共享信道的争占,所以缺少优先级控制手段。文中提出一种DQ竞争时隙加倍争占的接入方法,设计高优先级终端请求与退避的调控时序,给出性能仿真的计算算法,分析冲突解决时长和终端接入时延。结果表明,高优先级终端占比小于30%是不影响整体性能的界限,在此条件下高优先级终端的平均接入时延可以缩小45%以上。

关键词：随机多址接入分布式排队优先级调度性能分析

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智能反射面诱导串扰的特性研究

信号处理 2023年第7期39卷 1165-1173页

作者：王文鼐丁悦吴炜王斌南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)辅助的无线通信技术是B5G/6G研究的前沿热点之一,它可以智能调控无线传输环境以满足频谱和能效的高要求。IRS基于无源阵列天线,能以可编程的方式实时控制射频信号的定向反射和波束成形... 详细信息

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)辅助的无线通信技术是B5G/6G研究的前沿热点之一,它可以智能调控无线传输环境以满足频谱和能效的高要求。IRS基于无源阵列天线,能以可编程的方式实时控制射频信号的定向反射和波束成形。IRS可以通过优化相移参数增加目标用户的接收信号功率,但其对非服务用户和非服务系统存在潜在的干扰增强。此干扰经由跨系统IRS诱导传播,它与传统串扰机制类似,宜称作诱导串扰。本文研究工作在不同频段的多IRS系统之间的诱导串扰问题,包括功率辐射的空间分布、影响串扰强度的技术因素。首先,基于IRS级联信道的数学模型和反射单元的最优相位设计方法,分析系统间串扰的波束增益矩阵,并给出信道模型的计算表达式。接着,推导得到信干比(Signal to Interference Ratio,SIR)与IRS反射信号方位角和仰角的定量关系,并从载波频率、方位角和仰角、反射面单元数量三个方面分析串扰的空间分布特性。最后,通过数值仿真实际观测串扰分布的具体情况,结果发现用户在特定位置之外,IRS辅助系统间的串扰不能被忽略,诱导串扰的增益与系统间的载波频率比值有关。当载波频率比值小于等于1时,可以通过增加反射单元的数量有效抑制串扰;当载波频率比值大于1时,随着载波频率比值的增加,串扰的影响范围变得更加分散。

关键词：智能反射面串扰诱导信干比空间分布

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高性能电信级以太环网保护

北京邮电大学学报 2013年第5期36卷 71-75页

作者：王斌王文鼐南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京210003

为了降低环网地址刷新时出现的广播风暴的危害,提出了一种运用区域地址刷新的环网保护方案.理论研究和仿真分析表明,运用区域地址刷新的保护方案能减少不必要的节点地址刷新动作,可有效提高环网性能.

关键词：电信级以太网以太环网保护地址刷新马尔可夫链

一种基于内容流行度的内容中心网络缓存概率置换策略

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电子与信息学报 2013年第6期35卷 1305-1310页

作者：朱轶糜正琨王文鼐南京邮电大学通信与信息工程学院南京210046 江苏大学计算机科学与通信工程学院镇江212013 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京210046

内容中心网络是下一代互联网架构的研究热点,该架构通过分布式内容缓存机制实现以内容为核心的数据传输,改变了传统基于主机的网络通信模式。缓存置换策略是内容中心网络的核心研究问题之一,缓存置换策略的设计优劣直接制约内容中心网... 详细信息

内容中心网络是下一代互联网架构的研究热点,该架构通过分布式内容缓存机制实现以内容为核心的数据传输,改变了传统基于主机的网络通信模式。缓存置换策略是内容中心网络的核心研究问题之一,缓存置换策略的设计优劣直接制约内容中心网络的数据传输性能。该文针对内容的流行度分布特征,提出一种基于流行度的缓存概率置换策略,并针对L层级联的内容中心网络(CCN),推导了该策略下的网络分层缓存请求失败概率近似计算公式。该文策略根据请求数据块的流行度而选择数据块在缓存队列中的置换位置,尽可能平衡不同流行度内容在网络中的分布。数值计算结果表明:该策略适用于内容请求集中的网络应用,相比较传统的最近最少使用(LRU)策略,该文策略可以明显改善流行度较低的网络访问性能。

关键词：内容中心网络概率置换策略内容流行度请求失败概率

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一种双端口CICQ交换机的分组调度方案

电子与信息学报 2011年第8期33卷 1949-1954页

作者：王斌王文鼐南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003

Internet中的交换机面临着高速交换和提供QoS保证的双重挑战,前者要求交换机的缓存以线速工作,后者要求交换机能完全模仿输出队列交换机。目前交叉点缓存交换机仿真输出队列交换机的方案需要交换机内部加速2倍,对硬件实现要求较高。该... 详细信息

Internet中的交换机面临着高速交换和提供QoS保证的双重挑战,前者要求交换机的缓存以线速工作,后者要求交换机能完全模仿输出队列交换机。目前交叉点缓存交换机仿真输出队列交换机的方案需要交换机内部加速2倍,对硬件实现要求较高。该文利用双端口技术,提出了一种新型的交叉点缓存交换机结构,理论分析说明,该变长分组交换机在无需内部加速的情况下能够仿真输出队列交换机,并且交叉点缓存的需求是有下界的,从而表明该交换结构适合高速交换。

关键词：交叉点缓存交换机输出队列交换机调度算法虚拟输出队列分组模式调度

基于实时业务挤占的OFDMA系统的无线资源分配方案

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电子与信息学报 2012年第8期34卷 1956-1961页

作者：王斌付茂豹王文鼐南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京210003

为了在实时业务和非实时业务共享无线资源的场景中增加系统吞吐量,该文提出了一种基于实时业务挤占的无线资源分配方法,该方案首先实施统一调度,然后进行实时业务挤占过程。在保证对实时业务服务的情况下,实时业务挤占的无线资源分配方... 详细信息

为了在实时业务和非实时业务共享无线资源的场景中增加系统吞吐量,该文提出了一种基于实时业务挤占的无线资源分配方法,该方案首先实施统一调度,然后进行实时业务挤占过程。在保证对实时业务服务的情况下,实时业务挤占的无线资源分配方案提高了多用户分集效果,增加了系统的吞吐量。理论和仿真分析表明,与已有的传统的实时业务和非实时业务共享无线资源的调度方案相比,该方案能够提供更高的系统吞吐量和频谱效率。在实际应用中,该方案具有一定的可行性和可操作性。

关键词：无线通信比例公平调度资源分配吞吐量多用户分集