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基于模型驱动深度学习的OTFS信道估计

电子与信息学报 2024年第2期46卷 680-687页

作者：蒲旭敏刘雁翔宋米雪陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对单输入单输出(SISO)的正交时频空间(OTFS)调制系统,该文利用一种模型驱动深度学习算法进行OTFS信道估计。该方案首先将去噪近似消息传递(DAMP)算法进行深度展开,利用去噪卷积神经网络代替传统的去噪器,对含噪的时延多普勒信道进行... 详细信息

针对单输入单输出(SISO)的正交时频空间(OTFS)调制系统,该文利用一种模型驱动深度学习算法进行OTFS信道估计。该方案首先将去噪近似消息传递(DAMP)算法进行深度展开,利用去噪卷积神经网络代替传统的去噪器,对含噪的时延多普勒信道进行去噪估计,然后提供了状态演化方程来预测可学习去噪近似消息传递(LDAMP)算法的理论归一化均方误差性能。仿真结果表明,相比于其他估计方案,该方案不仅在低信噪比条件下具有优越的性能表现,而且还具有非常好的鲁棒性,在信道路径总数不变时,增加OTFS 2维网格点数量,可以有效提升信道估计精确度。

关键词：正交时频空间信道估计时延多普勒信道深度学习

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“面向6G的超大规模MIMO”专题导读

电讯技术 2024年第12期64卷 1911-1912页

作者：金石蒲旭敏韩瑜东南大学中国电子学会中国通信学会重庆邮电大学通信与信息工程学院东南大学信息科学与工程学院

随着5G网络商用化,当前学术界和产业界开始对下一代移动通信(6G)技术进行研究。应用需求驱动了技术发展,从峰值速率角度看,6G需在5G传输速率的基础上提高数十倍,达到Tb/s的超高传输速率。为了满足6G网络对于超高传输速率的需求,同时大...

随着5G网络商用化,当前学术界和产业界开始对下一代移动通信(6G)技术进行研究。应用需求驱动了技术发展,从峰值速率角度看,6G需在5G传输速率的基础上提高数十倍,达到Tb/s的超高传输速率。为了满足6G网络对于超高传输速率的需求,同时大幅度提升网络容量和可靠性,超大规模多输入多输出(Extremely Large-scale Multiple-Input Multiple-Output,XL-MIMO)技术应运而生。

关键词：

可重构智能表面中低复杂度毫米波信道估计算法

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电子与信息学报 2022年第7期44卷 2281-2288页

作者：蒲旭敏孙致南李静洁黄琼陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信重点实验室重庆400065 东南大学移动通信国家重点实验室南京210096

针对可重构智能表面(RIS)辅助的大规模多输入多输出(MIMO)毫米波系统中信道估计复杂度高的问题,该文提出一种低复杂度的信道估计算法。在该方案中,将RIS部分元素连接射频(RF)链,分离估计基站/用户和RIS之间的信道,分开获取信道有助于提... 详细信息

针对可重构智能表面(RIS)辅助的大规模多输入多输出(MIMO)毫米波系统中信道估计复杂度高的问题,该文提出一种低复杂度的信道估计算法。在该方案中,将RIS部分元素连接射频(RF)链,分离估计基站/用户和RIS之间的信道,分开获取信道有助于提升用户移动性场景下信道估计的灵活性。在所考虑系统中,首次使用低复杂度的2维快速傅里叶变换(2D-FFT)算法对角度进行估计,并考虑信号补零以获得更加精准的角度估计值,最后利用信号2维空间谱的谱峰和其对应的辐角得到路径增益估计。仿真结果表明,该算法达到了优良的信道估计性能,且在确保信道估计性能的系统参数设置下,该算法具有压倒性的复杂度优势。

关键词：信道估计可重构智能表面大规模MIMO 低复杂度

近场球面波超大规模MIMO-OTFS信道估计

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电讯技术 2024年第12期64卷 1923-1930页

作者：蒲旭敏徐鹏王可豪重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

随着6G技术对数据传输速率的高要求,超大规模多输入多输出(Extremely Large-scale Multiple-Input Multiple-Output,XL-MIMO)系统的应用前景广泛。然而,XL-MIMO系统中的近场球面波前特性使得传统基于平面波前的信道估计方法不再适用,从... 详细信息

随着6G技术对数据传输速率的高要求,超大规模多输入多输出(Extremely Large-scale Multiple-Input Multiple-Output,XL-MIMO)系统的应用前景广泛。然而,XL-MIMO系统中的近场球面波前特性使得传统基于平面波前的信道估计方法不再适用,从而影响信道状态信息(Channel State Information,CSI)的获取。为了解决这一问题,提出了一种新的信道估计方案,分析了XL-MIMO的近场球面波特性,并将其与适用于高速移动场景的正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术结合,构建了一个考虑球面波特性的XL-MIMO OTFS系统框架。此外,利用模型驱动的思想设计了一种可学习的去噪近似消息传递(Learned Denoising Based Approximate Message Passing,LDAMP)算法,用于有效估计信道状态信息。仿真结果表明,所提出的XL-MIMO OTFS信道估计框架在近场高速移动场景下具有显著的性能提升和良好的鲁棒性。在信噪比为20 dB时,LDAMP算法的归一化均方误差达到10^(-2),相比传统算法提高了多个数量级。

关键词：近场球面波超大规模多输入多输出正交时频空间信道估计深度学习模型驱动

超大规模MIMO-OTFS系统上行辅助的下行信道估计方法

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物联网学报 2023年第4期7卷 28-38页

作者：蒲旭敏邓凯元陈前斌东南大学移动通信国家重点实验室江苏南京210096 重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对超大规模多输入多输出(MIMO,multiple-input multiple-output)正交时频空间(OTFS,orthogonal time frequency space)系统,提出了一种适用于高速移动场景的低复杂度下行信道估计方法。不同于现有研究,该方法考虑了超大规模MIMO-OTFS... 详细信息

针对超大规模多输入多输出(MIMO,multiple-input multiple-output)正交时频空间(OTFS,orthogonal time frequency space)系统,提出了一种适用于高速移动场景的低复杂度下行信道估计方法。不同于现有研究,该方法考虑了超大规模MIMO-OTFS系统显著的空间非平稳特性,基于可视路径区域提出了一种低复杂度的增强型稀疏正交匹配追踪算法,利用频分双工(FDD,frequency-division duplex)模式中上下行信道的映射关系实现上行辅助的下行信道估计。仿真结果表明,所提上行辅助的下行信道估计方法能够充分考虑信道非平稳特性,在降低计算复杂度的同时显著提高信道估计性能,并且在高速移动物联网场景下表现良好。

关键词：物联网正交时频空间调制超大规模多输入多输出频分双工信道估计

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三维时空中弱点状动目标的实时检测技术研究

计算机工程与应用 2011年第10期47卷 171-175页

作者：蒲旭敏艾斯卡尔.艾木都拉新疆大学信息科学与工程学院乌鲁木齐830046

在红外图像序列情况下,研究了一种直接在三维时空中实时检测弱点状目标的技术。采用轨迹的方向预测,减少了计算量,提高了实时性;采用目标航迹的能量累积,提高图像信噪比;在恒虚警率检测条件下,采用角度约束和帧间关联获得了可能的目标... 详细信息

在红外图像序列情况下,研究了一种直接在三维时空中实时检测弱点状目标的技术。采用轨迹的方向预测,减少了计算量,提高了实时性;采用目标航迹的能量累积,提高图像信噪比;在恒虚警率检测条件下,采用角度约束和帧间关联获得了可能的目标轨迹。实验结果表明:该技术能够准确检测出任意轨迹运动的多个点目标,具有良好的实时性和准确性。

关键词：方向预测红外图像序列点目标检测实时性

可重构智能表面中的低复杂度毫米波信道追踪算法

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电子与信息学报 2023年第8期45卷 2911-2918页

作者：蒲旭敏刘雁翔孙致南李静洁陈前斌金石重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 东南大学移动通信国家重点实验室南京211189

针对可重构智能表面(RIS)中的毫米波通信系统,用户至RIS端信道角度参数的缓慢变化,该文提出一种基于牛顿算法的低复杂度信道追踪方案。该方案将RIS部分元件连接射频(RF)链,首先使用2维快速傅里叶变换(2D-FFT)算法初始化估计角度,并且使... 详细信息

针对可重构智能表面(RIS)中的毫米波通信系统,用户至RIS端信道角度参数的缓慢变化,该文提出一种基于牛顿算法的低复杂度信道追踪方案。该方案将RIS部分元件连接射频(RF)链,首先使用2维快速傅里叶变换(2D-FFT)算法初始化估计角度,并且使用最大似然算法估计路径增益。在后续时隙中,使用牛顿算法追踪每个时隙的角度参数。由于环境突然变化和终端缓慢变化会导致信道矩阵发生突变,若检测到信道突变,则再次初始化参数,否则使用牛顿算法继续追踪角度参数。仿真结果表明,该方案在具有优良性能的前提下复杂度可以达到最低,极大节约算力资源,在计算复杂度和性能之间可以取得很好的平衡。

关键词：可重构智能表面信道追踪牛顿算法低复杂度

低精度ADC下大规模机器类通信中的低复杂度信号检测算法

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2023年第2期35卷 263-272页

作者：蒲旭敏杨小珑陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

免授权大规模机器类通信(massive machine-type communication,mMTC)系统上行链路面临低分辨率量化、相关衰落信道以及机器类设备(machine-type device,MTD)活跃概率未知等实际挑战。针对上述问题,引入广义期望一致性(generalized expec... 详细信息

免授权大规模机器类通信(massive machine-type communication,mMTC)系统上行链路面临低分辨率量化、相关衰落信道以及机器类设备(machine-type device,MTD)活跃概率未知等实际挑战。针对上述问题,引入广义期望一致性(generalized expectation consistent,GEC)算法,然而GEC算法涉及高维矩阵求逆,其复杂度高达O(N 3),其中N为MTD数量。结合Woodbury公式与诺曼级数近似,并利用发射数据帧的结构稀疏性,提出了一种基于多测量矢量的近似广义期望一致性(approximate generalized expectation consistent multiple measurement vector,AGEC-MMV)算法,在mMTC系统中(基站天线数量M

关键词：大规模机器类通信低复杂度低分辨率量化多测量矢量

面向6G的超大规模MIMO信道估计技术:进展与挑战

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电讯技术 2024年第12期64卷 1913-1922页

作者：蒲旭敏张庆玉王可豪刘胤岚重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

超大规模多输入多输出(Extremely Large-scale Multiple-Input Multiple-Output,XL-MIMO)作为6G的关键候选技术之一,通过配置数百乃至数千根天线单元,极大地提高了无线通信和传感的频谱效率。为了充分发挥超大规模MIMO技术的潜力,获取... 详细信息

超大规模多输入多输出(Extremely Large-scale Multiple-Input Multiple-Output,XL-MIMO)作为6G的关键候选技术之一,通过配置数百乃至数千根天线单元,极大地提高了无线通信和传感的频谱效率。为了充分发挥超大规模MIMO技术的潜力,获取准确的信道状态信息至关重要,这使得信道估计成为该领域的一个核心议题。概述了超大规模MIMO信道的近场及非平稳特性,综述了近年来针对此类场景发展的信道估计方法,指出现有研究往往基于较为简化的假设或未能充分考虑超大规模MIMO特有的信道属性,导致在实际应用中的准确性不足。最后总结分析了当前超大规模MIMO信道估计方法的挑战及潜在的解决思路。

关键词：超大规模多输入多输出(XL-MIMO) 信道估计压缩感知深度学习参数估计