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Near-Far Field Beamforming for Holographic Multiple-Input Multiple-Output

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Journal of Communications and Information Networks 2023年第2期8卷 99-110页

作者： Yutong Zhang boya di Hongliang Zhang Lingyang Song State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks School of ElectronicsPeking UniversityBeijing 100871China School of Electronic and Computer Engineering Peking University Shenzhen Graduate SchoolShenzhen 518055China

Recently,holographic multiple-input multiple-output(HMIMO)has motivated its potential use to support high-capacity data transmission with spatially quasi-continuous *** a practical instance of HMIMO,reconfigurable refractive surfaces(RRSs)equipped with numerous metamaterial elements are utilized as antennas by refracting incident signals from signal *** this paper,we investigate a multi-user communication system with an RRS deployed as the base station(BS)’s transmit *** mitigate the high overhead of accurate channel state information(CSI)acquisition,the codebook design and beam training are employed to perform *** the large scale of RRS,users are likely to be randomly distributed in both the near and far fields around the BS,which is unknown in *** considering radiation characteristics in both fields,a near-far field codebook is designed to be applicable to all users,regardless of their *** reduce overhead,a multi-user beam training is proposed to serve all users simultaneously by enhancing each codeword capable of covering multiple *** a general case that includes users in both fields,simulation results indicate that,without prior knowledge of user distribution,the proposed scheme outperforms state-of-the-art ones in terms of sum rate and overhead.

关键词： near-far field codebook design RRSs multi-user beam training

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天地算力网络中的异构资源协同博弈

通信学报 2023年第12期44卷 15-27页

作者：张雨童彭煜明邸博雅宋令阳北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871 北京大学深圳研究生院信息工程学院广东深圳518055

为解决多卫星天地算力网络中的星间资源博弈,围绕计算、频谱域资源管理问题,设计了一种天地异构资源协同博弈机制。每颗卫星搭载一项计算任务,各任务间彼此独立,依赖用户设备从环境中获取原始数据,通过竞争网络中的计算/频谱资源实现数... 详细信息

为解决多卫星天地算力网络中的星间资源博弈,围绕计算、频谱域资源管理问题,设计了一种天地异构资源协同博弈机制。每颗卫星搭载一项计算任务,各任务间彼此独立,依赖用户设备从环境中获取原始数据,通过竞争网络中的计算/频谱资源实现数据卸载与计算。为提供高速数据服务,提出基于多智能体强化学习的分布式算法,以协调星间异构资源竞争,实现系统时延最小化。仿真表明,与现有方案相比,所提算法可获得更低的系统时延。

关键词：天地算力网络异构资源协同博弈多智能体强化学习

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6G异构边缘计算

物联网学报 2020年第1期4卷 121-130页

作者：王鹏飞邸博雅宋令阳韩竹北京大学信息与通信研究所北京100871 北京大学大数据研究所北京100871 休斯顿大学电子与计算机工程部德克萨斯休斯顿77004

随着物联网的发展,在未来6G通信中,将会产生众多实时性应用场景。在低时延的数据处理需求的驱动下,移动边缘计算将成为提升用户体验和降低网络成本的重要技术。然而,单一的边缘服务器计算能力有限,很难满足计算密集型应用的低时延数据... 详细信息

随着物联网的发展,在未来6G通信中,将会产生众多实时性应用场景。在低时延的数据处理需求的驱动下,移动边缘计算将成为提升用户体验和降低网络成本的重要技术。然而,单一的边缘服务器计算能力有限,很难满足计算密集型应用的低时延数据处理需求。设计了一种异构的多层边缘计算(HetMEC,heterogeneous multi-layer mobile edge computing)网络架构,综合利用云计算中心和多层边缘服务器的计算和传输资源,通过合理分割卸载计算任务,共同为边缘应用提供可靠、高效的计算服务。实验证明,HetMEC网络架构可以有效降低处理时延,提升网络处理速率和稳健性。

关键词：物联网异构网络移动边缘计算任务卸载资源分配

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全息通感一体化:高能效的波束赋形设计

移动通信 2023年第3期47卷 40-46页

作者：张浩波张泓亮邸博雅宋令阳北京大学电子学院北京100871

通信感知一体化是解决频谱拥塞问题的重要手段。现有的通感一体化系统依赖高功耗的相控阵,限制了其在功率受限场景中的应用。作为一种低功耗天线,可重构全息超表面可以用于替代相控阵,从而形成全息通感一体化这一新范式。在该范式中,利... 详细信息

通信感知一体化是解决频谱拥塞问题的重要手段。现有的通感一体化系统依赖高功耗的相控阵,限制了其在功率受限场景中的应用。作为一种低功耗天线,可重构全息超表面可以用于替代相控阵,从而形成全息通感一体化这一新范式。在该范式中,利用可重构全息超表面作为发射天线,可以同时实现高空间自由度与低功耗,进而提升通感一体化系统的整体性能。研究了全息通感一体化系统的能效,通过联合设计基站和全息超表面的波束赋形提升系统能效。然而,由于基站的数字波束赋形和可重构全息超表面的模拟波束赋形相互耦合,使得波束赋形的联合设计具有挑战性。为了应对这一挑战,首先构建了最大化能量效率的优化问题,并提出了全息波束赋形优化算法来解决这一问题。仿真结果显示,与传统基于相控阵的通感一体化系统相比,全息通感一体化系统可以在相同发射功率和天线尺寸的条件下实现更高的能效。

关键词：通感一体化能量效率波束赋形可重构全息超表面

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可重构全息超表面辅助多波束动态调度

移动通信 2023年第7期47卷 2-9,57页

作者：胡馨元邓若琪邸博雅宋令阳北京大学电子学院北京100871

低轨卫星网络具有广域覆盖的优势,可以克服地面网络因覆盖能力不足从而无法为全球用户提供高速率数据服务的局限性。为满足全球各区域的地理分布不均匀和低轨卫星的高移动性导致的时空非均匀的数据传输需求,采用波束调度技术利用有限的... 详细信息

低轨卫星网络具有广域覆盖的优势,可以克服地面网络因覆盖能力不足从而无法为全球用户提供高速率数据服务的局限性。为满足全球各区域的地理分布不均匀和低轨卫星的高移动性导致的时空非均匀的数据传输需求,采用波束调度技术利用有限的波束资源,以时分的方式轮流为卫星覆盖的各区间提供服务。现有方案基于相控阵或碟形天线进行波束调度,但因其昂贵的价格或庞大的体积难以进一步扩大口径来提升网络传输速率。RHS是一种新型的超材料天线,得益于超材料的可调谐性,具有轻薄、低成本的优点,可实现超大规模阵列,满足更高速率的传输。因此,考虑RHS辅助卫星网络,研究全息波束成形和波束调度技术以灵活地为各小区提供服务。为了更为有效地利用有限的波束资源并提高服务公平性,建模了最小数据需求满足率最大化问题。针对该问题,提出了数字波束成形和全息波束成形联合优化算法,在此基础上优化了波束调度方案。仿真结果表明,与传统波束调度方法相比,波束成形优化算法使小区最小满足率提升10%至60%。

关键词：低轨卫星通信网络波束调度全息波束成形

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可重构全息超表面辅助卫星通信关键技术

电信科学 2022年第10期38卷 46-56页

作者：胡馨元邓若琪邸博雅张泓亮宋令阳北京大学电子学院北京100871 鹏程实验室广东深圳518055

超密集低地球轨道卫星通信网络能弥补传统地面网络频谱资源稀缺、覆盖范围有限的不足,有潜力提供全球大规模接入的高速率服务。由于卫星的高速移动性,卫星通信对天线性能,如波束控制能力和天线增益等,也提出了更为严苛的要求。因此,对... 详细信息

超密集低地球轨道卫星通信网络能弥补传统地面网络频谱资源稀缺、覆盖范围有限的不足,有潜力提供全球大规模接入的高速率服务。由于卫星的高速移动性,卫星通信对天线性能,如波束控制能力和天线增益等,也提出了更为严苛的要求。因此,对一种新型的超材料天线——可重构全息超表面(reconfigurable holographic surface,RHS)辅助卫星通信展开了研究。RHS采用全息原理对超材料单元进行电控,从而实现波束成形。基于RHS的硬件结构和全息工作原理,提出了一种RHS辅助多卫星通信方案,该方案同时考虑卫星跟踪和数据传输。同时,设计了全息波束成形优化算法以最大化和速率。仿真结果验证了所提方案的有效性并表明了相较于传统相控阵天线,RHS提供了一种成本效益更高的卫星通信支持方式。

关键词：可重构全息超表面全息波束成形低轨卫星通信

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未授权频段中D2D通信的随机几何分析

无线电通信技术 2019年第1期45卷 9-13页

作者：吴凡毅张泓亮邸博雅吴建军宋令阳北京大学信息科学技术学院现代通信研究所北京100871

随着频谱资源日趋紧张,对未授权频段的使用愈来愈得到人们的重视。对未授权频段中的D2D通信技术进行了研究。假设D2D用户采用underlay的方式和蜂窝(cellular)用户在未授权频段中共存,考虑到对WiFi系统的影响,提出了一种频谱共享方案,利... 详细信息

随着频谱资源日趋紧张,对未授权频段的使用愈来愈得到人们的重视。对未授权频段中的D2D通信技术进行了研究。假设D2D用户采用underlay的方式和蜂窝(cellular)用户在未授权频段中共存,考虑到对WiFi系统的影响,提出了一种频谱共享方案,利用随机几何学将用户的分布建模为泊松点过程,并推导出了cellular和D2D用户吞吐量的表达式。仿真结果验证了理论结果的正确性。

关键词： D2D通信未授权频段随机几何学泊松点过程

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面向广域海洋覆盖的密集低轨卫星星座

无线电通信技术 2021年第4期47卷 402-409页

作者：王鹏飞邸博雅唐斌王成才宋令阳陆军北京大学信息科学技术学院北京100871 中国电子科学研究院北京100041

针对广域海洋和陆地复杂、异构的通信环境,为了同时满足海洋和陆地区域用户的数据传输容量和网络覆盖需求,对密集低轨卫星网络进行了研究。利用随机几何和概率论、排队论的方法,对不同数据流量下密集低轨卫星网络提供的平均回程容量进... 详细信息

针对广域海洋和陆地复杂、异构的通信环境,为了同时满足海洋和陆地区域用户的数据传输容量和网络覆盖需求,对密集低轨卫星网络进行了研究。利用随机几何和概率论、排队论的方法,对不同数据流量下密集低轨卫星网络提供的平均回程容量进行了分析。提出了海陆密集低轨卫星星座部署方案,在考虑海洋和陆地差异化的传输覆盖需求和卫星移动性的基础上,最小化了星座部署所需要的卫星数量。对网络覆盖需求、数据流量、地面站分布密度、地面站最小仰角、卫星轨道数量带来的星座设计上的影响进行了仿真,给出了最优的地面站仰角和卫星轨道部署方案。

关键词：密集低轨卫星网络卫星星座设计数据流量

Adsorption desalination:Advances in porous adsorbents

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2022年第2期35卷 151-169页

作者： boya Qiu Patricia Gorgojo Xiaolei Fan Department of Chemical Engineering and Analytical Science School of EngineeringThe University of ManchesterOxford RoadManchester M139PLUnited Kingdom Nanoscience and Materials Institute of Aragón(INMA)CSIC-Universidad de Zaragoza Mariano Esquillor50018 ZaragozaSpain Chemical and Environmental Engineering Department Universidad de ZaragozaPedro Cerbuna 1250009 ZaragozaSpain

With the continuous growth of the world population,the demand for fresh water is ever *** desalination is a means of producing fresh water from saline water,and one of the proposed solutions in the scientific community for solving the current global freshwater *** is foreseen as a promising technology for desalination due to its relatively low energy requirements,low environmental impact,low cost and high salt removal *** importantly,chemicals are not required in adsorption *** carbons,zeolites,carbon nanostructures,graphene and coordination framework materials are amongst the most investigated adsorbents for adsorption desalination,which show different performances regarding adsorption rate,adsorption capacity,stability and *** this review,the latest adsorbent materials with their features are assessed(using metrics)and commented critically,and the current trend for their development is *** adsorption mode is also reviewed,which can provide guidance for the design of adsorbents from the engineering application point of view.

关键词： Adsorption desalination Adsorbents Porous materials Operation modes