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基于深度强化学习的空中无人机基站资源分配与公平性研究

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河北科技大学学报 2024年第1期45卷 44-51页

作者：郭少雄宋志群李勇通信网信息传输与分发技术重点实验室河北石家庄050081 中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

为了提高无人机基站(unmanned aerial vehicle base stations,UAV-BS)为地面多用户服务时的数据速率,提出一种基于决斗深度神经网络(dueling deep Q-network,Dueling-DQN)的深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)算法。采用决斗网络(dueling network,DN)结构以克服动态环境的部分可观测问题,联合优化了UAV-BS的位置和下行链路功率分配,在更符合实际的空地概率信道模型中检验了Dueling-DQN算法的性能。结果表明,相较于对比算法,所提出的Dueling-DQN算法可以提供更高的数据速率和服务公平性,且随着地面用户数量的增大,算法的优势更加明显。Dueling-DQN算法可有效解决复杂非凸性问题,为UAV-BS的资源分配问题提供理论参考。

关键词：无线通信技术 UAV 空中基站深度强化学习资源分配公平性

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信息收集中无人机节能轨迹设计与资源优化

哈尔滨工业大学学报 2024年第9期56卷 48-55页

作者：郭少雄宋志群李勇刘丽哲王斌先进通信网全国重点实验室(中国电子科技集团公司第五十四研究所) 石家庄050081

为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传... 详细信息

为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传感器功率分配联合优化算法。首先,基于实际约束构建了系统能耗最小化问题模型;然后,针对多约束优化问题的非凸性特征,采用块坐标下降法(block coordinate descent,BCD)将系统能耗最小化问题分解为固定无人机轨迹下的功率分配和固定功率分配下的无人机轨迹优化两个子问题,根据子问题的数学特征,采用凸近似法将非凸问题转化成可以求解的近似凸优化问题,通过对两个子问题的交替迭代优化,得到原非凸问题的近似次优解;最后,通过仿真实验验证了所提算法的可行性和有效性。结果表明:所提算法最大可使系统能量消耗降低22%,明显优于对比算法;且随着传感器节点数量的增加,所提算法的优势更加明显。研究结果为WSN中的信息收集提供了一种系统能耗优化思路,即在有限提高无人机飞行能耗的基础上,有效降低系统的能量消耗。

关键词：无线通信无线传感器网络无人机信息收集轨迹设计块坐标下降节能

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基于TDMA的空中自组网MAC层资源调度算法研究

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计算机测量与控制 2024年第1期32卷 251-259页

作者：张子东宋志群刘玉涛段啸寒于子婷中国电子科技集团公司第54研究所石家庄050081

空中移动无线自组织网络是一种拓扑结构快速变化,有自组织性的多跳无中心网络;针对传统时隙分配算法资源利用率低、吞吐量不足、通信距离近等问题,采用引入分配系数的混合时隙分配模式,通过节点业务优先级和流量预测相结合,设计了一种基... 详细信息

空中移动无线自组织网络是一种拓扑结构快速变化,有自组织性的多跳无中心网络;针对传统时隙分配算法资源利用率低、吞吐量不足、通信距离近等问题,采用引入分配系数的混合时隙分配模式,通过节点业务优先级和流量预测相结合,设计了一种基于TDMA定向分布式资源动态调度算法(M-TDMA);对比分析了节点数量、传输速率、分配系数以及不同拓扑等多个维度对算法传输时延、吞吐量以及丢包率的影响;最后通过仿真实验对资源调度算法进行验证;仿真结果表明,在20个网络节点时,网络的最大传输时延小于600 ms,网络吞吐量可以达到4.5 Mbps以上,M-TDMA算法通过高效的资源调度,有效降低了网络传输时延并提高了网络吞吐量。

关键词：移动无线自组织 TDMA 资源调度时隙分配 M-TDMA

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无线携能通信时隙与功率联合优化算法研究

哈尔滨工业大学学报 2020年第5期52卷 35-40页

作者：宋志群刘玉涛吕玉静张中兆哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001 中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050000

传统通信系统由于不能够有效利用射频信号的能量会导致传输能耗较高,所以必须合理分配资源,在信息和能量传输间获得折中,即保证充足的传输能量并尽可能提高系统的信息传输性能.因此,为了节约通信系统的能量,本文提出通信系统在多个时隙... 详细信息

传统通信系统由于不能够有效利用射频信号的能量会导致传输能耗较高,所以必须合理分配资源,在信息和能量传输间获得折中,即保证充足的传输能量并尽可能提高系统的信息传输性能.因此,为了节约通信系统的能量,本文提出通信系统在多个时隙同时传输信息和能量从而实现无线携能通信.首先,将传输时间分成若干时隙,发射机按照要求在不同时隙内发送信息或者能量;然后,接收机在对应时隙内接收信息或者收集能量,并利用收集的能量提供电路耗能;最后,通过联合优化时隙和功率分配,在保证系统能量需求基础上最大化系统传输速率.仿真结果表明:相比等时间功率分配算法,提出算法的传输效率提高了约40 bps;且随着时隙数增加,提出算法性能显著提高.当传输能量增加时,可分配的信息功率更大;而当能量需求增加时,信息功率会降低,更多的功率用于能量传输.因此,提出算法通过为信息传输和能量采集合理分配时隙和功率,保证充足的采集能量基础上,最大化信息传输性能,系统通过采集无线能量有效提高了传输性能.

关键词：多时隙无线携能通信吞吐率拉格朗日优化

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PDCA循环法在PICC护理安全中的应用

中外医学研究 2019年第24期17卷 98-100页

作者：宋志群盐城市第一人民医院

目的:分析PICC护理安全管理中采用PDCA循环法的临床效果。方法:选取2017年1月-2018年12月在笔者所在医院就诊的110例PICC静脉输液治疗患者,根据随机抽签法将所有患者分为试验组(55例,采用PDCA循环法)和对照组(55例,实施常规护理),对比... 详细信息

目的:分析PICC护理安全管理中采用PDCA循环法的临床效果。方法:选取2017年1月-2018年12月在笔者所在医院就诊的110例PICC静脉输液治疗患者,根据随机抽签法将所有患者分为试验组(55例,采用PDCA循环法)和对照组(55例,实施常规护理),对比分析两组患者置管相关并发症发生率及患者对护理服务满意度。结果:试验组导管滑脱、导管堵塞、血管炎症及感染等并发症发生率为21.8%,显著低于对照组的63.6%,差异有统计学意义(χ^2=16.228,P<0.05)。试验组护理服务满意度(98.18%)高于对照组(81.82%),差异有统计学意义(χ^2=4.660,P<0.05)。结论:PICC护理安全中应用PDCA循环法的效果理想,有利于降低患者PICC置管相关并发症发生率,提高PICC护理安全及护理质量,值得广泛推广应用。

关键词： PICC 护理安全 PDCA循环法应用分析

家庭护理干预对宫颈癌患者负性情绪和生活质量的影响

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中外医学研究 2019年第30期17卷 110-112页

作者：宋志群盐城市第一人民医院

目的:探究与观察家庭护理干预对宫颈癌患者负性情绪和生活质量的影响程度。方法:选取2016年7月-2018年6月笔者所在医院收治的84例宫颈癌患者为研究对象,根据随机数字表法分为对照组(常规宫颈癌护理)42例和观察组(家庭护理干预)42例。比... 详细信息

目的:探究与观察家庭护理干预对宫颈癌患者负性情绪和生活质量的影响程度。方法:选取2016年7月-2018年6月笔者所在医院收治的84例宫颈癌患者为研究对象,根据随机数字表法分为对照组(常规宫颈癌护理)42例和观察组(家庭护理干预)42例。比较两组护理前后PANAS量表及SF-36问卷评分。结果:护理前两组PANAS量表及SF-36问卷评分比较差异无统计学意义(P>0.05),护理后观察组上述量表评分均优于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:家庭护理干预对宫颈癌患者负性情绪和生活质量的影响相对较好,在宫颈癌患者中的应用价值较高。

关键词：家庭护理干预宫颈癌负性情绪生活质量

基于两分量广义加权分数傅里叶变换的大规模MIMO波形设计

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通信学报 2023年第12期44卷 216-229页

作者：李行健宋志群李勇刘丽哲王斌汪畅中国电科网络通信研究院通信网信息传输与分发技术重点实验室河北石家庄050081

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统下传统信号分集技术需要牺牲通信速率或频谱等通信资源的缺陷,提出了一种基于两分量广义加权分数傅里叶变换(DCGWFRFT)的波形设计方法。该方法通过引入计算分集的概念,以一定的计算资源为代价提升系统... 详细信息

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统下传统信号分集技术需要牺牲通信速率或频谱等通信资源的缺陷,提出了一种基于两分量广义加权分数傅里叶变换(DCGWFRFT)的波形设计方法。该方法通过引入计算分集的概念,以一定的计算资源为代价提升系统的分集性能,且发送端不需要已知信道状态信息。分析了基于DCGWFRFT的波形的计算分集原理,并根据该原理提出了一种基于DCGWFRFT的波形设计与变换流程,在保持物理层安全特性的基础上提升波形的抗衰落能力。理论分析证明,在无噪声的情况下,所提出的波形设计与变换流程能够完美恢复原始发送信号;在有噪声的情况下,所提出的波形相比于未经变换的波形的误差能量分布更加平均。仿真结果显示,在误码率为10^(−3)时,基于DCGWFRFT的波形相比于未经变换的波形有至少1.7 dB的比特信噪比性能优势。

关键词：大规模MIMO 分集两分量广义加权分数傅里叶变换波形设计

基于扩展加权分数阶傅里叶变换的移动通信系统研究

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北京交通大学学报 2022年第2期46卷 108-117页

作者：赵子涛宋志群倪嘉昊房宵杰沙学军中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050000 哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001

基于扩展加权分数阶傅里叶变换(Extended Weighted-type Fractional Fourier Transform,EWFRFT)的两分量信号是一种新的信号形式,具备抗信道衰落的能力,但缺乏更多角度讨论和理论分析.首先对线性处理的两分量信号性能进行深入分析,提出... 详细信息

基于扩展加权分数阶傅里叶变换(Extended Weighted-type Fractional Fourier Transform,EWFRFT)的两分量信号是一种新的信号形式,具备抗信道衰落的能力,但缺乏更多角度讨论和理论分析.首先对线性处理的两分量信号性能进行深入分析,提出用最大似然检测和连续干扰消除算法解调两分量信号,分别以不同研究角度对这两种算法的作用进行了理论解释.通过两分量信号通信系统中接收处理算法的讨论,丰富了两分量信号的接收处理方法 .仿真结果表明:所提方法提高了两分量信号通信的可靠性.

关键词：扩展加权分数阶傅里叶变换抗衰落技术两分量信号信号检测

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高空平台通信系统频谱划分综述

无线电通信技术 2020年第5期46卷 553-560页

作者：郎磊赵丹宋志群中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081 中国人民解放军军事科学院系统工程研究院北京100039

针对陆上偏远地区和海上用户日益增长的宽带无线接入和物联服务需求,高空平台通信系统作为支撑上述需求的重要依托手段,具有广阔的应用前景。频谱资源的分配对高空平台通信系统发展起着至关重要的作用。全面回顾了国际电信联盟在高空平... 详细信息

针对陆上偏远地区和海上用户日益增长的宽带无线接入和物联服务需求,高空平台通信系统作为支撑上述需求的重要依托手段,具有广阔的应用前景。频谱资源的分配对高空平台通信系统发展起着至关重要的作用。全面回顾了国际电信联盟在高空平台通信系统频谱划分方面所做的研究,特别是在国际无线电通信大会WRC-191.14议题下就高空平台通信系统技术与操作特性、部署场景等所做的研究,重点介绍了各关切方和我国在高空平台通信系统业务发展和频谱划分上的主要观点,并给出了WRC-19大会高空平台通信系统的频谱划分决定,对后续高空平台通信系统技术发展与产业应用具有参考和借鉴意义。

关键词：高空平台通信系统国际电信联盟频谱划分