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面向无人机通信的区域化智能波束管理

无线电通信技术 2024年第3期50卷 503-509页

作者：赵乐郑重王新奕费泽松北京理工大学信息与电子学院北京100081

面向新一代无线通信的技术革新,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在未来通信系统中的应用越来越不可忽视。考虑传统波束管理(Beam Management,BM)方法在高动态、高频段空地链路中波束对准的高额开销,设计了一种基于人工智能(Artific... 详细信息

面向新一代无线通信的技术革新,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在未来通信系统中的应用越来越不可忽视。考虑传统波束管理(Beam Management,BM)方法在高动态、高频段空地链路中波束对准的高额开销,设计了一种基于人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术的BM方案。方案基于长短时记忆(Long-Short Term Memory,LSTM)网络模型,利用深度学习(Deep Learning,DL)方法实现基站(Base Station,BS)-UAV通信过程中的BM。以参考信号接收功率(Reference Signal Receive Power,RSRP)为性能指标对BM方案进行评估,基于BM历史经验数据将UAV终端轨迹划分为数个区域,训练特定的区域模型以更好地适应各区域中的信道传播环境特征。在模型部署阶段,根据区域划分结果按区域切换模型,实现基于模型切换的区域化AI-BM(Model Switching based Area-Specific AI-BM,MSAS AI-BM)。仿真结果表明,所提的MSAS AI-BM方案相比传统的简单穷举BM方案能够极大降低系统开销,拥有良好的RSRP保持性能。

关键词：波束管理人工智能参考信号接收功率长短时记忆模型切换

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基于深度强化学习的无人机切换管理研究

无线电通信技术 2024年

作者：段盈江赵一帆丁广恩赵毅唐嘉宁 1.云南民族大学电气信息工程学院 2.云南民族大学云南省无人自主系统重点实验室 3.云南公路联网收费管理有限公司云南民族大学电气信息工程学院云南民族大学云南省无人自主系统重点实验室云南公路联网收费管理有限公司

为无人机提供网络连接是未来蜂窝网络系统的一个主要应用，无人机在蜂窝网络中作为移动基站或移动用户设备时，需要在不同的基站之间切换，以保持高速可靠的网络连接。针对无人机移动性强，飞行环境复杂造成无人机在蜂窝基站间发生频繁... 详细信息

为无人机提供网络连接是未来蜂窝网络系统的一个主要应用，无人机在蜂窝网络中作为移动基站或移动用户设备时，需要在不同的基站之间切换，以保持高速可靠的网络连接。针对无人机移动性强，飞行环境复杂造成无人机在蜂窝基站间发生频繁切换、切换失败等问题，提出了一种基于深度强化学习的无人机连接蜂窝网络切换优化方法。基于深度强化学习框架，实现无人机自适应基站切换的在线学习和决策，克服了以往算法中当状态空间过大而导致训练时间长、泛化能力差的缺点; 融合参考信号接收功率和切换次数两项指标作为联合奖励函数，保证无人机在稳定蜂窝网络连接的前提下，减少了无人机在蜂窝基站间的无效切换次数。实验结果表明，所提出的算法经过1 000轮训练，无人机的平均切换次数显著降低，有效避免了不必要的切换，减少了切换失败的概率，提升了无人机连接蜂窝网络时的信号接收功率。

关键词：无人机通信蜂窝网络参考信号接收功率深度强化学习

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车联网融合通信技术的场景仿真与分析

应用科技 2024年

作者：权仕鑫孙溶辰刘留孙志国 1.哈尔滨工程大学信息与通信工程学院 2.北京交通大学电子信息工程学院哈尔滨工程大学信息与通信工程学院北京交通大学电子信息工程学院

目前关于车联网的技术处于快速发展阶段，通信场景仿真分析尤为重要。然而，在车联网场景中有大量的移动节点，这使得在真实环境中进行实验变得困难。文章提出以Virtual Test Drive（VTD）软件作为仿真平台，测试在车联网仿真环境中支... 详细信息

目前关于车联网的技术处于快速发展阶段，通信场景仿真分析尤为重要。然而，在车联网场景中有大量的移动节点，这使得在真实环境中进行实验变得困难。文章提出以Virtual Test Drive（VTD）软件作为仿真平台，测试在车联网仿真环境中支持加载无线信道模型和编辑交通仿真场景，利用系统级仿真的方法输出5G网络和车联网网络对路面的覆盖情况并与实测环境进行仿真数据比对。仿真结果表明，车与基站通信（vehicle-to-network，V2N）得到的信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）与参考信号接收功率（reference signal receiving power，RSRP）符合实测数据的预期，进而改善了相较于传统车联网仿真在仿真测试与实际道路测试关联度较低的问题。

关键词：车联网场景仿真分析 5G通信交通仿真参考信号接收功率信噪比 VTD软件系统级仿真

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5G多频协同覆盖研究与工程实践

通信与信息技术 2024年第3期 1-5页

作者：胡贵宾赵川斌中国电信股份有限公司四川分公司四川成都610000

5G基站建设进入深度覆盖阶段。5G网络高低频协同是运营商节省投资、提升用户感知和运维效率的重要工程技术手段。从理论仿真、频段特性、关键配置以及工程实际覆盖测试等方面对电信NR2.1G和NR3.5G网络进行了深入研究,并结合现网工程给... 详细信息

5G基站建设进入深度覆盖阶段。5G网络高低频协同是运营商节省投资、提升用户感知和运维效率的重要工程技术手段。从理论仿真、频段特性、关键配置以及工程实际覆盖测试等方面对电信NR2.1G和NR3.5G网络进行了深入研究,并结合现网工程给出了实践经验和分场景配置使用建议。

关键词：第五代移动通信网络规划优化参考信号接收功率

基于卷积神经网络的列车位置指纹定位算法研究

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铁道学报 2023年第1期45卷 42-50页

作者：罗淼党建武郝占军张振海兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学铁道技术学院甘肃兰州730070 西北师范大学计算机科学与工程学院甘肃兰州730070 西北师范大学甘肃省物联网科学研究中心甘肃兰州730070

针对高速铁路隧道环境下采用位置指纹定位时定位精度低的问题,提出将深度卷积神经网络应用于列车位置指纹的定位中。首先采用2σ准则、模糊C均值聚类FCM及类数据加权,对采集到的下一代铁路通信系统LTE-R中的信号强度值进行预处理,降低... 详细信息

针对高速铁路隧道环境下采用位置指纹定位时定位精度低的问题,提出将深度卷积神经网络应用于列车位置指纹的定位中。首先采用2σ准则、模糊C均值聚类FCM及类数据加权,对采集到的下一代铁路通信系统LTE-R中的信号强度值进行预处理,降低异常值的影响,提高指纹数据的有效性;然后引入定时提前量,增强指纹特征值;接着将处理后的指纹数据量转换为灰度图片指纹条,基于图像样本建立FCM-CNN指纹定位模型;最后以现场实测数据为基础对定位模型进行测试验证。结果表明,相较于采用未经处理的数据作为样本的CNN模型及传统的位置指纹定位方法,基于FCM-CNN的列车位置指纹定位方法,提高了数据质量,在离线阶段具有较大的指纹采集间距,大幅减少了指纹采集工作量,模型训练时间较短,定位精度小于10 m的概率可达100%,满足列车在中密度线路对定位精度的要求。

关键词：列车定位模糊C均值聚类卷积神经网络参考信号接收功率定时提前量

面向城区的基于图去噪的小区级RSRP估计方法

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计算机应用 2023年

作者：郑毅廖存燚张天倩王骥刘守印华中师范大学物理科学与技术学院

移动通信系统网络的规划、部署和优化都不同程度依赖于参考信号接收功率（Reference Signal Receiving Power,RSRP）估计的准确性。传统上，基站覆盖小区内某信号接收点的RSRP可由对应的无线传播模型估计。在城市环境中，不同小区的无... 详细信息

移动通信系统网络的规划、部署和优化都不同程度依赖于参考信号接收功率（Reference Signal Receiving Power,RSRP）估计的准确性。传统上，基站覆盖小区内某信号接收点的RSRP可由对应的无线传播模型估计。在城市环境中，不同小区的无线传播模型需要使用大量RSRP实测数据校正。由于不同小区环境存在差异，经过校正后的模型只适用于对应小区，且小区内的RSRP估计精度低。针对上述问题，将RSRP估计问题转化为图像去噪问题，并通过图像处理与深度学习技术得到小区级无线传播模型，不仅能实现小区整体的RSRP估计，且能适用于相似环境小区。首先，通过随机森林回归器逐点预测每个接收点的RSRP，得到整个小区的RSRP估计图；然后，将RSRP估计图和实测RSRP分布图之间的损失视为RSRP噪声图，提出了基于条件生成对抗网络的图去噪RSRP估计方法，通过电子环境地图反映小区的环境信息，有效地降低不同小区的RSRP噪声图。实验结果表明，在无实测数据的跨小区RSRP预测场景下，所提方法预测RSRP的根均方误差为6.77 dBm，相较于基于卷积神经网络的RSRP估计方法 EFsNet下降2.55 dBm；在同小区RSRP预测场景下，相较于EfsNet，模型参数量减小80.3%。

关键词：条件生成对抗网络机器学习参考信号接收功率无线传播模型图去噪

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基于LTE系统的改良接收信号功率测量方法

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2018年第6期30卷 746-751页

作者：李铮欧阳卫华蒋文豪重庆邮电大学移动通信工程研究中心重庆400065 重庆航天职业技术学院计算机工程系重庆400021

在长期演进(long term evolution,LTE)系统中,移动终端需要定时更新同一小区和相邻小区的测量信息,以便于及时进行小区切换或重选。传统的接收信号功率测量算法虽然能够降低干扰和噪声对接收端信号的影响,然而在LTE无线环境下,参考信号... 详细信息

在长期演进(long term evolution,LTE)系统中,移动终端需要定时更新同一小区和相邻小区的测量信息,以便于及时进行小区切换或重选。传统的接收信号功率测量算法虽然能够降低干扰和噪声对接收端信号的影响,然而在LTE无线环境下,参考信号接收功率(reference signal receiving power,RSRP)常常受到时间同步和频偏影响,难以获得精确的测量结果。针对该问题,基于LTE系统结构和测量标准提出一种改良的接收信号功率测量算法。该算法对时间和频率同步要求低,且接收信号功率测量性能有所提升。该算法分别在频域和时域计算接收信号功率测量值,并选择两者中较大者作为小区最终接收信号功率值。仿真结果表明,在频偏不大于3 k Hz、定时偏差不大于30 ns时,所述接收信号功率测量算法,相对于传统算法有1 d B以上的平均测量误差的性能提升。

关键词：长期演进(LTE) 测量同步偏差参考信号接收功率

小蜂窝网络中基于速度估计的切换触发时间选择方案

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电讯技术 2014年第8期54卷 1123-1128页

作者：冷家丽曹永民王东军重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

在用户对系统带宽以及传输速率要求越来越严格的当下,小蜂窝技术成为解决室内和热点场景覆盖和容量问题的有效途径。为了缓解小蜂窝中切换失败率和乒乓切换率之间的矛盾,首先建立了小蜂窝网络场景下的切换模型,通过采用参考信号接收功... 详细信息

在用户对系统带宽以及传输速率要求越来越严格的当下,小蜂窝技术成为解决室内和热点场景覆盖和容量问题的有效途径。为了缓解小蜂窝中切换失败率和乒乓切换率之间的矛盾,首先建立了小蜂窝网络场景下的切换模型,通过采用参考信号接收功率方案对用户终端(UE)的移动轨迹进行跟踪而达到速度估计的目的;之后,推导分析了该模型中切换失败概率、乒乓切换概率与切换触发时间、UE速度的关系;最后,采用遍历算法对切换触发时间进行优化选择。仿真结果表明,所提方案能够将切换失败概率降低到接近于零,同时将乒乓切换率降低了10%,很好地缓解了两者之间的矛盾,更适合于对乒乓切换敏感的高速移动UE。

关键词：小蜂窝网切换触发时间切换失败率乒乓切换率参考信号接收功率速度估计

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基于精细无线电地图重构的无人机定位研究

传感器与微系统 2021年第11期40卷 47-49,53页

作者：樊宽刚张小根刘汉森江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学机电工程学院江西赣州341000 江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院江西赣州341000

针对现有的忽略无线电地图的分段传播结构的问题,提出了一种基于精细无线电地图的测量多个天线的信号强度来定位无人机(UAV)的新方法。基于路径损耗和阴影衰落模型,通过分段和接收信号强度模型来重建精细结构的无线电地图。采用最大似... 详细信息

针对现有的忽略无线电地图的分段传播结构的问题,提出了一种基于精细无线电地图的测量多个天线的信号强度来定位无人机(UAV)的新方法。基于路径损耗和阴影衰落模型,通过分段和接收信号强度模型来重建精细结构的无线电地图。采用最大似然法解决多个参数估计问题,最后通过迭代聚类重建无线电地图。实验结果表明:物理小区标识(PCI)的准确度和RMSE值分别为96.92%和0.2760,参考信号接收功率(RSRP)的准确度和RMSE值分别为95.81%和1.8634。评估指标的结果表明:与KNN和SVR相比,所提方法使用10000个训练样本达到了更优的重建误差效果。

关键词：无人机无线电地图无线电-接收信号强度物理小区标识参考信号接收功率