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林敏: 作品数：28 被引量：28H指数：3; 供职机构：南京邮电大学通信与信息工程学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金航天科技创新基金国防科技大学科研计划项目更多>>; 相关领域：电子电信航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>

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卫星网络和高空平台网络频谱共存下的分布式鲁棒波束成形算法: 2023年; 面向由卫星网络和高空平台网络有机结合的星空融合网络,提出一种基于非完美信道状态信息的分布式鲁棒波束成形算法。首先,在卫星网络和高空平台网络分别采用多播技术和非正交多址技术服务多个用户的场景下,以最大化网络和速率为目标函数,并以满足各个用户速率需求为约束,建立卫星和高空平台发射功率受限为约束的优化问题。其次,在仅能获取用户非完美信道状态信息且仅能实现非完美连续干扰消除的情况下,采用S-procedure和连续凸逼近对非凸问题进行转化,并进一步提出基于拉格朗日对偶的分布式波束成形算法,以实现网络间的频谱共享。最后,计算机仿真表明所提分布式算法相比现有工作能以更低的信令开销获取更高的频谱效率。; 王子宁林敏李菲韩略朱卫平

基于速率分割的可重构智能表面辅助星地融合网络鲁棒安全传输方案: 2023年; 首先,考虑一个可重构智能表面(RIS)辅助的星地融合网络,卫星采用速率分割多址技术服务多个地球站,而地面基站则在RIS的协助下利用多播技术服务多个地面用户,同时还存在多个窃听者企图获取卫星的隐私信号。其次,在仅已知窃听者非完美信道状态信息的条件下,以所有用户的通信质量要求及最大窃听概率为约束条件,建立一个以最小化系统总发射功率为目标函数的联合优化问题。为了求解该非凸问题,采用S-procedure和连续凸逼近方法将复杂的窃听概率约束转化为可行的凸约束;利用基于核范数的惩罚函数方法提出一种鲁棒联合优化算法以迭代求解波束成形权矢量和发射功率。最后,计算机仿真结果验证了所提传输方案的有效性和优越性。; 赵柏林敏肖圣杰程铭冯一帆杨绿溪

卫星通信下行链路鲁棒安全波束成形设计被引量：4: 2021年; 针对多波束卫星通信系统下行链路存在多个窃听者的场景,在仅已知窃听者大概位置的条件下,提出了两种鲁棒安全波束成形(beamforming,BF)方案。一种是基于卫星总发射功率受限条件下的系统安全速率最大化准则,提出了基于广义瑞利商的鲁棒BF方案,得到了BF权矢量的解析解。另一种是基于安全速率和卫星总发射功率约束下的安全能效最大化准则,提出了一种分式规划、罚函数以及凸差(difference of convex,DC)规划理论相结合的嵌套迭代算法,完成鲁棒BF设计。仿真结果表明,跟传统的非鲁棒BF方案相比,所提出的两种鲁棒BF方案能够获得更好的安全性能。; 顾晨伟林志林敏解路瑶欧阳键黄硕; 关键词：物理层安全凸优化

基于上/下行NOMA的卫星通信系统遍历容量分析: 2023年; 卫星通信作为实现广域覆盖和泛在连接不可或缺的一种手段,在民航空管、应急通信等实际应用中扮演着重要的角色。为了提升卫星通信系统的频谱效率和传输速率,首先将点波束和非正交多址(Non-orthogonal multiple access,NOMA)技术相结合,提出了一种高效的上/下行NOMA传输方案。其次,在假设卫星链路服从阴影莱斯(Shadowed-Rician,SR)分布,同时接收端采用完美和非完美串行干扰消除(Successive interference cancellation,SIC)的情况下,推导出所提方案的卫星系统遍历容量闭合表达式。最后,仿真结果验证了理论分析的正确性以及所提方案相较于正交多址方案获得的性能提升,并进一步分析了信道衰落系数、功率分配系数和残余干扰程度等因素对系统遍历容量的影响。; 谈苗苗孔槐聪黄庶沛程铭林敏; 关键词：卫星通信遍历容量

基于多目标优化的星空融合网络波束成形算法: 2023年; 将卫星通信网和无人机通信网有机结合构成的星空融合网络,具有覆盖范围广、通信容量大、组网方便快捷等众多优势,在未来第六代移动通信领域显示了广阔的应用前景。与此同时,采用太赫兹频段进行无线传输,被认为是解决当前无线通信领域频谱效率偏低、系统容量受限等问题的有效手段。针对工作在太赫兹频段的星空融合网络,在卫星网络和无人机网络分别采用多播技术和层分复用技术,且它们共享频谱资源的条件下,提出了一种基于多目标优化的波束成形方案,以满足用户的差异化服务需求。首先,建立卫星和无人机发射功率受限,且各类用户的服务质量得到保证为约束条件,系统的和速率最大化与总发射功率最小化为目标函数的多目标优化问题。其次,通过加权切比雪夫法,将数学上非常复杂的多目标问题转换为单目标问题,并进一步提出基于凹凸过程的迭代算法处理非凸约束,得到帕累托最优解。最后,计算机仿真验证了所提算法采用层分复用技术能够有效提高系统的频谱效率,从而证实了所提算法的优越性。; 林敏黄庶沛王子宁郭焱韩略; 关键词：多目标优化波束成形

多天线无人机通信系统中的安全波束成形方案被引量：2: 2020年; 针对第6代移动通信系统中多天线无人机通信下行链路传输系统,在有多个合法用户和单个窃听者的场景以及已知窃听者统计信道状态信息的情况下,提出了2种安全波束成形方案:一种是基于迫零算法的波束成形方案,在系统传输总功率受限条件下最大化系统可达安全速率,得到了波束成形权矢量和功率分配因子的闭合解;另一种是基于增强信漏噪比算法的波束成形方案,采用一种分式规划和交替方向乘子法(ADMM)相结合的迭代算法,实现波束成形权矢量和功率分配因子的设计.仿真结果表明,相比较于迫零算法,基于ADMM的增强信漏噪比算法能够有效地提升系统的安全性能.; 汪萧萧淡振雷顾晨伟朱卫平林敏

基于统计信道状态信息的多波束卫星系统安全波束成形设计被引量：1: 2021年; 由于卫星通信的广域覆盖特性和信道的广播特性,使得通信过程存在被窃听的风险。为增强多窃听场景下多波束卫星通信系统的安全性,在已知统计信道状态信息条件下,本文分别针对总发射功率最小化和安全速率最大化问题,提出了相应的波束成形(beamforming,BF)方案。首先,以安全速率为约束建立总发射功率最小化问题,通过拉格朗日乘数法推导出最优BF权矢量的解析表达式;然后,以安全速率最大化为准则,分别建立了以总发射功率受限和单波束发射功率受限的优化问题。针对总功率约束下的优化问题,根据广义瑞利熵方法求出最优BF权矢量的解析表达式;针对单波束发射功率约束下的优化问题,通过引用辅助变量将非凸优化问题转换为凸优化问题,进而提出了一种基于黄金分割法的BF算法以计算出最优BF权矢量。最后,通过计算机仿真验证了所提方案的有效性与正确性,并进一步分析了系统参数对安全性能的影响。与传统的BF方案相比,所提BF方案能更好地抑制窃听过程,从而获得更高的安全性能。; 林敏解路瑶顾晨伟林志汪萧萧欧阳键; 关键词：物理层安全波束成形

基于非稳态MAB的LEO卫星跳波束时隙分配算法: 2023年; 针对低地球轨道(LEO)卫星系统中的跳波束资源分配算法不能适应小区业务动态变化等问题,提出了一种基于非稳态多臂赌博机(MAB)的LEO卫星跳波束时隙分配算法。首先,以系统二阶差分容量最小化为优化目标,建立了时隙分配和波束等级匹配的联合优化问题。其次,由于该问题非凸且难以直接求解,基于有效小区和有效关键小区的概念提出波束等级组合方案生成算法,从而生成所有可能的波束等级组合方案。接下来,提出了基于非稳态MAB模型的动态时隙分配方案,在最优波束等级组合方案下完成时隙分配与波束等级匹配的联合优化。最后,计算机仿真结果表明,所提算法在多种小区业务分布的情况下,系统平均冗余度均不超过20%;相比于其他对比方案,所提算法在保持较高的系统吞吐量的同时,还可以将波束平均重访时间控制在300 ms左右。; 林敏阚鹏程赵柏程铭杨绿溪; 关键词：低地球轨道

IRS辅助的星地融合认知网络中断性能分析: 2023年; 分析了智能反射面(IRS)辅助的星地融合认知网络系统的中断性能。首先,针对卫星采用点波束技术服务地球站,而基站通过智能反射面扩大通信范围,并采用非正交多址接入(NOMA)技术服务多用户场景,在系统采用认知无线电技术来实现卫星主网络与地面次级网络之间频谱共享的情况下,建立以地面用户平均信干噪比最大化为目标的优化问题;其次,基于角度域的信道状态信息提出了一种低复杂度的IRS相移设计方案,从而得到智能反射面相移矩阵;接着,分别推导出地面用户在固定和移动2种情况下的中断概率闭合表达式。为了进一步分析系统性能,推导了高信噪比条件下系统的中断概率近似表达式。最后,计算机仿真验证了中断概率表达式的正确性,并分析了主要参数对系统性能的影响。; 林敏郭怀波刘笑宇韩略谈苗苗杨绿溪

中断约束下的星空认知网络分布式鲁棒波束成形算法: 2023年; 针对卫星通信网和无人机通信网共享频谱资源构成的星空认知网络,提出了一种基于用户非完美信道状态信息的分布式鲁棒波束成形算法,以提升网络的频谱效率和传输可靠性.在所有信道误差均服从复高斯分布的条件下,建立以总的发射功率最小化为目标函数,以用户信干噪比中断概率约束满足要求为约束的联合优化问题.通过引入松弛变量,将非凸的联合优化问题转换成两个独立的分布式优化问题,并进一步提出利用舒尔补和拉格朗日对偶的迭代算法得到卫星和无人机网络的波束成形权矢量.计算机仿真验证了所提算法的有效性和优越性.; 林敏徐启钊王子宁郭焱程铭; 关键词：拉格朗日对偶

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