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公开(公告)号：CN114826835B
公开(公告)日：2024-05-07
申请号：CN202210332837.0
申请日：2022-03-31
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种方向调制中IRS辅助无线通信系统的干扰协方差矩阵估计方法，该方法首先建立了在干扰协方差矩阵参数结构约束下，最小化样本干扰协方差矩阵与接收机噪声方差矩阵之差和估计矩阵的欧式距离的优化问题；然后根据干扰协方差矩阵的参数表达式对其参数进行分离和重构，得到新的优化变量和优化问题；将新的优化问题针对两组变量分解为两个子问题，这两个子问题分别利用KKT条件和梯度下降法求解，交替更新两组变量直至目标函数收敛即可得到新的优化问题的解，再根据求得的解计算对应的矩阵即为估计的干扰协方差矩阵。本发明不仅能适用于小样本场景，还具有更高的估计精度，有利于后续在合法用户接收端减小恶意干扰所带来的影响。
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公开(公告)号：CN115276879A
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202210752606.5
申请日：2022-06-29
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种智能反射面中基于半定松弛的安全速率最大化方法及装置，该方法为：建立智能反射面辅助的安全通信系统模型，定义系统的安全速率和，建立有用信号波束成形向量、人工噪声和智能反射面相移矩阵的优化问题；利用詹森不等式转换窃听者的可达速率表达式，将原始优化问题转换为两个子优化问题并求解；利用半定松弛技术，去除矩阵秩一约束，并更新波束成形向量、人工噪声和智能反射面相移矩阵；计算波束成形向量、人工噪声和智能反射面相移矩阵更新前后的安全速率之差的绝对值，直到满足条件；该装置包括模型构建、表达式转换、优化问题转换、更新、循环计算及判定五个模块。本发明降低了硬件成本，提高了无线传输的安全速率和安全性能。
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公开(公告)号：CN114866378A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210548841.0
申请日：2022-05-20
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种空间调制中基于主成分分析的干扰协方差矩阵估计方法，该方法步骤为：合法接收机将接收到的信号按列排列成数据集矩阵；对数据集矩阵的协方差矩阵进行特征值分解，将得到的特征值按递减顺序排列；结合已知的干扰协方差矩阵的秩信息对接收机噪声进行估计，对相应的特征值进行取均值，得到接收机噪声的方差值；根据已知的干扰协方差矩阵的秩，选择对应主成分数量的特征值并去除接收机噪声的影响对干扰协方差矩阵进行重构，得到估计的干扰协方差矩阵；根据估计到的干扰协方差矩阵设计接收波束成形向量。本发明估计得到的干扰协方差矩阵结合相应的波束成形，使得全双工窃听者存在的空间调制在安全性能方面的性能有显著的提升。
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公开(公告)号：CN115037406A
公开(公告)日：2022-09-09
申请号：CN202210586533.7
申请日：2022-05-27
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于梯度下降法的干扰协方差矩阵估计方法，包括以下步骤：建立最小化样本干扰协方差矩阵与接收机噪声方差矩阵之差和干扰协方差矩阵欧式距离的目标优化问题，且干扰协方差矩阵受参数结构约束；对干扰协方差矩阵中的未知参数和已知参数进行分离，利用视距信道矩阵秩为一的性质对参数进行重构得到四个新的向量变量，并根据这些变量建立新的目标优化问题；应用梯度下降法求解四个向量变量并计算对应的干扰协方差矩阵，所得矩阵即为所估计的干扰协方差矩阵。本发明具有更高的估计精度，且适用于小样本的场景。此外，本发明估计的干扰协方差矩阵可以适应IRS相位的变化，在IRS相位变化后，可以直接计算得到新的干扰协方差矩阵。
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公开(公告)号：CN114826835A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210332837.0
申请日：2022-03-31
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种方向调制中IRS辅助无线通信系统的干扰协方差矩阵估计方法，该方法首先建立了在干扰协方差矩阵参数结构约束下，最小化样本干扰协方差矩阵与接收机噪声方差矩阵之差和估计矩阵的欧式距离的优化问题；然后根据干扰协方差矩阵的参数表达式对其参数进行分离和重构，得到新的优化变量和优化问题；将新的优化问题针对两组变量分解为两个子问题，这两个子问题分别利用KKT条件和梯度下降法求解，交替更新两组变量直至目标函数收敛即可得到新的优化问题的解，再根据求得的解计算对应的矩阵即为估计的干扰协方差矩阵。本发明不仅能适用于小样本场景，还具有更高的估计精度，有利于后续在合法用户接收端减小恶意干扰所带来的影响。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117148266A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311008357.X
申请日：2023-08-11
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于混合精度ADCs混合结构的DOA估计性能分析方法及系统。该方法步骤如下：根据混合精度ADCs混合结构天线阵列，建立接收信号数学模型；对低精度ADCs的离散量化过程，运用可加性量化噪声模型进行建模，将离散的信号转化为连续信号；针对所得连续信号，推导出对应的克拉美罗下界即CRLB闭式表达式；根据CRLB进一步推导出性能损失因子和能量效率因子，并根据具体的性能损失和能量效率进行低精度ADCs的选择。所述系统包括接收信号数学模型构建模块、离散信号转化模块、CRLB计算模块、性能损失和能量效率确定模块。本发明通过分析混合精度ADCs混合结构下的性能损失，从而为实际运用提供理论基础。
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公开(公告)号：CN117148265A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311008353.1
申请日：2023-08-11
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种适用于混合结构的单时间块DOA估计方法及系统，该方法具体为：根据混合结构天线阵列子阵列个数和子阵列天线的个数，设计模拟波束赋形；对所有子阵列模数转换器ADC量化后的接收信号，进行能量归一化和相位恢复；对归一化和相位恢复后的信号进行root‑MUSIC求解，得到多个模糊解，解的个数与子阵列天线数相等；根据子阵列所接收到信号的能量，筛选出DOA估计值。所述系统包括系统模型构建模块、能量归一化和相位恢复模块、角度估计及相位消除模块。本发明能够在单时间块进行角度估计及模糊消除，降低了计算复杂度、提高了估计速度。
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公开(公告)号：CN115189800A
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN202210588191.2
申请日：2022-05-27
Applicant: 南京理工大学
IPC: H04K1/02 , H04B7/0426
Abstract: 本发明公开了一种方向调制中基于MMSE的低复杂度接收波束成形优化方法，该方法为：根据信道状态信息，计算合法用户接收信号中来自基站的人为噪声，来自非法用户的干扰噪声和信道的加性噪声所对应的协方差矩阵；根据MMSE准则建立关于接收波束成形向量的目标优化问题；通过求偏导的方法求解最优接收波束成形向量；利用Sherman‑Morrison公式对最优接收波束成形向量表达式中的逆矩阵进行计算，降低算法的复杂度。本发明削弱了方向调制系统中全双工非法用户对合法用户接收信号所产生的影响，使具有全双工非法用户的方向调制系统具有更高的安全速率和更低的误码率，并且降低了算法复杂度，适用于合法用户具有大规模天线的场景。
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公开(公告)号：CN114978271A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210548832.1
申请日：2022-05-20
Applicant: 南京理工大学
IPC: H04B7/08 , H04W12/122 , H04L25/02 , H04L25/03
Abstract: 本发明公开了一种空间调制中基于联合对角化的干扰协方差矩阵估计方法，该方法为：合法接收机首先利用接收到的信号计算出样本协方差矩阵，再结合已知的干扰协方差矩阵的秩信息，根据联合对角化原则构建出目标函数后采用交替优化的方法进行求解；首先固定对角矩阵，利用吉文斯旋转矩阵求解出酉变换矩阵；其次在酉矩阵固定后，求解对角矩阵；随后根据定义得到估计的干扰协方差矩阵；最后根据估计到的干扰协方差矩阵设计接收波束成形向量，提升系统的抗干扰能力。本发明估计得到的干扰协方差矩阵结合相应的波束成形，使得全双工窃听者存在的空间调制在安全性能方面的性能得到显著的提升。
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公开(公告)号：CN114826353A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210331554.4
申请日：2022-03-31
Applicant: 南京理工大学
IPC: H04B7/06
Abstract: 本发明公开了一种方向调制中IRS相移矩阵和接收波束成形的优化方法，具体为：基于零空间投影，设计两个接收波束成形向量分别接收两条路径上的传输信号，简化最大化合法用户处的接收功率和的目标优化问题；固定IRS的相移矩阵，根据Rayleigh‑Ritz定理分别优化两个接收波束成形向量；固定接收波束成形向量，将IRS相移矩阵转换为相移向量，根据Rayleigh‑Ritz定理得到相移向量的最优解；交替更新接收波束成形向量和IRS相移矩阵，直至接收前后接收功率之差绝对值小于设定阈值。本发明方法以较低的复杂度解决了IRS辅助方向调制系统中接收端的设计问题，更好地提升了系统的安全性能。
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