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研究太赫茲寬帶無線通信系統(tǒng)中基于小波包變換的正交多載波 調(diào)制、峰均比抑制、信道編碼以及利用壓縮感知和凸優(yōu)化的新型信道 估計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。構(gòu)建太赫茲寬帶無線通信系統(tǒng)基帶處理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)， 用 FPGA 硬件驗(yàn)證具有上述關(guān)鍵技術(shù)的基帶系統(tǒng)，并對(duì)其性能做出評(píng) 估。探索出一種更加適合于太赫茲通信系統(tǒng)的新理論和新方法，不僅 為具有全新通信方式和頻譜管理模式的太赫茲無線通信技術(shù)提供新 的解決方案，也能為其它寬帶高速無線通信技術(shù)提供有效的方法。

本發(fā)明提供一種電話通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)敏感性排序的方法

研究背景 芯片是人類最偉大的發(fā)明之一，也是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心。小到手機(jī)、電腦、數(shù)碼相機(jī)，大到6G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算均基于芯片技術(shù)的不斷突破。半導(dǎo)體光刻工藝水平的發(fā)展是以芯片為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，目前半導(dǎo)體光刻的制造工藝幾乎是摩爾定律的物理極限。隨著制造工藝的越來越小，芯片內(nèi)晶體管單元已經(jīng)接近分子尺度，半導(dǎo)體制作工藝的“瓶頸效應(yīng)”越來越明顯。隨著全球化以及科技的高速發(fā)展，急劇增長(zhǎng)的龐大數(shù)據(jù)量要求數(shù)據(jù)處理模型和算法結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)，帶來的結(jié)果就是對(duì)計(jì)算能力和系統(tǒng)功耗的要求不斷提高。而目前智能電子設(shè)備大多存在傳輸瓶頸、功耗增加以及計(jì)算力瓶頸等現(xiàn)象，已越來越難以滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)計(jì)算力與功耗的需求，因此提高運(yùn)算速度同時(shí)降低運(yùn)算功耗是目前信息工業(yè)界面臨的緊要問題。 如當(dāng)年集成電路開創(chuàng)信息時(shí)代一樣，當(dāng)下已經(jīng)普及的光通信正在成為新革命力量的開路先鋒。與此同時(shí)，光子芯片正在從分立式器件向集成光路演進(jìn)，光子芯片向小型化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)已是必然。相對(duì)于電子驅(qū)動(dòng)的集成電路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特點(diǎn)，利用光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取、傳輸、計(jì)算、存儲(chǔ)和顯示的光子芯片，具有非常廣闊的發(fā)展空間和巨大的潛能。 項(xiàng)目功能 本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)光通信關(guān)鍵技術(shù)及核心芯片，基于量子阱二極管發(fā)光探測(cè)共存現(xiàn)象，探索關(guān)鍵微納制造技術(shù)，研制出可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信、感知功能的一體化光電子芯片。 技術(shù)路線 一、技術(shù)原理及可行性 本項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人王永進(jìn)教授發(fā)現(xiàn)如圖1所示的量子阱二極管發(fā)光探測(cè)共存現(xiàn)象，首次研制出同質(zhì)集成發(fā)射、傳輸、調(diào)制和接收器件的光電子芯片，這些原創(chuàng)工作引起了業(yè)界相關(guān)科研小組地廣泛關(guān)注，化合物半導(dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片成為研究熱點(diǎn)。香港大學(xué)的蔡凱威小組和申請(qǐng)人合作提出濕法刻蝕和激光選擇性剝離技術(shù)，在藍(lán)寶石氮化物晶圓上實(shí)現(xiàn)LED基同質(zhì)集成光電子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)Ooi教授和美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校Nakamura教授小組在藍(lán)寶石氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)集成光電子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院蘇州納米所孫錢小組在硅襯底氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)集成光電子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK調(diào)制方式下，InGaN/GaN量子阱二極管可實(shí)現(xiàn)Gbps的光發(fā)射、調(diào)制和探測(cè)速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。這些工作表明研發(fā)基于光子傳輸?shù)幕衔锇雽?dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片以實(shí)現(xiàn)片上光子通信是可行的。   二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝流程 本項(xiàng)目提出的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片基于常規(guī)的藍(lán)寶石襯底氮化鎵基多量子阱LED外延片進(jìn)行設(shè)計(jì)，無需特殊定制的外延結(jié)構(gòu)。以典型的2寸氮化鎵基藍(lán)光LED外延片為例，其外延片結(jié)構(gòu)如圖2所示，從下至上依次為藍(lán)寶石襯底、AlGaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、InGaN/GaN多量子阱層和P型GaN層，通過調(diào)節(jié)InGaN/GaN多量子阱層的參數(shù)（層厚度與In的比例等等）可制備具有不同中心波長(zhǎng)的光源器件。   圖3為本項(xiàng)目所提出的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片結(jié)構(gòu)。在藍(lán)寶石襯底的氮化物晶圓上通過刻蝕和沉積等一系列晶圓級(jí)微納加工技術(shù)，制備出單片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N電極可以采用倒裝技術(shù)直接與基板相連，光線從透明的藍(lán)寶石襯底發(fā)出，這樣不僅使得器件具有優(yōu)良的電性能和熱特性而且簡(jiǎn)化了其后期的封裝工藝。 三、技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì) 1、同一塊晶圓上集成LED和PD使得兩者間距離大大縮短，不僅有助于增強(qiáng)PD對(duì)藍(lán)寶石表面反射光線的耦合，提升感知系統(tǒng)性能，而且縮小了器件整體外形，符合集成電子器件小型化、便攜化的發(fā)展趨勢(shì)； 2、單片集成的LED和PD器件相比于傳統(tǒng)異質(zhì)的、分立的LED和PD簡(jiǎn)化了封裝形式和工藝，不再需要對(duì)LED和PD進(jìn)行單獨(dú)的封裝，而且同質(zhì)集成器件的基板也較異質(zhì)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單統(tǒng)一，極大地縮短了集成系統(tǒng)的制作周期； 3、同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片采用相同的工藝就可以制作出LED和PD，簡(jiǎn)化了生長(zhǎng)異質(zhì)材料的復(fù)雜性，縮短了器件流片的周期，使用同一工藝就可將LED和PD進(jìn)行批量生產(chǎn)，有效地降低了生產(chǎn)成本。 四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所在的Peter Grünberg研究中心擁有完整的LED器件制備、光電性能測(cè)試與電學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，并且項(xiàng)目成員積累了豐富的測(cè)試技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，能夠滿足本項(xiàng)目的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片測(cè)試同時(shí)表征光電參數(shù)與電學(xué)參數(shù)的需求。下圖4所示為器件形貌表征圖，從左邊依次是掃描電鏡圖、光鏡圖、原子力顯微鏡圖。   基于通信感知一體化芯片，本項(xiàng)目利用單個(gè)多功能集成器件成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體脈搏的監(jiān)測(cè)功能，如圖5所示。   另外基于通信感知一體化氮化鎵光電子芯片，我們還實(shí)現(xiàn)了照明、成像和探測(cè)功能為一體的LED陣列系統(tǒng)，如圖6所示。該系統(tǒng)可以在點(diǎn)亮照明的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外界光信號(hào)的探測(cè)與感知，通過后端系統(tǒng)處理后，再將信息通過陣列顯示出來，實(shí)現(xiàn)多種功能的集成。 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王永進(jìn)教授是國家自然基金委優(yōu)秀青年項(xiàng)目、國家973項(xiàng)目獲得者，他以第一或通訊作者身份在Light-Sci Appl.等主流學(xué)術(shù)期刊發(fā)表一系列高質(zhì)量研究論文，獲授權(quán)中國發(fā)明專利23項(xiàng)，美國發(fā)明專利2項(xiàng)，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次專題報(bào)道，榮獲2019年中國電子學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)（自然科學(xué)）、2019年南京市十大重大原創(chuàng)成果獎(jiǎng)等。

本發(fā)明公開了一種對(duì)多天線通信系統(tǒng)的天線通道進(jìn)行刻度的方 法，屬于大規(guī)模 MIMO 無線通信技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在刻度輔助系統(tǒng)的 存在下，待刻度的大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)通過與刻度輔助系統(tǒng)進(jìn)行上、下 行的信道估計(jì)，待刻度的大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)利用上行的估計(jì)信道和刻 度輔助系統(tǒng)反饋而來的下行估計(jì)信道來對(duì)自身的天線通道進(jìn)行刻度。 本發(fā)明能夠有效解決 TDD 雙工模式下，大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)的上、下 行信道不滿足理想互易性的問題，而且不需要在待刻度系統(tǒng)端增加額 外的硬件開銷，且輔助系統(tǒng)不必與待刻度大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)完全時(shí)鐘 同步、頻率同步。

一種多輸入多輸出蜂窩通信系統(tǒng)中下行多用戶多中繼傳輸方法。其步驟主要是：A、第一個(gè)時(shí)隙，基站進(jìn)行湯姆林森-哈拉希瑪預(yù)編碼，將數(shù)據(jù)傳輸給所有中繼及基站服務(wù)用戶。B、基站服務(wù)用戶檢測(cè)與中繼放大：在第一時(shí)隙內(nèi)，接收到信號(hào)的基站服務(wù)用戶檢測(cè)出原始的數(shù)據(jù)信息，中繼將接收數(shù)據(jù)進(jìn)行直接放大；C、第二個(gè)時(shí)隙，基站與中繼進(jìn)行基于干擾對(duì)齊預(yù)編碼，基站傳輸一個(gè)新的符號(hào)給一個(gè)新基站服務(wù)用戶，而中繼則將放大轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼發(fā)送給所有中繼服務(wù)用戶；D、第二個(gè)時(shí)隙的檢測(cè)：在第二個(gè)時(shí)隙接收到數(shù)據(jù)的基站服務(wù)用戶與所有中繼服務(wù)用戶檢測(cè)出發(fā)送信號(hào)。該法對(duì)空分信道的自由度利用充分，頻譜利用率高，系統(tǒng)開銷低，系統(tǒng)定時(shí)亦不敏感。

本發(fā)明公開了一種蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的多小區(qū)聯(lián)合優(yōu)化方法及其裝置；本發(fā)明的方法包括：收集目標(biāo)區(qū)域內(nèi)各基站位置信息；對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行柵格劃分；測(cè)量各基站到各柵格點(diǎn)的傳播損耗；遍歷發(fā)射總功率、天線電參數(shù)組合，統(tǒng)計(jì)不良覆蓋比；挑選使不良覆蓋比最小的組合，饋送最優(yōu)激勵(lì)電流至各天線。本發(fā)明的裝置包括：信息收集模塊、柵格化處理模塊、傳播損耗確定模塊、遍歷求解模塊和挑選模塊。本發(fā)明通過優(yōu)化陣列天線的方向圖和發(fā)射功率來實(shí)現(xiàn)面向?qū)嶋H傳播環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)覆蓋的多小區(qū)聯(lián)合優(yōu)化，使得整個(gè)目標(biāo)區(qū)域的不良覆蓋最少；既可用于面向?qū)嶋H傳播環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)覆蓋的多小區(qū)聯(lián)合優(yōu)化，也可以用于對(duì)個(gè)別小區(qū)的不良覆蓋進(jìn)行單獨(dú)糾正。

本發(fā)明公開了一種全雙工中繼系統(tǒng)的通信方法及全雙工中繼系統(tǒng)，在時(shí)隙 t＝1，由信源 S 以功率 PS 向全雙工中繼節(jié)點(diǎn) R 發(fā)送信號(hào)x(t)，由 R 對(duì) x(t)進(jìn)行接收并解碼；在時(shí)隙 t+1，若 R 解碼成功，則 R以功率 PR 向信宿 D 發(fā)送解碼成功的信號(hào) x(t)，且 S 以 PS 向 R 發(fā)送產(chǎn)生的新信號(hào) x(t+1)，由 R 在信號(hào) x(t)的環(huán)路自干擾下對(duì)信號(hào) x(t+1)進(jìn)行接收并解碼；在時(shí)隙 t+1，若 R 解碼失敗，則 S 以 PS 向 R 發(fā)送產(chǎn)生的新信號(hào) x(t+1)，由 R 對(duì)信號(hào) x(t+1)進(jìn)行接收并解碼，其中，PS、PR 由基于信息-干擾耦合特性的自適應(yīng)功率分配策略或者基于信息-干擾耦合特性的聯(lián)合信源-中繼功率分配策略確定。本發(fā)明通過合理分配信源和中繼的發(fā)射功率，達(dá)到系統(tǒng)在滿足目標(biāo)中斷概率的條件下，提升系統(tǒng)能效的目的。

本發(fā)明公開了一種基于平均場(chǎng)博弈的移動(dòng)通信基站能效優(yōu)化方法，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法用基站發(fā)送功率的產(chǎn)出投入關(guān)系來定義系統(tǒng)的能量效率，結(jié)合平均場(chǎng)博弈的能量效率優(yōu)化算法，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出了每個(gè)基站的最優(yōu)控制策略應(yīng)滿足的方程組，求解得到最優(yōu)化基站發(fā)送功率，從而提高基站的能量效率，本發(fā)明方法有效針對(duì)提出的功率控制策略的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，采用本發(fā)明方法能效保持穩(wěn)定，且能量效率大于采用固定發(fā)射功率策略。

一種利用軌道角動(dòng)量提高無線通信容量的方法，屬于無線通信方法，利用軌道角動(dòng)量作為數(shù)據(jù)信息載體，解決現(xiàn)有無線通信所存在的頻譜資源緊張，通信容量提升有限的問題。本發(fā)明包括構(gòu)建發(fā)射天線步驟、設(shè)立接收天線步驟、獲取信道矩陣步驟、發(fā)送數(shù)據(jù)步驟和接收數(shù)據(jù)步驟。本發(fā)明利用軌道角動(dòng)量中拓?fù)浜上嗷フ坏奈锢硖匦赃M(jìn)行通信，充分利用多輸入多輸出技術(shù)的潛力，復(fù)用軌道角動(dòng)量，無需增加新的頻段即可有效提升容量；只要接收端天線的方位角滿足一定等式關(guān)系，不改變通信系統(tǒng)的核心部件，可以得到最大的容量提升，所需的代價(jià)較小，且對(duì)其他通信系統(tǒng)無影響，可應(yīng)用于現(xiàn)有的各種無線通信系統(tǒng)。