自动控制原理劳斯判据的教学方法研究

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作者 韩圣千 高飞 +1 位作者 赵巍 魏少明 《电气电子教学学报》 2024年第4期122-127,共6页

劳斯判据是“自动控制原理”的重要教学内容之一。然而,绝大多数教材并没有给出劳斯判据的推导和证明过程,同时在教学过程中往往注重向学生讲解劳斯判据的使用步骤,而缺少对劳斯判据设计理念的讲解。为了提高学生对劳斯判据的理解,基于... 劳斯判据是“自动控制原理”的重要教学内容之一。然而,绝大多数教材并没有给出劳斯判据的推导和证明过程,同时在教学过程中往往注重向学生讲解劳斯判据的使用步骤,而缺少对劳斯判据设计理念的讲解。为了提高学生对劳斯判据的理解,基于现有研究工作,对劳斯判据的设计方法、稳定性的判定原理,以及特殊情况的处理方式进行分析,使学生能够更深入理解和更容易掌握劳斯判据。 展开更多

关键词 劳斯判据 奈奎斯特稳定判据 稳定性

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频率选择性信道下的MIMO收发机联合设计 被引量：3

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作者 韩圣千 杨晨阳 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期30-36,共7页

研究了频率选择性信道下非块传输多天线系统的线性空间收发机联合设计问题,提出了基于最小均方误差准则(MMSE)的联合最优收发算法。为了避免MMSE算法所需要的收发机迭代计算,还给定MMSE接收机、提出了一种低复杂度的串行搜索迫零(ZF-SS... 研究了频率选择性信道下非块传输多天线系统的线性空间收发机联合设计问题,提出了基于最小均方误差准则(MMSE)的联合最优收发算法。为了避免MMSE算法所需要的收发机迭代计算,还给定MMSE接收机、提出了一种低复杂度的串行搜索迫零(ZF-SS)发射预编码,它能够采用多天线提供的空间资源减小或消除多径信道带来的符号间干扰。仿真分析表明,MMSE算法和ZF-SS算法在高信噪比下的性能明显优于现有的基于特征值的波束形成算法。 展开更多

关键词 多天线系统 频率选择性信道 联合收发机设计 特征波束形成

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多用户MIMO系统中基于单天线功率约束的功率分配方法 被引量：1

3

作者 韩圣千 杨晨阳 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期71-76,85,共7页

针对多用户多输入多输出(MIMO)系统,研究了单天线功率约束下的低复杂度功率分配方法。基于迫零预编码算法,通过理论分析指出,在单天线功率约束下使多用户和数据率最大化的最优功率分配具有多水平面灌水结构,由此证明了单天线功率约束与... 针对多用户多输入多输出(MIMO)系统,研究了单天线功率约束下的低复杂度功率分配方法。基于迫零预编码算法,通过理论分析指出,在单天线功率约束下使多用户和数据率最大化的最优功率分配具有多水平面灌水结构,由此证明了单天线功率约束与多天线加权和功率约束之间的等价关系,并提出了一种低复杂度功率分配方法。仿真结果表明,所提出的功率分配方法的性能优于现有的等功率分配和启发式方法,与最优功率分配方法相比,能够以很小的性能损失为代价有效地降低计算复杂度。 展开更多

关键词 多用户MIMO系统 单天线功率约束 功率分配 迫零预编码

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空间相关信道下的交替多用户调度算法 被引量：1

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作者 韩圣千 杨晨阳 《信号处理》 CSCD 北大核心 2011年第10期1464-1471,共8页

针对多用户多输入多输出(MIMO)系统,研究了空间相关信道下的多用户调度问题。通过推导用户信道向量夹角的统计特征,分析了多用户调度算法对所调度用户间正交性的影响。分析结果表明在空间相关信道下现有基于串行搜索的调度方法在统计意... 针对多用户多输入多输出(MIMO)系统,研究了空间相关信道下的多用户调度问题。通过推导用户信道向量夹角的统计特征,分析了多用户调度算法对所调度用户间正交性的影响。分析结果表明在空间相关信道下现有基于串行搜索的调度方法在统计意义上降低了被调度用户之间的正交性,从而导致基于串行搜索的调度算法与最优的穷举搜索之间存在较大的性能差距。为了提高相关信道下多用户MIMO系统的性能,提出了一种基于交替搜索的多用户调度算法及其低复杂度实现方法。仿真结果表明,所提出的用户调度算法能够有效地弥补基于串行搜索的调度方法的性能损失,在空间独立信道和空间相关信道下以较低的计算复杂度获得接近穷举搜索的最优性能。 展开更多

关键词 多用户MIMO系统 用户调度 空间相关信道 交替搜索

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VR全景视频时空切片传输的流量评估与建模 被引量：2

5

作者 韩圣千 娄函 王君来 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期102-112,共11页

为了刻画虚拟现实(VR)全景视频的传输流量需求,针对时空切片传输模式,首先,基于VR全景视频观看数据集,对传输流量评估与空间切块方式和时间分段方式之间的关系进行仿真。然后,基于仿真结果,对VR全景视频的传输流量进行统计建模,建立传... 为了刻画虚拟现实(VR)全景视频的传输流量需求,针对时空切片传输模式,首先,基于VR全景视频观看数据集,对传输流量评估与空间切块方式和时间分段方式之间的关系进行仿真。然后,基于仿真结果,对VR全景视频的传输流量进行统计建模,建立传输流量与空间切块数量和时间分段长度之间的函数关系。最后,基于得到的传输流量模型,提出一种VR全景视频时空切片方式的嵌套优化方法,其外层对空间切块数量进行遍历寻优,内层直接计算最优的时间分段长度。研究和仿真结果表明,传输流量近似服从正态分布,其均值和方差与时空切片方式有关;通过对不同类型的视频分别进行传输流量统计建模,基于所建立的流量模型优化得到的时空切片方式与通过仿真搜索得到的最优切片方式性能接近。 展开更多

关键词 虚拟现实 全景视频 流量模型 时空切片

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频率选择性信道下多天线系统的空间线性预编码设计

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作者 韩圣千 杨晨阳 《信号处理》 CSCD 北大核心 2010年第2期247-254,共8页

研究了频率选择性信道下多天线系统的空间线性发射预编码设计问题。针对有循环前缀的块传输系统,通过理论分析指出,在频率选择性信道下设计空间预编码可以等效成现有的在频域为多个相邻频点设计相同的空间预编码,并可以通过凸优化方法... 研究了频率选择性信道下多天线系统的空间线性发射预编码设计问题。针对有循环前缀的块传输系统,通过理论分析指出,在频率选择性信道下设计空间预编码可以等效成现有的在频域为多个相邻频点设计相同的空间预编码,并可以通过凸优化方法对最优方案进行数值求解。为了降低计算复杂度,提出了一种以信道容量上界最大为目标的次优预编码算法。在进行等功率分配时,这种次优方法退化为现有的特征波束形成(EBF)。针对非块传输系统,分析了EBF算法存在的问题,提出了一种基于串行搜索的EBF算法。仿真分析表明,这种方法在高信噪比下的性能明显优于EBF算法。 展开更多

关键词 多天线系统 频率选择性信道 预编码设计 特征波束形成

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异构网中的高能效混合协作传输方法 被引量：3

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作者 刘文佳 韩圣千 杨晨阳 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1989-1996,共8页

该文提出一种异构网中高能量效率的协作传输方法。协作联合处理(CoMP-JP)和协作波束成型(CoMP-CB)是异构网中两种常用的协作传输方法。通过研究CoMP-JP和CoMP-CB发现:CoMP-JP利用较大的阵列增益能够降低基站的发射功耗,但是需要消耗很... 该文提出一种异构网中高能量效率的协作传输方法。协作联合处理(CoMP-JP)和协作波束成型(CoMP-CB)是异构网中两种常用的协作传输方法。通过研究CoMP-JP和CoMP-CB发现:CoMP-JP利用较大的阵列增益能够降低基站的发射功耗,但是需要消耗很高的信号处理功耗、骨干网功耗和电路功耗;CoMP-CB虽然消耗较少的信号处理和骨干网功耗,但是会导致较大的发射功耗。为了充分利用CoMP-JP和CoMP-CB在降低能耗方面的优点,并且有效地降低电路功耗,该文提出一种基于CoMP-JP和CoMP-CB传输的混合协作预编码方法。仿真结果表明,与CoMP-JP和CoMP-CB模式下的迫零预编码相比,所提出的混合协作预编码能够支持更高的系统频谱效率,并且大大提高系统的能量效率。 展开更多

关键词 异构网 能量效率 协作多点传输 联合处理 协作波束成型

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异构网中宏、微基站间存在频偏时的干扰协调方法 被引量：2

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作者 凌为 韩圣千 +1 位作者 徐志昆 杨晨阳 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期670-676,共7页

该文考虑骨干网只能进行少量信息交换的多载波异构蜂窝网络,研究微系统进行下行传输时对宏系统的干扰协调问题。针对多载波宏基站和微基站之间存在频偏的场景,在保证对宏用户的干扰小于预定干扰门限的前提下,以最大化微系统数据率为目标... 该文考虑骨干网只能进行少量信息交换的多载波异构蜂窝网络,研究微系统进行下行传输时对宏系统的干扰协调问题。针对多载波宏基站和微基站之间存在频偏的场景,在保证对宏用户的干扰小于预定干扰门限的前提下,以最大化微系统数据率为目标,在已知瞬时干扰信道和统计干扰信道信息的条件下分别设计最优和次优发射预编码。分析和仿真的结果表明,次优算法只需迭代一次就能达到接近最优算法的性能,因此具有较低的计算复杂度。所提出的方法只需要在宏基站和微基站之间通过骨干网交换少量信息,具有较低的信息共享资源开销。所提出的方法适用于微基站附近存在多个宏用户的场景。 展开更多

关键词 异构网 频偏 干扰协调 低复杂度

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协作异构网络中的用户接入与功率控制联合优化 被引量：4

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作者 赵景 韩圣千 《信号处理》 CSCD 北大核心 2015年第10期1279-1286,共8页

本文研究协作异构网络下行传输中的用户接入和功率控制问题。考虑多基站采用协作传输来回避小区间干扰,在满足用户数据率需求、单基站功率约束、以及给定每个用户最多接入基站个数的限制下,最小化所有基站的总发射功率。该问题属于包含... 本文研究协作异构网络下行传输中的用户接入和功率控制问题。考虑多基站采用协作传输来回避小区间干扰,在满足用户数据率需求、单基站功率约束、以及给定每个用户最多接入基站个数的限制下,最小化所有基站的总发射功率。该问题属于包含0/1变量和连续变量的组合优化问题,其全局最优解可以通过遍历搜索得到,但会导致很高的计算复杂度。为了降低复杂度,本文提出了一种基于几何规划的用户接入和功率控制联合优化方法。所提出的方法首先将问题中的0/1变量表示为连续函数,进而将得到的优化问题转化为几何规划问题并进行求解。仿真结果表明,相比于现有的用户接入最近基站方法、用户接入信号最强基站方法、以及偏移接收能量最大方法,所提出的方法能够有效地平衡网络中各小区负载,因而可以支持更高的用户数据率需求,在相同的用户数据率需求下能够大幅降低系统的总发射功率。 展开更多

关键词 异构网络 用户接入 功率控制 几何规划

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基于实测数据集预测用户请求行为对主动边缘缓存的影响 被引量：4

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作者 戚凯强 杨晨阳 韩圣千 《信号处理》 CSCD 北大核心 2019年第4期531-541,共11页

由于无线边缘节点的缓存空间很小,在流行度已知时主动缓存策略的性能远优于被动缓存。最近,业界开始研究在文件流行度等用户请求行为未知、需要进行预测时的主动边缘缓存,发现主动缓存依然优于被动缓存。然而,大多数工作基于合成的数据... 由于无线边缘节点的缓存空间很小,在流行度已知时主动缓存策略的性能远优于被动缓存。最近,业界开始研究在文件流行度等用户请求行为未知、需要进行预测时的主动边缘缓存,发现主动缓存依然优于被动缓存。然而,大多数工作基于合成的数据集或者在推荐系统等领域采集的开源数据集,难以反映无线用户的请求行为。本文采用一个在局部区域每秒记录用户请求视频次数的实测数据集、利用神经网络预测用户在未来短期内的个体和群体行为,基于预测的用户行为信息在宏基站或微基站进行主动缓存。研究结果表明,当采用实测数据集时,由于用户请求行为具有很强的时间局部性、甚至是猝发性,所造成的虚警、漏警和加性误差使被动缓存优于主动缓存、且在宏基站缓存时增益更大;一旦采用合成的静态数据集,主动缓存明显优于被动缓存。这意味着不能仅用加性误差刻画预测流行度的不确定性,要实现主动边缘缓存的性能增益,更重要的是降低虚警和漏警。 展开更多

关键词 实测数据集 用户请求行为 文件流行度 神经网络

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面向下行多天线传输的能效最优上行训练 被引量：1

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作者 刘鑫 韩圣千 +1 位作者 徐志昆 杨晨阳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期841-846,共6页

针对时分双工(TDD,Time Division Duplex)多天线系统的下行传输,研究了以能量效率(EE,Energy Efficiency)最大为准则的上行训练设计问题.证明了存在信道估计误差时系统EE和频谱效率(SE,Spectrum Efficiency)上界是上行训练长度的凹函数... 针对时分双工(TDD,Time Division Duplex)多天线系统的下行传输,研究了以能量效率(EE,Energy Efficiency)最大为准则的上行训练设计问题.证明了存在信道估计误差时系统EE和频谱效率(SE,Spectrum Efficiency)上界是上行训练长度的凹函数,分析了信噪比和电路功耗等因素对两种准则下最优训练长度的影响.分析和仿真结果表明,当信噪比很高时,基于EE最优的设计将退化成基于SE最优的设计;而一般情况下,与最大化SE的训练设计相比,最大化EE要求系统配置更长的训练. 展开更多

关键词 能量效率 频谱效率 训练信号 时分双工

原文传递

功率约束条件不同时下行相干CoMP传输异构网的性能 被引量：1

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作者 凌为 韩圣千 杨晨阳 《信号处理》 CSCD 北大核心 2011年第10期1586-1592,共7页

本文研究在异构网中进行相干协作多点传输时低复杂度迫零(ZF)预编码的性能。我们考虑在同构网中常用的低复杂度ZF预编码结构,即先进行ZF波束形成再进行功率分配,分析在采用和功率约束及单基站功率约束下使和数据率最大的功率分配时协作... 本文研究在异构网中进行相干协作多点传输时低复杂度迫零(ZF)预编码的性能。我们考虑在同构网中常用的低复杂度ZF预编码结构,即先进行ZF波束形成再进行功率分配,分析在采用和功率约束及单基站功率约束下使和数据率最大的功率分配时协作传输的性能,并与实际系统中常用的等功率分配的性能进行比较。分析结果表明,在异构网多载波系统中进行下行相干协作传输时,与在同构网中的结果不同,协作传输后单基站功率约束的性能远优于其他功率约束下的性能。但是,当协作的宏基站与微基站最大功率差别较大时,宏用户的性能在协作后甚至不如不进行协作传输,而微用户的性能会有所提高。这意味着在异构网中设计协作预编码时必须考虑单基站功率约束,而且不能只对功率分配进行优化设计。 展开更多

关键词 异构网 协作多点传输 单基站功率约束

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面向无线边缘缓存的文件库大小分析 被引量：1

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作者 鲁益明 谭笑封 +1 位作者 韩圣千 杨晨阳 《信号处理》 CSCD 北大核心 2019年第4期549-555,共7页

文件库大小对无线边缘缓存的性能具有重要的影响。本文基于Zipf文件流行度模型,分析了文件库大小与用户请求数、流行度参数等因素的渐近关系。研究结果表明,当用户请求数较少时,文件库大小随请求数线性增长,而当请求数较多时,文件库大... 文件库大小对无线边缘缓存的性能具有重要的影响。本文基于Zipf文件流行度模型,分析了文件库大小与用户请求数、流行度参数等因素的渐近关系。研究结果表明,当用户请求数较少时,文件库大小随请求数线性增长,而当请求数较多时,文件库大小随请求数呈负指数增长,这一结论适用于不同的流行度参数。仿真结果验证了所分析结果的准确性,并基于校园网中采集的典型视频网站请求记录验证了分析结果的有效性。在实际系统中,无线边缘节点覆盖范围内的用户请求数通常远小于视频网站的文件总数,因此用户请求的文件库大小随请求数线性增长,而非文献中猜测的亚线性增长,这对提升无线边缘缓存性能带来严峻挑战。 展开更多

关键词 文件库大小 无线边缘缓存 文件流行度 视频点播

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超蜂窝网络架构下的高能效资源优化和传输机制 被引量：2

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作者 韩圣千 杨晨阳 +3 位作者 李烨 冯钢 武刚 郑福春 《中国科学：信息科学》 CSCD 北大核心 2017年第5期560-575,共16页

本文对我们过去5年来基于超蜂窝网络架构的高能效资源优化和传输机制的研究进展进行概述.针对第五代(5G)移动通信系统的关键技术,包括大规模集中/分布式天线、超密集网络、终端直传和协作多点等,总结系统能效–谱效之间的理论关系及其... 本文对我们过去5年来基于超蜂窝网络架构的高能效资源优化和传输机制的研究进展进行概述.针对第五代(5G)移动通信系统的关键技术,包括大规模集中/分布式天线、超密集网络、终端直传和协作多点等,总结系统能效–谱效之间的理论关系及其与时间、频率、天线和存储等物理资源的内在联系,并介绍面向信道与业务需求动态变化的高能效按需服务方法.研究结果表明,所有5G代表性技术的能效–谱效均呈现钟形曲线关系,即谱效较小时二者同时增长,否则两者存在折中关系;谱效优先的传输策略往往会较大程度地降低能效,但能效优先传输策略的谱效损失往往较小;多天线系统的能效随天线数渐近趋于零;超密集网络下全频复用在基站与用户密度之比较大时能效最高,否则部分频率重用能效更高;在基站部署缓存可以提升网络能效,当干扰小、回传容量低、内容流行时能效增益高. 展开更多

关键词 能量效率 频谱效率 资源优化 超蜂窝 第五代移动通信

原文传递