北京理工大學費澤松獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北京理工大學申請的專利一種新型的通信感知共生數字波束設計方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN118870375B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202410979818.6,技術領域涉及:H04W16/28;該發明授權一種新型的通信感知共生數字波束設計方法是由費澤松;姚博宇;夏方昊;王新奕設計研發完成,并于2024-07-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種新型的通信感知共生數字波束設計方法在說明書摘要公布了:本發明提供一種新型的通信感知共生數字波束設計方法,屬于通信感知一體化領域,包括:構建車聯網通信感知一體化場景,并基于該場景建立通信信號模型和感知信號模型;基于通信信號模型和感知信號模型,采用CRLB作為感知性能的度量,構建在目標角度估計CRLB約束下的波束成型矩陣優化問題,并得到簡化后的優化問題;采用懲罰對偶分解算法對簡化后的優化問題進行求解,基于交替優化法求解輔助變量α和β的最優解,不斷更新輔助變量α和β、輔助矩陣Ω和Fξ;交替進行梯度上升算法和投影運算,迭代算得簡化后的增光拉格朗日函數的目標函數收斂;不斷迭代以輸出優化后的波束成型矩陣W。本發明能夠有效提高對目標的感知精度以及通信速率。
本發明授權一種新型的通信感知共生數字波束設計方法在權利要求書中公布了:1.一種新型的通信感知共生數字波束設計方法,其特征在于:包括如下步驟: 步驟S1、構建車聯網通信感知一體化場景,并基于該場景建立面向車聯網系統的通信信號模型和感知信號模型,該場景包括基站、多個僅具備接收天線的車輛用戶和感知目標,利用基站發送的通信信號實現對感知目標和車輛用戶的參數估計,基站對車輛用戶的感知結果用于輔助波束對準; 步驟S2、基于步驟S1所建立的通信信號模型和感知信號模型,采用CRLB作為感知性能的度量,構建在目標角度估計CRLB約束下的波束成型矩陣優化問題,使得在滿足感知精度的要求下基站與車輛用戶之間通信速率最大化,采用分數規劃方法對優化問題進行轉化,并根據舒爾補條件對轉化后的優化問題進行簡化,得到簡化后的優化問題: Ω≥0 其中,α和β為輔助變量,W表示波束成型矩陣,Ω為輔助半正定矩陣,Fξ為輔助矩陣,其中Jξ為估計向量ξ的費歇爾信息矩陣,η0表示二維到達角估計CRLB的閾值,FΘΘ=Fξ1:2;1:2,FΘΨ=Fξ1:2;3:5,FΨΨ=Fξ3:5;3:5,P表示基站最大發射功率,表示取復數的實部,β=[β1,…,βK]T,hk表示基站到第k個車輛用戶的基帶等效信道,設定為一個大尺度衰落分量和小尺度衰落構成的平坦衰落信道模型,為信道內加性高斯白噪聲的方差,|·|表示絕對值,diag·表示矩陣的對角運算,∥·∥為表示矩陣的弗羅貝尼烏斯范數; 步驟S3、采用懲罰對偶分解算法對步驟S2所得的簡化后的優化問題進行求解,引入增廣拉格朗日函數,固定波束成型矩陣W,基于交替優化法求解輔助變量α和β的最優解,不斷更新輔助變量α和β,以及輔助矩陣Ω和Fξ; 步驟S4、基于步驟S3得到的輔助變量α和β,以及輔助矩陣Ω和Fξ,簡化增廣拉格朗日函數,交替進行梯度上升算法和投影運算,迭代算得簡化后的增光拉格朗日函數的目標函數收斂; 步驟S5、判斷步驟S2中的通信和速率rk是否小于收斂精度閾值,或者是否達到最大迭代次數,若是則結束迭代,輸出優化后的波束成型矩陣W,否則,執行步驟S3和步驟S4進行迭代。
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