摘要：对分式规划问题进行了研究,由于此类问题目标函数为分式,传统的梯度类算法求解此类问题很困难。结合近年来出现的一类新的智能算法——社会认知算法,给出了该类问题的一种有效求解方法。该算法是基于社会认知理论,通过一系列的学习代理来模拟人类的社会性以及智能性从而完成对目标的优化。该算法对目标函数的解析性质没有要求,具有易实现、高效以及普适性。数值结果表明了该方法在求解分式规划问题中的有效性。

摘要：提出了一类与非线性微分包含问题密切相关的张量高次特征值互补问题。研究了此类张量高次特征值互补问题与一类齐次多项式分式规划的等价关系,为进一步设计算法提供了一条有效途径。在此基础上,得到了一个关于张量高次特征值互补问题解的存在性结果。

摘要：提出同时将透射和反射可重构智能表面(Simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surfaces,STAR-RIS)与通信感知一体化(Integrated sensing and communication,ISAC)系统结合,以实现全空间的通信与感知。同时在STAR-RIS上应用一种低成本的传感器实现了在STAR-RIS上进行目标感知,解决了雷达感知的严重路径损耗问题。基于此,本文研究了STAR-RIS辅助位于STAR-RIS两侧的多用户多输入单输出(Multi-usermulti-input single-output,MU-MISO)以及一个位于STAR-RIS透射侧的目标的ISAC系统,旨在联合优化STAR-RIS的被动波束成形矩阵和ISAC基站处的主动波束成形矩阵,以最大化用户的通信和速率,同时满足目标感知的最低信噪比要求。为了解决优化过程中的非凸问题,提出了一种基于分式规划的块坐标上升算法,将优化变量分为几个块变量交替优化。在迭代优化后续波束成形问题上,应用了连续凸逼近和半正定松弛算法。与传统的可重构智能表面相比,仿真结果验证了在ISAC系统中部署STAR-RIS的优点。同时将所提的基于分式规划的算法与基于加权最小均方误差的算法进行了对比并验证了所提算法在提高通信和速率上的优势和有效性。

摘要：无线通信系统设计中的许多问题归根结底可建模为优化问题.一方面,这些优化问题常常具有高度的非线性性,一般情形下难于求解;另一方面,它们又有自身的特殊结构,如隐凸性和可分性等.利用优化的方法结合问题的特殊结构求解和处理无线通信系统设计问题是近年来学术界研究的热点.本文重点介绍和讨论无线通信系统设计中的最优资源配置(resource allocation)问题和相关优化方法.本文以优化方法为主线,着重介绍这些优化方法在求解无线通信资源配置优化问题中的应用,主要包括线性锥规划如何揭示非凸问题中的隐凸性,Lagrange对偶理论如何揭示相关问题最优解的结构,稀疏优化和整数规划技巧如何帮助建立相关问题的数学模型,以及半正定松弛、交替最优化和分式规划技巧如何快速求解相关问题.最后,本文展望无线通信系统优化设计研究中的一些研究方向和关键问题.

摘要：针对多小区多用户下行链路系统,研究了能效传输预编码设计问题。不同于传统设计中的和功率约束,由于实际系统中各天线的功率由其各自配备的功率放大器的线性度所限制,考虑更加实际的单天线功率约束。目标优化问题建模为最大化能效/谱效,同时满足各用户速率约束以及单天线功率约束。为了求解该优化问题,利用凸近似逼近的方法,将原始问题转化为凸优化问题,并提出了一种有效迭代优化算法求解该优化问题。MATLAB数值仿真结果验证了所提算法的有效性。

摘要：能量效率(EE,energy efficiency)和频谱效率(SE,spectral efficiency)是无线移动通信系统中两个重要的性能度量.在过去几十年中,工业界和学术界开展了大量的工作来提高频谱效率和系统吞吐量.最近几年由于环境的日益恶化和能量消耗的持续增加,EE变得越来越重要.分布式天线系统(DAS,distributed antenna systems)由于在增强通信链路稳定性、提高系统容量和扩大覆盖范围方面有着极大的优势而受到越来越多的关注,成为下一代无线通信系统中具有竞争力的一项技术.因此在分布式天线系统中研究能耗具有重要的实际价值和意义.针对分布式天线系统,归纳总结了前期研究的高能效的功率分配设计准则、多播MISO(multiple input single output)系统中的高能效传输以及单用户MIMO(multiple input multiple output)的能效优化这3个方面的内容,仿真结果验证了相应提出的能效优化方法的正确性.

摘要：面对未来无线通信系统对通信质量的更高要求,针对多个可重构智能表面(reconfigurable intelligent surfaces,RIS)辅助的多用户上行多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统,通过联合优化设计接收矩阵和RIS相移系数,提出一种有效的信号检测算法。以最大化系统和速率为目标,构建一非凸优化问题;基于拉格朗日对偶变换,将该非凸问题等价为对偶问题;基于交替优化算法,将联合优化拆分为2个子问题来交替求解,利用二次变换技术处理多比率分式规划(fractional programming,FP)问题,利用半定松弛(semi-definite relaxation,SDR)算法处理RIS相移优化子问题。仿真结果表明,与对比算法相比,提出的信号检测算法可显著提高系统误码率,当RIS相移量化比特数为5时,可取得趋近于全精度RIS相移的性能。

摘要：在蜂窝网络中,常见小区间干扰或障碍物阻塞会降低信道质量,从而会严重影响网络性能。为此,利用智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)的智能可控性,提出一种IRS辅助多小区多输入单输出(Multiple-Input Single-Output,MISO)系统的联合波束成形设计,以优化网络性能。首先,提出块坐标下降法,将非凸问题分解为小型基站的发射波束设计和IRS的反射波束设计两个子问题。其次,由于优化变量的高度耦合和约束条件的非凸性,分别提出分式规划技术和黎曼流形算法进行优化。最后,采用交替优化框架求解子问题。仿真结果表明,所提方案能有效地提升网络性能,具有更好的收敛性。

摘要：研究了采用全双工基站同时为多个半双工下行用户和上行用户提供服务的单载波非正交多址(single-carrier non-orthogonal multiple access,SC-NOMA)系统的资源分配算法设计。考虑了基于能效的单载波NOMA系统上行链路和下行链路的资源分配问题,在保证用户服务质量和功率约束的同时最大化全双工单载波非正交多址接入(Full-duplex single-carrier orthogonal multiple access,FD SC-NOMA)系统的能效。由于目标函数是非凸问题,将原问题转换成非线性分式规划问题,通过采用拉格朗日乘子法得到最优传输功率的闭式解,利用次梯度算法求得最优传输功率。仿真结果表明,与传统的半双工单载波非正交多址接入(half-duplex single-carrier orthogonal multiple access,HD SC-OMA)系统相比,FD SC-NOMA系统能够实现更优的能效。

摘要：分布式多点协作传输在提升小区边缘用户的服务质量和系统频谱效率上具有巨大潜力,但通常站间频繁交换大量信息才能接近集中式多点协作传输的性能。然而,在实际无线通信系统中,考虑到信道时变性,频繁的信息交换和站间有限的回传带宽导致的较大时延给分布式多点协作传输技术带来严重的性能损失,因此其目前未得到广泛部署。为解决此问题,提出了一种新颖的信号质量衡量标准,称为信号平均泄漏加干扰噪声比(SALINR)。基于SALINR的设计使得站间无需信息交换即可实现完全分布式的联合传输。具体地,展示了基于SALINR的传输设计问题可以通过分式规划技术有效求解;进一步地,利用深度展开技术来设计波束赋形向量学习网络,从而有效减少计算复杂度。仿真结果表明,所提出的方法可接近集中式多点协作传输的性能且具有计算高效的优点。