
开本:16开 |
纸张:胶版纸 |
包装:平装-胶订 |
是否套装:否 |
国际标准书号ISBN:9787576346060 |
所属分类:图书>工业技术>电子通信>无线电电子学的应用 |
编辑推荐
读者能够通过本书有效掌握智能超表面技术, 具备从理论分析到工程实践应用智能超表面的能力。内容简介
本书以智能超表面关键技术研究为核心,建立从理论到应用的智能超表面技术体系。全书共分 章,从标准网络架构介绍开始,追溯了智能超表面的历史演化进程,对其工作原理、应用场景和通信模型开展了详细剖析,依照技术体系的实现流程,深入研究了智能超表面技术核心难点——信道估计问题和反射系数优化问题。在本书的内容体系中,智能超表面的“智能”体现在两方面:一方面,超表面单元需要能够依据信道条件进行自适应配置,通过人工智能方法对超表面单元进行自主优化;另一方面,人工智能在实际中的应用要求更高的传输速率,智能超表面技术可为人工智能业务提供更强大的通信基础支撑,因此,本书进一步讨论了将智能超表面用于辅助 应用。在 绿色通信的目标下,本书详细分析了智能超表面的能量效率优化技术,最后梳理了新型智能超表面的技术进展。本书的重点在于智能超表面的优化设计及其实际应用,通过严谨的理论推导和精巧的机制设计,实现智能超表面对无线传输环境的自适应重构,在 的高可靠、低时延、低能耗通信系统设计上具有巨大的应用潜力和指导意义。
目 录
第1章 绪论001
11 6G通信愿景001
111 分布式异构网络架构001
112 感知通信计算融合网络架构003
113 智能化网络架构005
12 6G通信中潜在的关键技术008
121 超大规模天线技术008
122 语义通信技术009
123 人工智能技术011
124 智能超表面技术013
13 6G潜在应用021
131 高频通信021
132 空间通信023
133 物联网023第1章 绪论001
11 6G通信愿景001
111 分布式异构网络架构001
112 感知通信计算融合网络架构003
113 智能化网络架构005
12 6G通信中潜在的关键技术008
121 超大规模天线技术008
122 语义通信技术009
123 人工智能技术011
124 智能超表面技术013
13 6G潜在应用021
131 高频通信021
132 空间通信023
133 物联网023
134 无线边缘计算023
135 物理层安全023
136 频谱感知与共享024
参考文献026
第2章 智能超表面:技术溯源与工作原理033
21 工作原理033
22 部署形式034
221 基于反射阵列的部署035
222 基于超材料的部署036
23 工作模式038
24 智能超表面系统架构041
25 智能超表面阵面设计041
251 电磁单元设计与优化042
252 阵列全波仿真与加工测试042
253 控制模块设计043
254 控制模块的码表提取043
255 控制模块的响应速度043
256 控制模块潜在功能需求044
26 潜在关键技术044
261 面向实现的波束赋形方案044
262 使能近场047
263 使能泛在感知与定位049
27 工程化面临的挑战051
271 硬件挑战051
272 信道互易性052
273 功耗分析053
28 潜在标准化工作054
281 概述054
282 RIS和NCR对比054
283 潜在标准影响055
参考文献057
第3章 智能超表面:应用场景与通信模型059
31 潜在应用场景059
311 信号覆盖扩展059
312 边缘速率提升与干扰抑制061
313 安全通信062
314 热点增流和视距多流传输063
315 传输稳健性增强064
316 降低移动边缘网络时延064
317 用户中心网络065
318 高精度定位065
319 车联网通信066
3110 无人机通信067
3111 能量收集与传输067
3112 减少电磁污染068
3113 频谱认知分享069
3114 背向反射069
3115 基于RIS的波束赋形基站070
32 基本通信模型072
参考文献073
第4章 智能超表面:信道估计问题074
41 现有工作与技术难点分析074
411 现有工作074
412 存在的问题与技术难点075
42 基于人工智能的解决方案075
421 系统模型076
422 算法模型077
423 仿真结果与分析079
参考文献081
第5章 智能超表面:反射系数优化问题083
51 现有工作与技术难点分析083
511 现有工作083
512 存在的问题与技术难点084
52 联邦学习基础理论084
521 联邦学习模型084
522 联邦平均算法087
53 基于联邦学习的RIS分布式速率优化088
531 系统模型089
532 基于联邦学习的隐式RIS反射系数优化091
533 仿真结果与分析093
54 进化策略基础理论096
541 进化策略理论概述096
542 协方差矩阵自适应进化策略097
55 基于进化理论的RIS辅助通信系统性能研究098
551 基于进化博弈的智能反射面辅助通信信道容量研究099
552 基于协方差矩阵自适应进化算法的发射反射系数联合优化105
553 仿真结果与分析112
参考文献120
第6章 智能超表面:辅助AI应用124
61 现有工作与技术难点分析124
611 现有工作124
612 存在的问题与技术难点125
62 RIS辅助联邦学习中的用户调度策略研究125
621 系统模型126
622 基于凸差算法的基站聚合向量与RIS相移系数联合优化128
623 仿真结果与分析131
63 智能反射面辅助分层联邦学习通信计算一体化网络135
631 引言135
632 系统模型135
633 分层联邦学习的性能分析与问题建模140
634 基于更新范数的设备调度方案143
635 基于连续凸逼近的求解144
636 性能仿真与分析147
64 RIS辅助通信的分组式异构联邦学习框架153
641 系统模型153
642 基于RIS增强无线信道的贪心分组式联邦学习156
643 仿真结果与分析159
参考文献166
第7章 智能超表面:能量效率分析170
71 现有工作与技术难点分析170
711 现有工作170
712 存在的问题与技术难点172
72 联邦学习使能RIS通信系统的能量效率分析172
721 系统模型172
722 基于联邦学习的多RIS并行配置优化175
723 仿真结果与分析180
参考文献185
第8章 新型智能超表面技术188
81 反射和透射一体的智能超表面188
811 STAR硬件设计与调控189
812 基于STARS的三维定位189
82 有源智能超表面190
83 基于RIS的新型大规模天线191
84 基于RIS的收发机192
85 RIS使能空中计算193
参考文献195
显示全部信息
作者简介
李立欣,博士,西北工业大学教授,博士生导师,通信工程系主任。任陕西省航空学会理事、陕西省航空学会数智低空专业委员会主任委员、中国航空学会人工智能技术分会委员。主要从事无线通信、空天地一体化通信系统、人工智能与无线通信等交叉领域的研究工作。获陕西省技术发明奖等省部级科技奖励项,出版专著教材部,发表学术论文余篇,入选全球前顶尖科学家( )。
林文晟,博士,西北工业大学副教授,九三学社社员。长期从事空天地一体化网络、协作通信网络设计与性能分析等研究,入选第八届中国科协“青年人才托举工程”,获年陕西省技术发明二等奖,发表国际高水平论文余篇。
印通,中国航空工业西安航空计算技术研究所工程师,硕士毕业于西北工业大学。主要从事智能反射面、联邦学习、遗传算法应用等方向研究工作,发表国际学术论文篇。
读者能够通过本书有效掌握智能超表面技术, 具备从理论分析到工程实践应用智能超表面的能力。内容简介
本书以智能超表面关键技术研究为核心,建立从理论到应用的智能超表面技术体系。全书共分 章,从标准网络架构介绍开始,追溯了智能超表面的历史演化进程,对其工作原理、应用场景和通信模型开展了详细剖析,依照技术体系的实现流程,深入研究了智能超表面技术核心难点——信道估计问题和反射系数优化问题。在本书的内容体系中,智能超表面的“智能”体现在两方面:一方面,超表面单元需要能够依据信道条件进行自适应配置,通过人工智能方法对超表面单元进行自主优化;另一方面,人工智能在实际中的应用要求更高的传输速率,智能超表面技术可为人工智能业务提供更强大的通信基础支撑,因此,本书进一步讨论了将智能超表面用于辅助 应用。在 绿色通信的目标下,本书详细分析了智能超表面的能量效率优化技术,最后梳理了新型智能超表面的技术进展。本书的重点在于智能超表面的优化设计及其实际应用,通过严谨的理论推导和精巧的机制设计,实现智能超表面对无线传输环境的自适应重构,在 的高可靠、低时延、低能耗通信系统设计上具有巨大的应用潜力和指导意义。
目 录
第1章 绪论001
11 6G通信愿景001
111 分布式异构网络架构001
112 感知通信计算融合网络架构003
113 智能化网络架构005
12 6G通信中潜在的关键技术008
121 超大规模天线技术008
122 语义通信技术009
123 人工智能技术011
124 智能超表面技术013
13 6G潜在应用021
131 高频通信021
132 空间通信023
133 物联网023第1章 绪论001
11 6G通信愿景001
111 分布式异构网络架构001
112 感知通信计算融合网络架构003
113 智能化网络架构005
12 6G通信中潜在的关键技术008
121 超大规模天线技术008
122 语义通信技术009
123 人工智能技术011
124 智能超表面技术013
13 6G潜在应用021
131 高频通信021
132 空间通信023
133 物联网023
134 无线边缘计算023
135 物理层安全023
136 频谱感知与共享024
参考文献026
第2章 智能超表面:技术溯源与工作原理033
21 工作原理033
22 部署形式034
221 基于反射阵列的部署035
222 基于超材料的部署036
23 工作模式038
24 智能超表面系统架构041
25 智能超表面阵面设计041
251 电磁单元设计与优化042
252 阵列全波仿真与加工测试042
253 控制模块设计043
254 控制模块的码表提取043
255 控制模块的响应速度043
256 控制模块潜在功能需求044
26 潜在关键技术044
261 面向实现的波束赋形方案044
262 使能近场047
263 使能泛在感知与定位049
27 工程化面临的挑战051
271 硬件挑战051
272 信道互易性052
273 功耗分析053
28 潜在标准化工作054
281 概述054
282 RIS和NCR对比054
283 潜在标准影响055
参考文献057
第3章 智能超表面:应用场景与通信模型059
31 潜在应用场景059
311 信号覆盖扩展059
312 边缘速率提升与干扰抑制061
313 安全通信062
314 热点增流和视距多流传输063
315 传输稳健性增强064
316 降低移动边缘网络时延064
317 用户中心网络065
318 高精度定位065
319 车联网通信066
3110 无人机通信067
3111 能量收集与传输067
3112 减少电磁污染068
3113 频谱认知分享069
3114 背向反射069
3115 基于RIS的波束赋形基站070
32 基本通信模型072
参考文献073
第4章 智能超表面:信道估计问题074
41 现有工作与技术难点分析074
411 现有工作074
412 存在的问题与技术难点075
42 基于人工智能的解决方案075
421 系统模型076
422 算法模型077
423 仿真结果与分析079
参考文献081
第5章 智能超表面:反射系数优化问题083
51 现有工作与技术难点分析083
511 现有工作083
512 存在的问题与技术难点084
52 联邦学习基础理论084
521 联邦学习模型084
522 联邦平均算法087
53 基于联邦学习的RIS分布式速率优化088
531 系统模型089
532 基于联邦学习的隐式RIS反射系数优化091
533 仿真结果与分析093
54 进化策略基础理论096
541 进化策略理论概述096
542 协方差矩阵自适应进化策略097
55 基于进化理论的RIS辅助通信系统性能研究098
551 基于进化博弈的智能反射面辅助通信信道容量研究099
552 基于协方差矩阵自适应进化算法的发射反射系数联合优化105
553 仿真结果与分析112
参考文献120
第6章 智能超表面:辅助AI应用124
61 现有工作与技术难点分析124
611 现有工作124
612 存在的问题与技术难点125
62 RIS辅助联邦学习中的用户调度策略研究125
621 系统模型126
622 基于凸差算法的基站聚合向量与RIS相移系数联合优化128
623 仿真结果与分析131
63 智能反射面辅助分层联邦学习通信计算一体化网络135
631 引言135
632 系统模型135
633 分层联邦学习的性能分析与问题建模140
634 基于更新范数的设备调度方案143
635 基于连续凸逼近的求解144
636 性能仿真与分析147
64 RIS辅助通信的分组式异构联邦学习框架153
641 系统模型153
642 基于RIS增强无线信道的贪心分组式联邦学习156
643 仿真结果与分析159
参考文献166
第7章 智能超表面:能量效率分析170
71 现有工作与技术难点分析170
711 现有工作170
712 存在的问题与技术难点172
72 联邦学习使能RIS通信系统的能量效率分析172
721 系统模型172
722 基于联邦学习的多RIS并行配置优化175
723 仿真结果与分析180
参考文献185
第8章 新型智能超表面技术188
81 反射和透射一体的智能超表面188
811 STAR硬件设计与调控189
812 基于STARS的三维定位189
82 有源智能超表面190
83 基于RIS的新型大规模天线191
84 基于RIS的收发机192
85 RIS使能空中计算193
参考文献195
显示全部信息
作者简介
李立欣,博士,西北工业大学教授,博士生导师,通信工程系主任。任陕西省航空学会理事、陕西省航空学会数智低空专业委员会主任委员、中国航空学会人工智能技术分会委员。主要从事无线通信、空天地一体化通信系统、人工智能与无线通信等交叉领域的研究工作。获陕西省技术发明奖等省部级科技奖励项,出版专著教材部,发表学术论文余篇,入选全球前顶尖科学家( )。
林文晟,博士,西北工业大学副教授,九三学社社员。长期从事空天地一体化网络、协作通信网络设计与性能分析等研究,入选第八届中国科协“青年人才托举工程”,获年陕西省技术发明二等奖,发表国际高水平论文余篇。
印通,中国航空工业西安航空计算技术研究所工程师,硕士毕业于西北工业大学。主要从事智能反射面、联邦学习、遗传算法应用等方向研究工作,发表国际学术论文篇。