中山大学学报(自然科学版中英文)

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  • 主编：胡建勋
  • ISSN:2097-0137
  • CN:44-1752/N
  • 主管单位：中华人民共和国教育部
  • 主办单位：中山大学
  • 出版周期：双月刊
  • 电话：020-84112585
  • 地址：中山大学广州南校园：广州市海珠区新港西路135号中山大学东北区312栋（510275）

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Volume 64 期 4，2025 2025年64卷第4期

  • 通感一体化专栏

    曾勇, 杨定邦, 李鑫睿, 闵红旗

    DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240363
    摘要：通信感知一体化（ISAC）已被确定为6G移动通信网络的六大典型应用场景之一，这对未来天线阵列的空间分辨率、抗干扰能力、感知自由度等提出了更高的要求。为了支撑6G高性能ISAC，一种方法是继续增加天线数量，这会不可避免地增加硬件成本、信号处理复杂度以及能量消耗。另外，稀疏多输入多输出（MIMO）是一种具有潜力的替代方案。相较于传统紧凑式MIMO，稀疏MIMO可以利用相同数量的天线阵元实现更大的孔径，进而提供更精细的空间分辨率。为此，本文对基于稀疏MIMO的ISAC进行综述。首先介绍稀疏MIMO的基础阵列架构，接着讨论了稀疏MIMO在无线通信领域具有的优势和面临的挑战，涉及空间分辨率、抗干扰能力、空间复用增益、信道容量和栅瓣问题，然后探讨基于稀疏MIMO的无线感知具有的优势和面临的主要挑战。最后，阐述了稀疏MIMO应用于ISAC的巨大潜力。  
    关键词：6G;通信感知一体化;多输入多输出   
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    更新时间：2025-07-11

    赵铁刚, 于启月

    DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240292
    摘要：针对高空机间通信感知一体化场景，首先构建了多机之间的通信感知系统模型，并基于双机之间的空间几何关系，推导了可用于跟踪的状态预测模型与量测模型。对模型进行了线性化处理，并将传统的扩展卡尔曼滤波（EKF）算法改进为交替EKF多波束跟踪预测算法，以实现对多个目标的独立跟踪与预测。并通过降低模型中转换矩阵的阶数，进一步减少计算复杂度。通过交替EKF跟踪预测算法实时提供的状态信息，在功率受限条件下，利用数字波束形成技术实现了多机通信的速率最大化，并得到了设计的闭合解形式。最后，仿真结果验证了所提出的交替EKF多波束跟踪预测算法的优越性。  
    关键词：高空机间;通信感知一体化;交替EKF;跟踪预测;波束形成设计   
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    更新时间：2025-07-11

    唐杰, 范峻媛, 张延波, 王译萱, 李晨希

    DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20250020
    摘要：将无线能量传输引入通感一体化框架，提出了一种综合通信需求、移动能量设备追踪与能量补给的通信感知传能一体化系统设计方案，基站可同时执行通信数据传输、无线能量传输和感知追踪三重功能。其中，基站利用下行信号同时实现无线能量传输和高效数据通信，并利用回波信号实现对移动能量设备的定位。首先，提出了一种迭代式目标追踪算法，将实时后验追踪误差作为感知性能的衡量指标，以通信信噪比、感知误差等约束条件下的实时能量补给效率最大化问题为目的建立模型。该通信与感知传能联合波束形成问题为非凸优化问题，利用半正定松弛、辅助变量等方法将问题转换为凸问题求解。仿真结果表明：所提出的算法通过优化通信与传能波束有效提高了系统的能量收集效率，且感知信息同时被用于优化传能和通信链路，以实现通信、感知、能量补给的一体化融合。  
    关键词：通感一体化;无线携能通信;6G;波束形成   
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    更新时间：2025-07-11

    庄宏成, 安杰, 林玥彤

    DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20250031
    摘要：提出了一种基于用户分组和非正交多址技术的通感一体化干扰管理方法。首先，通过无线信号感知获得基站覆盖范围内的通信用户和感知目标的分布并以感知目标为基准分组。其次，同一分组内利用NOMA在功率域完全复用用户，不同分组采用空域波束的正交性降低波束间干扰。最后，以通信用户和速率和感知功率加权和的目标值最大化为目标函数，提出一种基于双惩罚项的SCA迭代算法求解最优波束赋形器。结果表明，与非分组方法相比，GF-NOMA方法的系统性能平均提高了约10%。同时，评估了通信和感知权重因子、惩罚项以及分组用户分布对GF-NOMA干扰管理的系统性能影响。  
    关键词：通感一体化;波束赋形;非正交多址技术;分组;干扰管理   
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    更新时间：2025-07-11

  • 研究论文

    雷玟, 陈煜, 沈岩, 刘辉, 曾德迈, 孟圣峰

    DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240301
    摘要：为了探究不同工况下微波离子推力器的推力特性，建立了微波离子推力器的推力估算模型。通过推力架试验测量推力并分析误差，探讨了工质流量、微波功率和屏栅电压对屏栅电流及推力的影响。研究结果表明：估算推力时，选择羽流发散修正系数为0.98、离子能量修正系数为1.02时可以修正估算模型。通过推力性能试验，可以发现栅极电压对推力的影响符合理论估算；微波功率和工质流量的增加主要影响放电室中氙原子的电离数量，促进电离反应的进行，从而影响推力器的推力性能。  
    关键词：引力波;微波离子推力器;推力特性   
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    更新时间：2025-07-11
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