MIMO跳频通信系统及其序列设计

在跳频通信系统中应用MIMO技术可以进一步提高数据传输速率和频谱利用率,但是多用户跳频通信系统还受到多址干扰和多径干扰的影响.本文提出一种T-NHZ时频序列的构造方法,应用到MIMO跳频系统中以消除多址干扰和多径干扰,同时由于这种序列的数目较大,有利于进一步提高系统容量.     

基于OFDM的协同认知网络跨层资源调度

协同通信与认知无线电是未来移动通信的重要技术。针对基于OFDM的无线协同认知网络中的资源分配问题,该文提出了一种有效的跨层资源调度方案。该调度方案在考虑对主用户所受干扰功率进行控制的前提下,以最大化认知用户超帧中总的传输速率为目标,在调度帧中对各传输帧两阶段的子载波进行最佳配对,并为配对子载波分配最优的发送功率。通过分步求解的方法,该调度方案形成的优化问题得到有效解决。仿真结果表明该资源调度方案使得认知用户传输速率有显著提升,方案的可行性与有效性得到了验证。     

超宽带系统中基于认知的Rake接收机设计

直接序列扩频超宽带（DS-UWB,directed．spread．spectrum ultra wide band）系统采用窄脉冲和扩频技术进行通信,由于带宽很宽,有可能与同频段窄带系统共存。当存在窄带干扰时,最优接收机为采用MMSE准则的Rake接收机,而不存在窄带干扰时,MRC合并算法Rake接收机为最优接收机。由...     

时频训练序列OFDM频偏估计方法

给出了一种比率可调节的时频训练序列,通过频域训练序列和预定义查找表实现粗频偏估计,通过时域训练序列实现细频偏估计。仿真结果与复杂度分析表明所提出的方法在负载几乎相同的情况下,性能优于Lei的方法,而运算量却大大降低。     

认知无线电中的混合认知引擎设计

为了提高认知引擎的性能,更好地实现认知无线电系统参数的智能调整,设计了一 种混合认知引擎,综合运用多种人工智能方法实现认知引擎的推理、学习、优化和决策等功 能。分析了经典认知引擎模型和人工智能在认知引擎中的应用情况,构建了混合认知引擎的 功能结构框图,讨论了混合认知引擎的工作机理和技术特点。分析表明,混合认知引擎 具有较强的灵活性和鲁棒性。     

认知网络中基于最大和速率的协同通信方案

为了提高认知无线网络主用户通信与次用户通信的和速率,提出了一种新的协同通信方案.该方案中主用户通过机会选择次用户是否协同自身数据传输、允许通信的次用户通过匹配最佳可用信道来最大化认知无线网络的和速率.通过建模将该和速率最大化问题表示为一个组合优化问题,进一步将问题转化为了一个等价的标准指派问题,从而提出了基于匈牙利算法的协同通信方案.仿真结果表明,所提方案显著提高了主次用户的和速率.     

基于SCA的认知无线电台结构研究

认知无线电作为一种智能无线电技术,可赋予无线通信系统以电磁环境感知能力,有效解决频谱利用率和管理的问题.软件通信体系结构(简称SCA)已被软件无线电论坛采纳为嵌入式系统的标准通信软件结构.SCA提供了一种支持通信软件和硬件可移植、可配置、可扩充和可重用的软件平台.本文首先论述了认知无线电的概念、功能,接着结合开源认知无线电的概念,提出了一种基于SCA的认知无线电台的新结构,并进行了详细的阐述.     

叠加共轭对称训练序列的OFDM系统时频同步方法

针对正交频分复用(OFDM)系统对同步错误率和频率偏移敏感的问题,提出了一种叠加共轭对称训练序列的OFDM系统时间和频率同步方法。该同步方法将快速傅里叶逆变换(IFFT)调制后的序列构成具有共轭对称特性的训练序列,并叠加到OFDM数据符号上;在接收端,利用叠加训练序列和融合循环前缀信息来获取OFDM系统同步信息。理论分析和仿真表明:在信噪比为5 dB时,该同步算法定时同步正确概率已接近100%;在信噪比为4 dB时,频偏估计精度可以达到10-4;该同步算法不仅具有更好的同步性能,而且节省系统的有效带宽以及降低系统的计算法复杂度。     

基于混沌序列的无碰撞区跳频序列构造方法

为了提升多用户跳频系统在复杂场景下的顽存能力,提出了一种基于成熟的混沌序列构造性能优良的无碰撞区跳频序列集的方法。与已有的无碰撞区跳频序列构造方法相比,该方法能够利用已有混沌序列在高复杂度和长周期性能方面的良好性质,构造的序列集能够达到非汉明相关的理论界。理论分析和仿真结果表明,该方法构造的序列具有更好的均匀性、随机性、复杂度等统计特性,为跳频通信系统在多用户组网通信应用时提供更强的安全可靠性。     

基于信任度与信噪比的认知无线电协同频谱检测

无线网络中存在信噪比较高的恶意认知用户的情况,为了有效利用可靠的认知无线电(CR)技术用户的本地感知结果,提出了一种基于信任度的信噪比比较协同频谱感知算法,可有效剔除认知网络中存在的信噪比较高的恶意认知用户。仿真实验表明,在存在恶意认知用户的认知无线电网络中,该算法检测性能优于传统的或准则(OR)数据融合的协同频谱感知算法以及基于信噪比比较协同频谱感知算法。     

基于认知无线电技术的动态频谱管理构想

本文介绍了认知无线电的感知、分配及共享等相关技术,并针对其技术特点提出了一种以无线电管理机构为感知主体,基于认知无线电技术进行统筹分配的动态频谱管理构想。     

基于干扰驱动的多输入单输出认知系统线性预编码设计

在多天线(MIMO)认知无线电网络(CR)中,传统的预编码算法主要是抑制或消除认知用户(SUs)之间的干扰,达到优化系统性能的目的。与传统算法不同,该文从利用干扰的角度提出了两种新的预编码算法,即认知部分线性预编码(CR-PLP)和认知相位调整预编码(CR-PALP)。理论分析和仿真结果表明,这两种算法都能够利用星座图中的相位信息,通过保留相长干扰,提高接收端信号的信干噪比(SINR)。与CR-PLP使相消干扰为零不同,CR-PALP通过相位旋转将干扰转化成相长干扰,以较低的计算复杂度,进一步降低了误符号率(SER),提高了认知用户的信息速率。     

基于交织技术的非对称零相关区序列偶集构造

为了抑制或者消除准同步码分多址(QS-CDMA)通信系统的多址干扰(MAI)、多径干扰(MI)以及邻小区干扰,该文提出一类非对称零相关区(A-ZCZ)序列偶集的构造方法。基于给定的最佳自相关序列偶,运用交织操作,成功设计一类非对称零相关区序列偶集。新集合的每个子集均是零相关区序列偶集,且不同子集的序列偶间的互相关函数(CCF)具有更大的零互相关区(ZCCZ)。同时,该文提出的构造方法可以根据系统要求灵活地选择子集的零相关区宽度。     

认知无线电网络的物理层安全研究及其鲁棒性设计

该文从用户服务质量(QoS)的角度研究了多输入单输出(MISO)认知无线电网络的物理层安全问题。通过在次用户的发送信号中加入适当功率的人为噪声,能够有效地提高网络的物理层安全性能。经过适当的变换,将次用户的安全优化问题转化为一个半定规划,从而可以有效地求得次用户的最优发射方案。另外,针对信道状态信息不确定性的问题,在假设已知信道状态信息误差范围的前提下,采用最差性能最优的方法对系统进行鲁棒性设计,以保证即使在信道状态信息误差最大的情况下,依然可以满足系统的约束条件。最后,通过仿真验证了算法的有效性。     

一种基于马尔可夫决策过程的认知无线电网络传输调度方案

该文提出了一种适用于认知无线电网络的跨层传输调度方案,即满足掉包率约束的前提下最小化平均功率消耗。此方案被建模为约束马尔可夫决策过程(MDP)。采用拉格朗日乘子法求解此MDP,并且提出了一种黄金分割乘子搜索法。提出两种简化方法,即状态聚合以及行动集缩减来解决维灾问题。仿真结果显示简化方法对该方案的性能影响很小,且该方案的平均功耗最低。     

分层认知无线电网络中基于稳定匹配的资源分配算法

频谱资源的合理分配是认知无线电技术追求的目标之一,随着认知无线电网络中的次用户(SUs)数量不断增加,频谱资源的精确、实时分配与管控越来越难以实现。针对此问题,该文提出一种分层的认知无线电网络(CRN)架构,多个管理实体专注于为各层用户提供频谱服务;并在该架构下,提出一种基于稳定匹配的资源分配算法,用户通过自主协商形成分配结果,不仅保证了主用户(PUs)对次用户的功率限制,还充分考虑了各自的效用。仿真结果表明,所提算法的性能接近于最优方案,并降低了计算复杂度和系统时延。     

认知无线电频谱切换目标信道访问机制

针对认知无线电先应式决策频谱切换,该文提出按照信道平均空闲时间递减的顺序对目标信道进行访问的机制,证明了该机制在主用户信道空闲时间服从均匀分布、Rayleigh分布以及Weibull分布下均能够保证频谱切换失败概率最小。仿真结果表明所提机制得到的频谱切换失败概率要远远小于随机访问机制的切换失败概率。另外,当能够获得数十次信道空闲时间观测样本情况下,虽然存在估计误差,但所得频谱切换失败概率与理想最优频谱切换失败概率非常接近。     

认知无线电网络中基于噪声功率估计的能量检测性能

该文分析了利用噪声功率估计值进行能量检测时判决门限的计算问题,推导出检测性能的Q函数表达式。为达到期望的检测性能,判决门限不能直接由噪声功率估计值替换已知的噪声功率得到,必须进行修正。文中给出了修正判决门限的闭合表达式,极大地简化了检测性能分析和判决门限计算。仿真结果表明,在估计样点数为20时,对比原判决门限,基于修正判决门限的误警概率减少了15%,有效地提高了认知无线电网络的吞吐量。     

频谱异构认知无线电中基于吞吐量降的空时频谱机会感知

在认知无线电(CR)中,频谱感知是实现动态频谱接入的关键技术之一。为适当保护主用户并最大化次级用户的性能,目前大部分相关工作均是用虚报概率和漏检概率作为感知度量来确定最佳感知参数的。但这种度量是用主次用户的碰撞概率来衡量次级用户对主用户的影响的,没有考虑干扰强度的影响,仅适合同构频谱环境;在不同位置次级用户有不同接入机会的异构频谱环境中,并不能最大化频谱利用率。为此,该文首先定义了吞吐量降,并提出在异构频谱环境下采用吞吐量降作为一种新的感知度量。吞吐量降是指由于次级用户占用授权频谱而导致主用户吞吐量下降的百分比。在衡量次级用户对主用户的影响时,它综合了主次用户的碰撞概率和干扰强度两个因素;其次,研究了以吞吐量降为约束的次级用户吞吐量优化问题。最后,数值仿真证实了该方案比目前几种传统方案的频谱利用率显著提高。     

认知无线网络中一种基于放大转发的协作传输策略

在不干扰主用户数据传输的条件下,通过次用户间的彼此协作传输,可以使认知无线网络获得明显的空间和时间分集增益,从而改善次用户传输性能。该文针对主次用户共存,主用户交替转移信道忙闲状态的网络环境下,提出了一种基于放大转发的协作传输方案,当主用户存在时机会的使用中继节点转发数据,并且对所提方案的无冲突传输时间进行了理论分析,给出了非协作传输和协作传输模式下的无冲突传输时间的解析表达式,理论分析和仿真结果表明,协作传输方案的无冲突传输时间明显优于非协作传输方案,次用户协作为认知无线网络带来可观的性能增益。