一种异步的认知无线电网络跳频算法

针对认知无线电网络中次用户对之间的交会问题,即次用户对在同一时间接入到相同的信道,提出了一种异步的基于循环请求集的跳频算法(ACHA).首先,次用户将可用的空闲信道按照循环请求集的结构生成跳频序列,然后再跟随跳频序列依次接入到可用信道中.利用循环请求集系统的旋转相交特性,ACHA算法能够保证任意2个次用户之间的交会必然发生在一个基本跳频序列周期之内.仿真结果表明:与正交序列跳频算法和基于三角形数的跳频算法相比,ACHA算法能将平均交会时间降低20%和40%     

一种基于CRSN的简单有效Rendezvous算法

基于传统的会合（Rendezvous）机制,提出了一种简单快速的跳频算法SRPX（sender-receiver-parameter-X,SRPX）,算法将节点状态划分为发送状态和接收状态,通过调整步长和信道使用概率参数生成信道跳频序列,实现节点间的通信.算法有效解决了CRSN中公共控制信道的瓶颈问题,支持信道集的对称模型和非对称模型,满足多用户/多跳应用场景,实现了信道的有效相遇（Rendezvous）.通过理论证明和实验对比分析,验证了SRPX算法在最大相遇时间（MTTR）和平均相遇时间（ATTR）上优于其它相关算法.      

基于伪随机线性调频的双序列跳频通信方法

为解决双序列跳频在对偶信道被干扰时误码率较高的问题,提出一种基于伪随机线性调频(LFM)的双序列跳频(PRLFM_BSFH)通信方法.在发送端,将线性调频信号作为特征信息与双序列跳频信号混频后通过射频(RF)前端发射出去;在接收端,将接收信号解跳后采用分数阶傅里叶变换进行处理,然后经过抽样判决得到发送端信息.构建了基于伪随机线性调频的双序列跳频通信系统模型,推导了其在瑞利信道下抗跟踪干扰和部分频带干扰的误码率(BER)表达式,并对理论分析进行仿真验证.结果表明:该通信方法的抗干扰性能优于双序列跳频,在不同干扰参数设置下,均有至少5 dB以上的性能增益.     

一类基于相对差集的异步跳频序列系统

在认知无线电网络中,次级用户要实现相互通信,首先要在共有的一个信道上完成异步的无线电盲交汇.该问题可以通过完备的非同步跳频序列系统,设计相应的算法或者协议来解决.利用设计理论中经典的相对差集,对于任意素数幂q,构造出了一类新的完备的非同步跳频序列系统.该系统使用q-1个信道,含有约?(q+1)/2?+2条周期为2(q2-1)的序列.该系统的序列周期长度已经非常接近最优的非同步跳频序列系统,而同时它又含有更多的序列,因此,对设计新的交汇协议来讲更为实用.     

水声自适应混沌概率跳频通信方法研究

为了提高水声跳频系统的可靠性和保密性,提出了水声自适应混沌概率跳频通信新方法.该方法通过信道映射函数将各跳频信道的误码率映射成概率密度函数,依据此概率密度函数分配每个跳频频点的使用概率.根据混沌密钥序列和特定的随机数产生器产生满足此概率密度函数的随机跳频序列,并由此生成跳频图案,进行跳频通信.仿真结果表明该方法的误码率性能优于传统混沌跳频和传统自适应跳频方法,且具有更强的保密性.     

一种宽间隔混沌跳频序列快速生成方法

针对比特抽取法在产生混沌跳频序列时实时性不佳的问题,提出一种基于分段迭代的混沌跳频序列生成算法.将分段迭代产生的混沌映射轨道实值点表示成二进制小数,采用周期多比特重叠抽取和非线性矩阵变换相结合的方法以及改进的随机平移替代法生成宽间隔序列.仿真结果表明,在平衡性、汉明相关性、跳频间隔及抗预测能力等跳频序列性能不低于现有算法的前提下,其平均迭代次数可减少约45％,且在实时性、存储空间占用量和扩展序列周期方面具备优势.经验证,该算法适用于要求灵活更换跳频图谱的无线跳频通信系统.     

基于OFDM的认知无线电鲁棒节能功率控制算法

为提高现有认知无线电的节能效率和鲁棒性, 提出了一种基于正交频分复用(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的多用户认知无线电鲁棒节能功率控制算法。该算法基于有界不确定性模型,在考虑最坏误差情况下, 利用凸优化理论证明系统的拟凸特性, 并采用分式规划优化技术实现了节能效率的最大化。仿真结果表明, 该算法在高噪声和信道状态信息不确定的情况下, 可保障认知用户的通信服务质量需求(QoS: Quality of Service), 同时可以提高非授权用户的节能效率。     

适用于快衰落环境的OFDM/TDM信道估计算法

针对正交频分复用/时分复用(OFDM/TDM)系统现有导频结构和信道估计算法缺乏对信道快衰落实时跟踪能力的问题,提出一种改进信道估计算法。该算法利用相邻2个时域复用导频序列对信道特性进行估计得到信道传递函数,通过内插处理获得数据符号的信道状态信息,并利用最小均方误差准则的频域均衡算法补偿信道衰落。仿真结果表明,与现有信道估计算法相比,在相同数据传输效率情况下,提出算法不仅能够适用于慢衰落信道,同时对快衰落信道的实时变化有良好的跟踪能力,改善系统性能。     

一种适用于正交频分复用通信系统的信道估计盲算法

提出了一种适用于正交频分复用(OFDM)通信系统的信道估计盲算法,给出了该算法的理论基础和计算机仿真结果.该算法以子空间方法为基础,并利用了OFDM通信系统协议中的循环前缀信息.该算法还考虑了现有OFDM协议中的空闲子载波信息,并具有计算量相对较小、抗循环前缀长度不足和抗信道长度过估计等优点.     

一种基于DSP的实时水声跳频通信系统研究

水声信道是一种极其复杂的时空频变信道,在进行水声通信中,必须克服强多途和大起伏等干扰.抗干扰能力强、隐蔽性好的跳频通信技术应用于水声通信领域,具有独特的优势,是近年来高稳健性水声通信技术研究中的一个热点.本文构建了一种基于DSP硬件平台的实时水声跳频通信系统,给出了系统编解码技术的实现方法.发射的帧信号由粗同步信号、细同步信号、时延信号和m序列生成的跳频信号组成,采用补零FFT的方法进行解码,提高了鉴频分辨率.通过实验室水池实验,验证了所设计系统在低信噪比条件下的可行性和稳定性.由于m序列生成的跳频图案隐蔽性强,该系统也可用于水声保密通信.     

基于无线电环境地图信息辅助的协作频谱感知算法

针对基于信噪比(signal noise ratio,SNR)合并协作感知算法实用性限制问题,提出一种无线电环境地图(radio environment maps,REM)信息辅助协作感知算法,该算法利用REM存储的关于授权用户发射台与感知用户位置信息辅助计算各用户合并权重系数.仿真表明,该算法在高斯白噪声(addit...     

认知无线电中基于循环平稳特征的频谱感知方法

提出一种基于信号频域循环平稳特征的频谱感知方法,该方法能够区分出授权和非授权信号的类型从而获取不同的频谱共享策略.将授权信号及非授权信号分别建模成线性周期时变变换,对授权信号和非授权信号进行频域的循环平稳特征分析,给出2类信号呈现循环平稳特征的位置,并给出用于鉴别2类信号的检测方法,其中推导了复过程中近似协方差矩阵的计算.仿真结果验证了该方法能在低信噪比中有效地鉴别出授权及非授权2类信号.     

基于POMDP的认知无线电动态频谱接入算法

针对当前认知无线电动态频谱接入算法实现复杂度高的缺点,提出了在硬件受限制的情况下,基于部分可观察马尔科夫决策过程的动态频谱接入算法.该算法利用多次对外界信道的检测得到对外界环境的估计,然后根据此估计以当前和未来收益总和最大化为目标,实频谱接入,并实现了最优解和贪心法次优解.该算法比随机检测接入算法多获得约25%的带宽,贪心法的次优解在阶段数较少时与最优解性能非常接近.     

基于切换的认知QoS分析

研究了认知无线电系统中认知用户的服务切换.提出一种"随机单次切换"策略,并通过构建基于信道叠加的半马尔科夫多信道切换模型,分析认知用户在频谱租用过程中的服务等待时间及切换开销.理论和实验表明,"随机单次切换"策略下,认知用户具有更小的服务等待时间和切换开销.     

基于次用户检测能力的认知无线电频谱共享博弈

基于博弈论研究认知无线电系统中主用户和次用户频谱共享方法. 认知无线电系统中,主用户出售空闲频谱给次用户,以获得收益,次用户则通过博弈竞争空闲频谱资源. 由于不同的次用户检测能力各异,主用户对次用户的频谱共享意愿也不同. 根据次用户的检测能力强弱为认知用户设置优先级,提出将反映次用户检测能力的终端设备剩余电量百分比体现在价格函数中,从而得到新的效用函数. 通过仿真表明了该博弈算法能使频谱分配更加有效、公平、合理.      

认知无线电中基于循环平稳特征的频谱感知方法

提出一种基于信号频域循环平稳特征的频谱感知方法,该方法能够区分出授权和非授权信号的类型从而获取不同的频谱共享策略将授权信号及非授权信号分别建模成线性周期时变变换,对授权信号和非授权信号进行频域的循环平稳特征分析,给出2类信号呈现循环平稳特征的位置,并给出用于鉴别2类信号的检测方法,其中推导了复过程中近似协方差矩阵的计算。仿真结果验证了该方法能在低信噪比中有效地鉴别出授权及非授权2类信号。     

Spectrum allocation game of directional transmission in multi-hop cognitive radio networks

The spectrum allocation for links in multi-hop cognitive radio networks is addressed. The links rent the vacant licensed bands offered by primary users for implementing directional transmission. To minimize the individual cost, the links share the licensed band and rental fee. An interference mod- el for the directional transmission in cognitive radio networks is proposed to formulate the cooperative and dynamic behavior of the links using the theory of hedonic game, called spectrum allocation game. The game is proved to converge to the core stable state indicating that all links satisfy with their current conditions and do not deviate from their coalitions. Numerical results show that the game improves spectral efficiency and contributes to reducing the individual cost of the links.     

认知异构无线网络中可信频谱切换机制

在认知异构无线网络中,针对频谱切换过程中次用户发生自私或恶意行为,导致网络性能下降的问题,提出一种基于信誉系统的频谱切换机制。通过提取用户行为特征信息,评估次用户接入信道后的行为,并依据次用户的行为确定其信誉值,在认知基站建立信誉系统。根据次用户的信誉状况来对次用户进行分级,并根据分级情况,为次用户分配授权信道或共享频段的信道。在可信次用户接入授权频谱的过程中,当满足用户等待时延要求时,信誉值高的次用户有更高的接入优先权。可疑次用户可以在共享频段中进行传输。仿真结果表明,算法能够有效地提升系统吞吐量,降低切换及中断概率,减少低信誉次用户接入授权频谱的机会,提升了系统的安全性。