设计并行智能算法优化认知无线电性能

为解决认知无线电系统中的载波间干扰问题,设计了智能算法获得认知用户的最优干扰子载波,屏蔽最优干扰子载波能消除认知无线电载波间干扰。由于智能算法的计算复杂度较高、速度较慢,因此,提出了载波间干扰抑制并行算法,并对智能算法进行并行化设计和改造,新的并行算法能在多核处理器上实现并行计算,从而提高了智能算法的计算速度,能更好地满足认知无线电系统的实际应用需求。仿真结果表明,在满足认知用户目标误码率条件下,新的干扰抑制并行算法能明显抑制影响授权用户的载波间干扰,使授权用户获得更好的误码率性能。     

基于遗传算法的频谱池ICI 优化算法

为优化基于小波的频谱池系统中的载波间干扰( ICI: Inter-Carrier Interference) ，提出了一种基于遗传算法的载波间干扰优化方案。采用遗传算法获得最佳权重向量，抑制认知用户子载波干扰能量。该算法可在不牺牲认知用户带宽的条件下，优化认知用户载波干扰能量。仿真结果表明，在满足认知用户目标误码率条件下，明显抑制影响授权用户的载波间干扰，使授权用户获得更好的误码率性能。     

基于OFDM的认知无线电系统最优功率分配算法

在基于OFDM的认知无线电系统中,授权用户会受到认知用户带内子载波带外旁瓣泄漏功率的干扰。这里引入了功率控制参数来调整授权用户的干扰功率约束值,提出了一种认知用户子载波间的最优功率分配算法,通过求解一个凸优化问题来获得最优的功率分配方案。仿真结果表明:与其他算法相比,采用该方法获得的功率分配方案,在满足授权用户干扰功率约束值的条件下,可以使认知用户的信道容量最大化。     

认知无线电系统基于动态功率控制的频谱分配

为研究认知无线电系统中下垫式共享方式下的资源分配问题,提出一种基于动态功率调整的子载波分配算法. 该算法根据授权用户的状态对认知用户在子载波上的功率进行动态调整,当授权用户接入时将认知用户的功率限制在干扰功率限之下,当授权用户离开时将认知用户的功率设置为最大发送功率;根据授权用户和认知用户的业务流分布以及认知用户在不同子载波上的信道增益进行子载波的动态分配. 仿真结果表明,与现有算法相比,基于动态功率调整的资源分配算法能够获得明显的吞吐量性能增益.      

CR-OFDM系统中的一种新的动态频谱分配算法

文中基于对认知无线电技术以及OFDM系统传输特性的分析,提出了一种CR-OFDM系统中多用户资源分配新算法。该算法首先根据认知用户的QoS需求为其分配子载波,在保证不干扰授权用户正常通信的前提下,再利用改进的注水算法为每个认知用户分配功率,使得整个系统的信道容量最大化。仿真结果表明该算法能在保证误比特率和用户公平性的前提下显著提高频谱利用率。     

OFDM认知系统的子载波分配算法研究

在误码率和总发射功率约束下,基于频谱空穴的动态变化性,提出一种基于正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）的认知系统下行链路子载波分配算法。算法根据可用频谱资源及用户业务需求,兼顾用户资源公平与干扰温度最低原则：频谱资源少时,以用户资源公平为分配原则,尽量满足所有入网用户的基本通信需求;若频谱资源充足,则以最小化系统干扰温度为目标分配剩余子载波。仿真结果表明,提出的算法在确保入网用户基本数据传输率前提下,能降低系统干扰温度,提高系统频谱利用效率。     

一种优化的认知无线电网络资源协同分配算法

在目前的认知无线电研究中,多用户OFDMA系统中如何实现子载波和功率的合理分配是研究的重点之一.针对认知无线电资源分配过程中出现的多认知用户资源分配不公平的问题,研究了认知无线电网络中授权用户占用子载带时,认知用户的吞吐量受限制的问题,提出了一种基于underlay频谱共享模式下的OFDMA认知无线电网络功率与子载带协同分配优化算法.该算法利用干扰门限的设置,使用原始感知信息(RSI)和信道状态信息(CSI)进行功率与子载波分配,然后分别进行功率控制和用户选择的计算,找到最优化传输功率与每个子载带最优使用用户,在保证授权用户免受有害干扰的前提下,使授权用户存在时,也可共享频谱传输,确保了系统的稳定性,提高了网络吞吐量.理论分析与仿真结果表明,相比传统的功率与子载波联合分配算法,该算法可以提高系统的平均加权吞吐量.     

基于禁忌搜索的认知无线电性能优化算法

传统的认知无线电(CＲ: Cognitive Ｒadio)优化算法大多是在牺牲认知用户带宽和数据传输率的前提下实 现频谱池干扰抑制的。为进一步提高频谱利用率,提出了基于禁忌搜索的优化算法。该算法采用禁忌搜索获 得产生最小 ICI(Inter-Carrier Interference)的最优小波滤波器。仿真结果表明,将该算法与屏蔽相邻子载波算 法、最佳失效子载波算法和基于遗传算法的 ICI 抑制算法相比较,该优化算法能更好地减少系统 ICI 能量,改 善系统 BEＲ(Bit Error Ｒate)。而且,该优化算法不会占用认知用户带宽,也不用牺牲认知用户数据传输率。     

CR OFDM系统中具有QoS要求的自适应资源分配算法

为了使CR OFDM系统能满足认知用户的QoS要求,针对系统中认知用户和授权用户间的互干扰影响,提出了一种具有QoS要求的自适应资源分配算法——ARAQ算法。算法中通过进行满足QoS要求的资源分配实现了容纳更多的认知用户,通过进行剩余子载波资源的再分配,进一步提高了频谱利用率。仿真结果表明:ARAQ算法比贪婪算法能容纳更多的认知用户数,同时频谱利用率很接近贪婪算法的频谱利用率且具有较低的算法复杂度。     

基于OFDM的认知无线电系统中最优功率分配

在基于正交频分复用(OFDM)的认知无线电系统中,主用户会受到次用户带内子载波以及邻带子载波的带外泄漏功率的干扰。为了在保护主用户通信性能的前提下高效利用机会频谱,该文提出了求解次用户子载波间的最优功率分配方案的方法,通过求解一个凸优化问题获得最优功率分配方案。较之迭代分块注水算法,该方法特别考虑了邻带子载波功率泄漏的影响。仿真结果表明:采用这种方法所获得的功率分配方案在满足各主用户干扰功率上限的条件下使得次用户信道容量最大化。     

煤矿井下R-OTDR光纤EEMDMAF去噪算法研究

针对煤矿井下管道存在的潜在瓦斯泄露、粉尘爆炸等问题,提出了基于Ｒ-OTDＲ( Ｒaman Optical Time Domain Ｒeflectometry) 分布式光纤温度传感器的管道安全监测方法,分析了Ｒ-OTDＲ 光纤的技术原理。对于采集过程中温度信号噪声干扰问题,分别采用滑动平均滤波和EEMD( Ensemble Empirical Mode Decomposition) 两种方法进行去噪。仿真结果表明,单独使用两种方法都不能得到最优的去噪结果。将融合滑动平均滤波及EEMD去噪算法,并采用3 个指标用于效果判定。实验结果表明: 先滑动平均再EEMD 能有效去除信号中的干扰噪声,极大地提高了信噪比和系统测量精度,相比传统算法而言,系统传感效率更高。     

基于干扰效率的星地认知网络功率分配算法

针对Underlay模式基于能量效率的功率控制算法未能准确反映次用户与主用户之间干扰性能导致系统容量下降的问题,综合考虑次用户能量有限及卫星链路和地面链路的差异性,定义干扰效率为认知卫星用户总的传输速率与地面基站接收到的干扰的比值,建立了基于干扰效率的星地认知网络上行链路功率分配模型,在此基础上提出一种基于干扰效率的功率分配算法.通过引入干扰门限约束及信干噪比约束条件,利用非线性分式规划理论和拉格朗日对偶法求解出最优功率.仿真结果表明:该算法能在较好满足次用户通信质量的前提下,有效减少对主用户的干扰,提升系统的干扰效率.     

基于蓝牙技术的无导联线动态心电仪设计

为满足亚健康人群在居家情况下实时方便的监测心电情况,将传统方式下电极贴与心电图机间的导联线去除,由心电采集集成芯片ads1191 采集两路心电信号( ＲA 和LA) ,通过SPI( Serial Peripheral Interface) 方式传输至MSP430F2132,经蓝牙模块配对后将信号传至上位机,实现心电信号的采集与分析处理。通过低通滤波滤除工频干扰及二阶差分方法实现对心电波形中Ｒ 波位置监测,从而求得所需心率值。在实现心电仪基本功能前提下,避免了导联线对采集结果干扰,保证数据准确传输。实验表明,该仪器所选芯片体积小、功耗低,在1 000 mA·h的电池供电下,系统可连续工作48 h,可保证佩戴者在3 ～ 4 m 范围内正常数据传输,满足日常佩戴需要。     

降低 OFDM 系统峰均功率比的改进算法

为降低正交频分复用(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号的峰均功率比(PAPＲ: Peak Average Power Ｒatio)过高对系统产生的危害,提出将最小二乘估计方法(LS: Least Square Estimation)融合到凸 集映射的星座图扩展技术中(ACE-POCS: Active Constellation Extension-Projected Onto Convex Sets),得到了一种 新算法(LS-ACE-POCS: Least Square Estimation of Active Constellation Extension-Projected Onto Convex Sets)。该算 法采用最小二乘估计算出一个最优因子,并将最优因子与消峰信号相乘,产生新的消峰信号,从而经过 1 次迭 代便可与传统 ACE-POCS 算法 10 次迭代相媲美。由 Matlab 仿真结果可知,在相同的仿真环境下,该算法经过 一次迭代比传统算法第 10 次迭代的 PAPＲ 低 0． 223 dB,并且其误码率性能稍微优异于传统算法,同时大大降 低了系统的复杂度。     

空频联合索引调制系统中子载波优化算法

在空频联合索引调制系统中,针对用于索引调制的所有子载波组合大于所需子载波组合的情况,提出一种改进的子载波优化算法,解决子载波组合冗余的问题。该算法首先通过汉明距离(Hamming distance)之和最大与最多优质组合准则选出最优子载波组合,然后根据最优映射准则修改索引比特与子载波之间的映射方式,将索引比特映射到最优子载波组合上。当所需子载波组合数较多时,提出一种基于格雷码的二分法来解决最优映射中复杂度较高的问题。结果表明:当误码率为10~(-3)时,改进算法相较于传统算法获得了约0.5 dB的增益。