TD-SCDMA系统多业务动态信道分配算法研究

本文在分析TD-SCDMA系统无线资源管理机制的基础上,对该系统的动态信道分配算法进行研究.为了适应多业务资源管理,本文在已有的DCA研究成果基础上,提出了一种改进的共享DCA方案,根据方案流程进行了计算机仿真验证,并与移动边界方案进行对比分析,在语音业务阻塞率、数据业务掉包率和系统吞吐量等方面进行了比较.     

认知无线电网络中频谱切换概率研究

为了解决认知无线网络中由于频谱的移动性给无线资源管理带来的新挑战，提出了一种描述频谱移动和认知用户行为的时间关系模型，并对该时间模型下的频谱切换概率问题进行了研究。推导了一次认知业务请求服务时间内，发生频谱切换的概率公式，研究了频谱空洞消失的速率与认知业务离开的速率对频谱切换概率的影响，给出了频谱切换不大于4次时的理论和仿真概率，仿真结果验证了理论结果的正确性。研究结果表明，频谱空洞消失的越快，认知业务持续的时间越长，发生频谱切换的概率就越大。     

约束切换非线性系统给出初始稳定区域的预测控制设计

有约束切换非线性系统的稳定控制是一个重要的研究问题．通常的预测控制方法可以很好的处理约束问题并使得系统稳定，但一般首先假设其中的优化问题初始可行，而对于初始稳定区域并没有具体的描述．本文针对一类输入变量受约束且状态不可测的非线性切换系统，提出了一种混合非线性预测控制方案．其主要思想是：利用李亚普诺夫函数和状态观测器，设计在预测控制器和有界反馈控制器之间适当切换的混杂控制器，以得到初始稳定区域的描述并使得子系统闭环稳定；对整个切换系统，基于状态估计，设计在各组件间平稳切换的切换律，以保证整个闭环系统的渐近稳定性．最后通过对一个化工过程实例进行仿真，验证了本文所提控制器的有效性．     

协同多点传输中迫零预编码和天线选择技术

MIMO无线传输技术极大地提高了系统的容量，在实际通信系统中，整个网络是一个干扰受限的系统，小区间干扰对MIMO系统传输的影响是显著的，每个相邻小区的基站天线都可以看成一个干扰源．由于基站端数据处理能力的提升和回程容量的增加，多个小区协同多点传输技术引起了人们的广泛关注．目前的大部分工作都是集中于研究系统的容量（吞吐量），而在实际系统中，每个用户的接收等效信噪比（即公平性）对系统的性能如误帧率等有重要的影响．对于每个用户为单天线的情形，研究了总功率受限和每天线功率受限下采用迫零预编码的系统容量和公平性．对两种功率约束条件下的公平性进行了分析，得到了公平性算法的闭式表达式．当每个用户为多天线的情形，为了降低计算的复杂度，引入了信道范数最大的接收天线选择算法，把每个用户为多天线的情形转化成等效的每个用户单天线情形，推导的每用户为单天线的公平性算法仍然适用．仿真结果显示，采用迫零预编码的多小区协作可以使系统性能显著提升．在相同的迫零预编码下，不同的功率分配策略对系统的容量和公平性有显著的影响．和用户为单天线相比，采用天线选择算法可以提升系统的容量和公平性．考虑了用户公平性时的吞吐量和最大系统吞吐量之间的折中关系，并给出了仿真结果．     

基于拥塞控制与RS编码的自适应有效Internet视频传输

提出一种自适应拥塞控制与自适应RS(reed-solomon)编码差错修复相结合的有效Internet视频传输新方案. 针对Internet共享信道的QoS波动特性而设计的一个带有速率控制参数可调的自适应拥塞控制机制的视频流协议AVSP, 使视频传输具有对网络状况波动的快速反应特性和一定的TCP友好性. 在不增加系统总带宽的前提下, 与拥塞控制相结合的可变参数自适应RS编码MPEG视频传输差错修复, 有效地增强了Internet分组丢失差错环境下视频传输的鲁棒性.     

一种动态的客户端负载均衡机制

互联网应用的并发用户数量不仅多变并且这种变化常常不可预测．将系统容量配置为固定值的惯用做法在面临多变的请求时常常会导致两种结果，一种是因为配置过低而弓l起用户的不满，另一种则因为配置过高而造成计算资源的浪费．而通过运用云架构按需提供、按使用收费的能力，系统具有了实时地按需配置计算资源的能力．然而静态的客户端负载均衡方法作为一种主要的负载均衡技术很难适应云架构条件下更加易变的集群结构．本文提出了一种动态的客户端负载均衡机制．通过引入分布式的集群视图更新、控制流等技术，该机制在保持客户端负载均衡机制分布式、可伸缩性强的基础上，又为集群节点的动态加入与退出和负载均衡策略的动态调整提供了有效的支持．同时，本文分析了该机制在一个开源JEE应用服务器PKUAS中的关键实现问题，并通过实验从多方面验证了该机制的有效性．     

OFDM电力线载波通信系统的AGC实现

针对电力线载波通信信道衰减比较严重，具有时变性，在突发通信模式卞的正交频分复用（OFDM）系统中信号发送不连续的问题，提出一种适用于基于OFDM技术的电力线载波通信系统使用的自动增益控钠（AGC）方案。本方案先进行同步检测，再进行AGC控制，利用前导序列一个符号的能量大小进行增益系数的控制。将本方案应用于G3电力线载波协议（G3-PLC）系统中，并在FPGA上进行实现。仿真和实现效果表明，本文提出的方案结构简单，收敛速度快，遣行可靠。     

高速脉冲超宽带系统和芯片设计

脉冲超宽带无线通信系统功耗低、复杂度低,但传输速率一般不高.本文提出高速脉冲超宽带无线通信系统方案,方案采用高速采样、低阶量化和数字处理技术,在保持较低的系统功耗和复杂度的条件下,实现了超过100 Mbps的脉冲超宽带无线信息传输.论文给出了系统方案、核心算法、芯片设计中的关键技术以及仿真结果.作为核心算法,提出的联合同步和信道估计算法具有低的复杂度,并易于实时实现.论文介绍了芯片设计中的数字基带芯片结构、接收机的状态转移和联合同步和信道估计算法的实现等关键技术.基于提出的方案,研制了数字基带芯片,其内核功耗小于100mW.采用研制的芯片,开发了试验系统,能够进行实时无线高清视频传输.对试验系统进行了实际测试,实测结果验证了该高速脉冲超宽带方案的有效性.     

MIMO-OFDM系统中时间-频率双选择性衰落信道的信道估计

数据的高速传输以及终端的高速移动，导致无线通信信道具有时间选择性与频率选择性两个特征，对MIMO-OFDM系统中基于导频的时间-频率双选择性衰落信道的信道估计问题进行了研究。首先，利用复指数基扩展信道模型来表示一个OFDM符号周期内双选择性衰落信道的变化；然后基于该复指数基扩展信道模型，提出了一种有效的MIMO-OFDM双选择性衰落信道的估计方法；最后在该估计算法的基础上，基于信道估计均方误差最小准则，对导频及其参数进行了优化设计，主要包括导频的个数、导频的插入位置以及导频的表达形式等，实验结果表明本文的算法在时间-频率双选择性衰落信道下具有很好的性能，并与理论分析结果相吻合。     

可复用远程监控软件的设计与实现

介绍了一种在Internet环境下可复用远程监控软件设计方案。采用双向链表与列表的复式结构合理设计系统业务调度模式，结合实际监控环境特点，做到了对各生产厂家传统串口仪器的无缝兼容。使用多源异构数据查询中间件技术对SQLServer和Access数据库进行数据访问，并采用多元线性回归模型准确预测系统未来变化趋势。结合发布一订阅模式（Publish-Subscribe），提高软件的可复用性和可维护性，既有效地满足了实际监控需求，又为将来软件功能的扩展和裁剪预留了接口。实际应用表明，该设计具有很好的推广价值。     

适用于快速衰落环境下的差分OFDM系统

为提高正交频分复用(OFDM)系统在快速衰落环境下的性能,提出了基于自消除子载波间干扰(ICI)的频域差分0FDM系统。发送端采用相邻子信道插零分配子载波,接收端通过符号旋转抵消抑制ICI。该系统在快速时变的信道和较大ICI情况下,既保证通信质量又降低了系统实现复杂度。分析和仿真结果表明:提出的方案与迭代消除ICI方案相比,可在频谱效率一样的前提下,以较低复杂度获得更低误码率。     

基于 ZigBee的新型无线楼层呼叫系统设计

针对当前建筑工地所使用施工升降机的应用要求,利用新兴的 ZigBee无线技术设计了一种新型楼层呼叫系统.该系统使用 CC2430无线单片机,并对2.4GHz高频天线和 PCB制板进行了良好的设计,可应用于恶劣的工业环境中,同时减少了布线带来的困难.通过现场试验,得出该无线楼层呼叫系统能有效实现复杂网络组建和数据通信功能,具有安装方便等特点     

用于多天线通信系统的自适应波束形成与空时块码相结合方案

针对多天线通信系统,提出了一种将自适应波束形成(ABF)与空时块码(STBC)相结合的下行链路发射方案.首先基于STBC所产生的等效加权加性Gauss白噪声(AWGN)信道模型,求得接收平均信噪比(SNR)最大化条件下的发射端自适应波束形成权矢量.接着以常用的3大类调制方式下的误符号率(SER)上界为准则,设计出各个波束间的最优功率分配算法.该发射方案实际上是对应于信道自相关矩阵的特征波束形成,同时结合空时编码以获得分集增益,从而提高无线通信下行链路的性能.此外,基于矩生成函数(MGF)和Gauss-Chebyshev积分,还提出了一种简单而精确的数值计算方法,用来分析采用新方案的通信系统在常用调制方式下的性能.最后计算机仿真结果验证了新方案的性能优于常用的空时块码和现有相关文献上介绍的方法.     

P2P环境下的基于多种用户共享行为的防污染方案

P2P环境下的文件污染问题威胁着系统的安全性和可用性,甚至可能导致系统消亡.当前的信誉机制和基于文件特征等防污染方案存在未考虑多种用户共享行为、难以获得大量原始数据和版本发布初期恶意欺骗等问题.本文首次发现用户共享习惯差异性、用户特别长时间保留个别文件等多种用户共享行为,并分析其对防污染方案的影响.提出了基于多种用户共享行为的防污染模型,减弱了多种用户共享行为干扰和版本发布初期恶意欺骗等问题.设计了结构化P2P网络下低开销的实现机制,自动收集大量用户共享文件信息,解决了难以获取大量原始数据的问题.文中还给出了系统参数配置方案.基于真实系统运行日志的模拟实验证明该方案能够准确、快速地区分出虚假文件,降低虚假文件下载次数,保证接近100%的真实文件下载比例,有效抵抗文件污染的攻击.     

海量Web搜索引擎系统中用户行为的分布特征及其启示

统计分析了大规模搜索引擎系统的用户行为的分布特征.结果表明,用户查询内容和URL点击表现出明显的局部性;用户查询的分布符合幂函数的特征并具有良好的自相似性.基于上述规律,设计了查询cache,比较了FIFO,LRU及带衰减的LFU等3种cache替换策略.然后,基于用户行为考察了海量网页信息的分布特征,并利用URL的入度、镜像度、目录深度等网页参数与用户行为反馈后的相关度的方差分析,阐明了其对优化搜索引擎系统定序算法（ranking algorithm）的启示.     

多天线放大转发中继系统基于MMSE的重传预编码设计

针对多天线放大转发中继系统,本文提出了一种基于MMSE的新的重传预编码方案,把重传预编码设计问题分解成两个子问题:离散的信道配对和连续的联合源、中继功率分配问题.最优的信道配对需要遍历所有信道配对方式,对于每一种配对方式,联合源、中继功率分配问题是一个多参数非凸的优化问题,本文提出了一种获得该问题最优解的算法和一种次优迭代功率分配算法,此种通过遍历信道配对获得最优重传预编码的方案计算复杂度较高.本文证明了在一跳信道信噪比趋于无穷时,最优的信道配对是使之前的子信道增益和当前另一跳信道奇异值大小排列顺序相反,进而提出了一种简化的信道配对方法.仿真结果表明,简化的信道配对和迭代功率分配算法性能均接近最优.本文所提出的重传预编码与已有的预编码相比,能获得明显性能提升.     

一种新的多用户协作频谱感知方案及其检测时间分析

提出一种新的多用户协作频谱感知方案,根据认知网络中所有候选用户的通信链路质量,选择最佳中继对主用户进行协作感知,从而可以获得明显的多用户分集增益,显著提高认知无线电系统的感知性能.在Rayleigh衰落环境下,对所提出的多用户协作方案和传统非协作方案的检测性能进行了理论分析,得到了系统检测时间的解析表达式.此外,针对非协作感知和多用户协作感知的系统检测时间,进行了相应的数值仿真实验.结果表明,与非协作方案相比,多用户协作感知方案所需的检测时间明显减少,且随着用户数目的增加,多用户协作方案能获得更多的分集增益.     

基于协作波束形成的中继阻塞混合无线物理层安全传输

针对双向无线协作通信系统的安全传输(信息论安全)问题,提出一种基于多节点协作波束形成的中继与阻塞混合机制来提高物理层信息传输的安全性.其基本思想是:在协作传输阶段,系统中的一部分协作节点进行分布式波束形成来帮助发送方发送信息给合法用户,同时另一部分协作节点发送干扰信号阻塞窃听者的侦听,从而显著改善系统在协作广播阶段的安全性能.基于这一机制,针对窃听者的瞬时信道状态信息已知与否,本文提出两种不同的协作波束形成方法和优化方案,这两种方案在数学上均归结为解决一个或一系列的二阶凸锥规划问题,从而可以通过内点法有效地求解.仿真结果和对比实验验证了在中继节点数目较多时本文提出的混合安全机制和波束形成方法相对于单纯的协作中继机制或单纯的协作阻塞机制而言显著地提高了系统的物理层安全性能.     

多用户MIMO下行系统中的仿射投影解码方法

针对多用户下行MIMO系统,基站端有M根传输天线,用户端有1根接收天线的情况,该文提出了一种名为仿射投影译码器的译码方法.该方法采用对角空时码,在发送端不知道信道状态信息的情况下同时给所有用户发送信息.应用仿射投影技术,用户端可以完全地消除用户间的干扰.该文还对这个新译码器的性能,包括可达速率域和自由度进行了分析.最后,仿真证实了分析结果.     

基于DDS技术的多路高精度信号源设计

本系统将DSP2812与CPLD相结合；采用DDS（即DDFS，直接数字频率合成）技术设计的多路高精度信号源；可以根据用户设定的电流、电压参数，实现12路模拟量的输出；其模拟量的基本波形为：正弦波、三角波、方波和用户自定义的波形；同时可根据需要实现20次以内任意次谐波的迭加。