基于强化学习的频谱决策与传输算法

在认知无线电(CR)通信中,各信道可能具有不同的带宽、干扰强度和主用户冲突概率,如何据自身业务特性选择最佳信道和传输策略是系统设计的关键问题之一.提出一种基于Q学习的在线学习算法,用于解决多用户多信道CR系统中的信道选择与自适应传输问题.在不知道信道状态信息和主用户业务特性情况下,通过在线学习,获得各种环境下的最佳频谱选择与自适应传输策略.为验证所提方法的有效性,采用随机频谱选择算法和最小干扰频谱选择算法与所提方法进行比较.仿真结果表明,提出的方法通过在线学习实现了认知无线电的自适应控制,能够有效增加认知无线电的通信性能.     

异构无线分组网络中的接入选择机制

传统多接入选择(Multi-Radio Access Selection)方法只针对话音业务,在设计中仅仅考虑已接入用户数及系统容量,由于未将"分组级"信息考虑在内而不适用于无线分组网络。提出了一种新的异构无线分组网络中的接入选择算法,分组业务在多接入选择时考虑了实时、非实时的不同QoS要求和链路自适应机制(链路层重传及自适应调制编码);用户接入后,在保证其QoS的基础上,同时达到不同网络间负载均衡的目的。基于OPNET Modeler的动态仿真对算法性能进行了仿真评估,并与传统的最小用户数和最小路径损耗多接入选择方法在保证业务QoS和负载均衡性能方面进行了比较。     

多用户MIMO系统中结合天线选择的协同差分空时传输方案

针对多用户多入多出(MIMO)系统中存在部分信道估计困难的情况,提出了一种新的协同差分空时传输方案。在此方案中引入了一种简单的自适应放大转发中继协议,该协议在中继节点结合了接收选择合并和发送天线选择,仅需要部分信道状态信息(CSI)。得出了最大似然差分检测方法,分析了系统的成对码字差错概率(PEP)性能。仿真结果显示,在相同收发天线数、功率及频谱效率条件下,所提方案比点对点MIMO系统中的差分传输方案获得了更高的分集增益和更好的误比特率(BER)性能。且在高信噪比情况下,还优于采用相干检测的非协同Alamouti传输方案。     

基于无人机实时数据多波次任务规划模型分析

针对导弹部队多波次作战任务规划问题, 依据无人机的实时数据, 构建了基于路径的多层规划模型, 并设计了模型的算法求解流程。使用遗传算法与禁忌搜索混合算法, 得出了任务规划中的最优路径规划, 并在此基础上进行了冲突的消除。通过仿真案例表明, 用无人机协同配合导弹部队作战, 实时传输作战数据, 能够解决战场信息模糊不确定的问题; 使用多层规划模型能够为导弹多波次规划作战的路径进行科学的决策和选择。利用遗传算法和禁忌搜索混合算法, 能够避免局部最优导致无法输出结果的现象。     

多传感器优化部署下的机动目标协同跟踪算法

针对资源有限的传感器网络中目标动态跟踪问题,提出了一种能够自适应选择跟踪传感器的机动目标协同跟踪算法。首先,采用粒子群优化算法优化传感器网络能耗与有效覆盖率,进行传感器位置部署;然后,以最大化候选传感器的Rényi信息增量与最小化传感器间信息传递能耗为适应度函数,采用二进制粒子群优化算法自适应选择最佳跟踪传感器组;最后,利用交互多模型粒子滤波对机动目标位置进行估计并进行分布式融合。仿真结果表明,与现有方法相比,该方法可在非高斯非线性环境下自适应选择最优跟踪传感器,显著提高目标跟踪精度,降低网络能耗。     

带视线角约束的三维超螺旋滑模协同制导律

针对三维情况下带视线角约束的多弹协同制导问题，基于二阶一致性理论和自适应超螺旋滑模控制方法提出了一种新的三维多弹协同制导律。在视线切向方向，设计了一种协同方法，并利用二阶一致性理论，证明了导弹的相对距离和相对速度能在有限时间内趋于一致。在视线高低角和方位角方向，设计了一个新的滑模面，并利用自适应超螺旋滑模控制方法，证明了在该制导律下导弹能够在有限时间内实现期望视线角且视线角速率收敛到0。所采用的自适应超螺旋滑模控制方法能有效解决传统的滑模抖振问题，且对机动目标有一定的鲁棒性。最后，在仿真实验中，通过对比分析验证了所提出的制导律具有更高的制导精度。     

混合自动重传的透明式中继系统性能分析

混合自适应重传请求是一种提高通信系统吞吐量和链路性能的有效手段,同时协同中继技术由于在不要求终端配备多根天线的情况下能够提供空间的分集增益等受到广泛关注。基于混合自适应重传请求在透明式协同中继系统中的应用,从误块率的角度对重传的性能进行了分析,给出了紧凑的上界,仿真结果表明重传能够为协同系统带来很大的性能增益,同时很好的验证了所提出的分析方法的有效性,并且这种分析方法能够应用到其他协同系统的分析中,从而对仿真工作具有很好的参考价值。     

基于自适应依赖关系的产品协同设计人员效率

目前对协同设计任务中人员效率与任务完成效果间关系的研究主要集中在定性分析上, 未能准确量化由于协同设计人员工作效率的波动给任务完成效果带来的损失. 综合协调理论中的依赖分析方法与图论中约束关系图描述协同设计人员之间的依赖逻辑关系, 并基于任务的效率目标通过多目标优化模型选择协同设计人员, 进一步构造人员效率损失函数, 从而提出一种计算协同设计完成效果损失的量化方法. 通过算例验证该算法能够较为精确的计量人员效率波动对任务完成效果的影响.     

基于二元面板数据模型的技术集成AMT选择

技术集成理论的产生和可供选择的先进制造技术(AMT)资源的增多为我国企业进行自主创新和技术跨越提供了客观条件, 同时技术市场的不断多元化发展也使技术选择成为亟待解决的问题. 针对目前AMT选择方法的不完善, 利用二元离散Logit选择原理, 构建一种多项AMT选择的二元带趋势面板数据选择模型, 给出了模型的随机效用结构, 同时给出并分析效用模型随机趋势扰动项的概率分布. 讨论了随机效用模型的估计问题, 给出并证明消除效用模型随机意外项和随机扰动项的两个定理, 进一步给出模型面板数据处理的方法, 将模型中的随机偏好变量进行模糊处理, 最终将一个多期面板数据模型转化成一个可以估计的截面数据模型, 为多项技术集成AMT资源的选择提供理论工具. 最后通过一个算例, 验证了理论方法的有效性和可行性.     

基于LASSA算法的多无人机协同航迹规划方法

针对基本麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)在求解多无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)协同航迹规划问题时收敛精度不高, 易于陷入局部最优等问题, 提出了一种使用对数螺旋策略和自适应步长策略的SSA(logarithmic spiral strategy and adaptive step size strategy of the SSA, LASSA)多UAV协同航迹规划方法。首先利用分层规划思想, 先建立单UAV航迹规划模型, 然后再建立时间协同多UAV航迹规划模型, 将航迹规划问题转化为函数优化问题。其次, 采用对数螺旋策略, 扩大对周围空间的搜索, 增强种群个体多样, 并利用自适应步长策略, 更好地控制开发和探索行为。最后,利用LASSA对提出的航迹规划模型进行求解。仿真结果表明, 本文提出的LASSA能够在满足时间协同的条件下, 规划出代价近似最优、符合约束的协同飞行航迹, 证明了本文提出的基于LASSA的多UAV协同航迹规划方法的有效性和改进算法的优越性。     

混合译码放大转发协同通信的功率分配

协同通信中,有效降低系统的发射功率是移动网络绿色化的一种解决方案。针对未来移动通信系统的节能问题,给出了协同通信系统中混合译码放大转发（hybrid decode-amplify forward, HDAF）的功率分配方案。该方案以直接传输方式的中断概率值为约束条件和总功率最小化为目标,采用极值问题的分析方法,得到了准静态瑞利平坦衰落信道中 HDAF协作方式源节点和中继节点功率。数值分析结果表明,在相同的中断概率约束条件下,采用HDAF协作方式所需的总功率比放大转发（amplify-forward, AF）、译码转发(decode-forward, DF)协作方式少5 dBm~17 dBm,最大限度地节约了系统资源的消耗。     

基于OFDMA的无线协作多播网络资源分配算法

在传统的无线多播传输中,多播组的系统性能受限于多播组内的最差用户的信道质量。为了克服多播组的系统性能受限的问题,将协作传输引入到基于正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)的无线多播网络中,并提出了在总传输速率受限的情况下,最小化总传输功率的动态资源分配算法。为了减少计算复杂度和保障公平性,提出了协作公平子载波分配算法(cooperative fair, CF)和迭代注水功率分配算法。仿真结果显示,在多播组的用户中进行协作传输的系统性能,要远高于采用传统多播直接传输的性能,并且所提算法也在保证系统性能的同时,实现了多播组间良好的公平性。     

基于定向天线的DF协作通信系统SER性能分析

针对使用定向天线的协作通信系统,对固定译码转发协议（decode and forward protocol,DF）的误符号率（symbol error rate, SER）性能进行探索性研究。首先建立了基于定向天线的DF协作通信系统模型,从理论上推导出该模型下的SER闭式表达式,确定SER上界,并以SER为优化目标分析最优功率分配问题,最后结合具体的数值仿真对所建立模型的SER性能进行详细分析比较。结果表明,在使用定向天线的条件下,DF协作通信系统的SER更小,系统性能优劣与各节点定向增益、信道质量和功率分配方式密切相关,最优功率分配比平均功率分配性能更优。     

基于非正交多址技术的协作中继传输方案

针对星地频谱共享网络中深衰落认知用户传输速率低的问题,提出了一种基于非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)的协作中继传输方案。该方案的源节点采用NOMA技术广播信息并根据信道特性自适应地调节功率分配因子,中继节点通过中继-源节点功率比参数合理设置其传输功率并进行译码转发,在功率受限情况下最大化认知用户的传输速率。数值分析结果表明,功率比在一定范围内时,与正交多址接入的协作中继方案相比,该方案的传输速率提高了13.7%左右;当两种方案传输速率相同时,该方案的功率节约30%左右。     

基于李雅普洛夫优化的TRAN-SWIPT能效安全传输方案

针对无线通信能量受限设备安全问题,提出了采用时间反演和人工噪声的无线协能传输方案(time-inversion and artificial noise simultaneous wireless information and power transmission ,TRAN-SWIPT),来提高能量受限无线供电网络的保密性能。该方案在多天线源处应用时间反演(time reversal,TR)技术,利用TR技术的空时聚焦性,使得无线信号聚焦到目的地,增大无线能量收集;此外,在能量受限的目的地采用能量收集和自干扰人工噪声操作,以延长设备使用寿命以及混淆窃听者;最后,通过李雅普洛夫(Lyapunov)算法优化时间分配因子、发送端发送功率和自干扰人工噪声发送功率使保密速率达到最大。通过理论分析与仿真证明了所提方案的能效性与保密性。     

不均等双向解码转发机会中继通信性能分析

双向中继通信在保证传统单向协同通信空间分集收益的同时提高了频谱利用率。在双向不等速率要求场景下,针对结合解码转发网络编码的双向机会中继通信系统模型,给出了系统通信的近似中断概率闭式表达,并且提出了已知信道瞬时信息条件下的功率优化分配方法。仿真结果分析验证了解码转发双向机会中继通信的中断概率性能,表明在功率优化分配后和中等信噪比条件下,解码转发双向机会中继通信比模拟网络编码方式有2~3 dB的收益。     

运输问题最小运费合理分摊的对策模型及解法

本文借助于合作多人对策的思想建立起了运输问题中最小运费合理分摊的数学模型，同时给出了建立理想分摊向量和特征函数的一种方法，并提供了一种 简便、有效的模型解法，比较有效地解决了运输问题中最小运费人合理分摊问题，为最优运输方案的实际实施提供了前提和保障。     

面向OFDM无线中继系统的功率分配算法

针对正交频分复用无线中继系统的绿色通信问题，提出一种低复杂度功率分配算法。首先，采用“放大-转发”中继策略，源节点在中继传输的两阶段都发送相同信息。然后，通过联合优化源节点和中继节点在各子载波上的传输功率，使系统以最小功耗代价满足用户通信服务质量要求。由于该问题是一个复杂的多变量耦合非凸问题，直接求解难度高。对此，综合运用拉格朗日松弛法和块坐标连续上界最小化方法，通过交替优化各个功率变量，获得原问题的高质量次优解。仿真结果表明，该算法能有效降低中继系统总体功耗，为无线中继系统的绿色通信提供有效解决方案。     

高校后勤采购联盟联合采购模型与利益分配

采购联盟的利益分配是关系到联盟形成与维持的关键因素之一.本文首先构建了高校后勤采购联盟的联合采购模型;然后,在Heijboer和Fredo Schotanus的研究基础上,结合高校后勤联合采购的一个实际算例,探讨了按采购数量比例法(PV)、夏普利值法(SV)争折衷值法(CV)三种分配方法的公平性问题.研究结果显示:PV方法并不是一个理想的分配方法,它对联盟中采购量比较大的一方有利;基于博弈论的SV、CV方法由于能够满足大多数的公平分配性质,是一种能够得到较公平结果的分配方法.鉴于CV方法较SV方法简单,实践中建议采用该方法.     

基于嵌入式码流UEP的有噪信道图像传输方法

针对基于嵌入式码流不等差错保护(unequal error protection, UEP)的有噪信道图像传输,提出了一种码率分配方案(rate allocation scheme, RAS)边信息编码传输方法,分析了其实际可达最优传输性能。首先,给出了考虑RAS边信息传输的信源建模、系统性能评价和最优RAS求解方法。然后,进一步证明了最优RAS具有码率分段的形式,提出了一种有效的基于游程长度编码的压缩编码方法。最后,采用所提出的边信息编码传输方法,分析了不同传输策略下的图像传输方法实际可达最优性能,可得到相应的系统设计准则。