CDMA中的QAM调制迭代PDA联合检测方法

为提高检测器性能并在检测器和信道解码器之间充分利用已知信号信息,多天线系统的广义概率数据关联检测算法被推广到多用户联合检测中.基于Turbo迭代原理,通过基于此算法的迭代多用户检测器和多电平正交调制以及软入软出的前向纠错编码的结合,提出一种软入软出的广义概率关联算法与软入软出的信道解码方法有机结合的新型迭代多用户检测方法.该方法利用外部信息在检测器与解码器之间的交换,进行干扰抵消并进行联合解码和判决.计算机仿真显示该方案收敛所需的迭代次数比传统的使用线性最小均方误差的联合检测解码方案少5次左右,且其误比特率性能接近最大似然接收机的性能.     

保密多输入多输出无线携能系统的节能稳健优化

研究了包含多个多天线窃听者的多输入多输出无线携能系统.在窃听者信道状态信息不精准的情况下,通过联合设计波束成形矩阵、人工噪声协方差矩阵和功率分配比,在满足发射功率约束和能量收获约束的条件下,最大化系统最差情况保密能量效率.基于分式理论,将原非凸问题转化为减式形式的等效优化问题.通过新颖的等效变换,解决了多个优化变量之间的耦合问题,避免了交替优化.借助于S-procedure和一阶泰勒级数展开,将难以处理的非凸问题转化为凸问题.提出了基于Dinkelbach方法的两级优化迭代算法且仿真结果验证了该算法的有效性和收敛性.     

鲁棒的基于几何均值分解的矢量预编码算法

针对非理想信道的多输入多输出（MIMO）系统,提出了一种鲁棒的基于几何均值分解方法的矢量预编码算法.利用非理想信道误差矩阵的二阶统计信息,以最小化收发信号的均方误差为准则,求出基于几何均值分解矢量预编码的最优扰动矢量和预编码矩阵.仿真结果表明,该鲁棒算法优于现有的基于几何均值分解矢量预编码算法性能.在高信噪比时,误码率可提高2dB以上.     

利用无线传播信道的安全空时网络编码

提出一种基于物理信道的安全空时网络编码方案。该方案利用信道互易性,将合法发送者和接收者之间共同的有效信道衰落系数作为安全密钥源。合法收发节点利用它们之间的信道生成密钥,并根据生成的密钥确定发送信号的旋转角度。旋转角度来自与发送符号相同的星座,使得旋转之后的符号仍然属于原来的星座点集合。由于窃听节点与合法收发对之间的信道是互相独立的,因此窃听节点很难获得合法收发节点之间的密钥。基于上述的星座旋转,所提安全空时网络编码能够保证各中继节点在异步传输的前提下,目的节点仍然获得满分集,而窃听节点不能获取任何有用信息。仿真结果验证了安全空时网络编码方案的合理性。     

基于用户位置信息的密钥生成安全性

随着无线与移动通信个人业务的快速发展,利用无线信道的特性生成密钥的方法成为新的研究热点,但这种方法并非绝对安全。当窃听者获得足够的散射环境信息和用户位置信息,就可能重构出合法用户之间的信道信息,影响密钥的安全性。其中用户和窃听者共同的散射环境难以做到对窃听者保密,但用户位置信息由于用户移动和窃听者有限的观测能力具备不确定性,能够为密钥生成提供安全保障。该文以密钥生成速率为安全性的衡量,研究了基于合法用户位置信息的密钥生成速率。首先推导了窃听者对不同场景(视距、非视距和不同散射物数量)中的用户位置推测误差表达式;然后通过仿真,分析了窃听者对距离和角度不同观测误差、同一密钥生成周期内不同的信道观测次数对密钥生成速率的影响;基于仿真和分析结果,证明了利用用户位置不确定度能够保障一定的密钥生成速率,从而确保了密钥的安全。     

MIT中灵敏度矩阵的聚类优化

针对灵敏度矩阵的几何差异性问题,提出了一种基于聚类优化的灵敏度矩阵方法.首先,分析了灵敏度矩阵的几何差异性对MIT图像质量的影响;然后,基于几何差异性对灵敏度矩阵的向量进行聚类分组,应用能量函数对分组后的灵敏度向量赋予不同权值,构造一种聚类优化的灵敏度矩阵;最后,应用优化后的灵敏度矩阵,通过线性反投影算法和牛顿-拉夫逊迭代算法进行MIT图像重建.实验结果表明:采用聚类优化的灵敏度矩阵,使线性反投影算法的均方误差降低26%以上,图像相关系数提高10%以上, 使牛顿-拉夫逊迭代算法的均方误差降低5%以上,相关系数提高4%以上,证明了所提方法的有效性.     

基于鲁棒波束成形的WSNs可达安全速率研究

针对WSNs节点间通信易受非法节点窃听的问题,提出了鲁棒波束成形噪声发送策略来提高节点间的可达安全速率.假设协作干扰节点只知道其到窃听节点的部分信道状态信息,在最差信道条件下通过优化协作干扰节点的噪声输入协方差矩阵来最大化系统的可达安全速率.为求解此非凸的最大最小化问题,首先通过数学等价转化将该非凸问题转化为半定规划问题,然后设计了一维搜索算法来计算节点间的最优可达安全速率.最后,通过仿真验证了所提算法的有效性.     

基于非理想信道状态信息的最小化均方误差非线性收发机设计

在多输入多输出系统中,当收发端已知非理想信道状态信息时,提出了一种基于最小化均方误差准则的非线性收发机设计方法,其结构基于汤姆林森-哈拉希玛预编码(THP).首先研究了收发信号的均方误差表达式,并将其转换为预编码矩阵的函数;然后,通过最优化及矩阵论方法最小化均方误差的下界,求解最优预编码矩阵以及下界的闭式解,进而获得整个非线性收发机矩阵.仿真结果表明,该方法性能优于现有的线性收发机设计和经典的THP收发机设计.     

基于编码与信噪一体化的窃听信道模型研究

提出一种LDPC编码与信号噪声一体化联合设计建立窃听信道模型的方法,以保证信息的安全传输. 在LDPC编码的设计中加入了扰码,给出了扰码矩阵的设计方法;在保证合法用户具有较高可靠性的前提下,采用信号噪声一体化设计恶化窃听者信道,建立了最小化保密中断概率模型,并给出了简化算法. 仿真结果表明,经过扰码的LDPC编码具有相对较小的安全间隔. 在保证合法用户具有10-5误比特率的前提下,信噪一体化设计可实现窃听端较低的保密中断概率,使窃听端的信息误比特率以极大的概率保持在0.5.      

基于块对角化的最小均方误差矢量预编码

针对多用户多输入多输出下行链路系统的预编码问题,提出使用块对角化处理获得具有块对角化结构的等价信道矩阵,并基于等价信道推导收发信号的均方误差,通过最小化均方误差分别求解扰动矢量的两个部分,即扩展星座图的扰动矢量和残余干扰矢量,从而获得发射端信号和预编码矩阵.仿真表明,提出方法的误码率性能优于传统的对角化算法、块对角化迫零准则矢量预编码算法、正则块对角化预编码算法及其改进算法.     

一种空时分组码的迭代盲解码和频偏估计

针对收发两端存在载频偏移时 ,频率选择性信道下 3发 1收空时分组码的解码问题 ,提出了一种不需预知信道信息即可完成解码和载频偏移估计的迭代算法 .该算法利用子空间方法对信道进行盲均衡 ,然后利用空时分组码的编码结构和信号的有限码集特性 ,迭代地估计出各发射天线同接收端之间的载频偏移并完成解码 ,同时利用空时分组码的正交结构 ,将三维寻优问题转化为 3个一维寻优问题 ,从而降低了迭代算法的复杂度 .与原有的直接盲解码算法相比 ,该算法的信噪比性能提高了 3～ 5dB .     

基于人工噪声和SWIET的安全双向中继通信

针对基于解码转发的对称双向中继网络的安全传输问题,提出一种基于人工噪声干扰和信息、能量同时传输技术(SWIET)的物理层安全传输策略.系统采用两时隙传输方案,能量收集节点利用第一时隙收集的能量发射人工噪声干扰,而用户节点和中继分别通过功率分配技术将目的节点先验已知的人工噪声干扰添加到有用信息中,以降低窃听信道的传输质量.建立双向中继网络窃听信道下联合能量收集和无能量收集节点的两种数学模型,推导基于人工噪声干扰的系统保密容量的数学表达式,分别求解两种模型的最大化系统保密容量下最优功率分配因子,并分析了SWIET技术对系统保密容量的增益.仿真结果表明:对应于不同的窃听节点位置,所提出的联合SWIET技术的方案能使双向中继网络保密性能改善3%~90%,且能量收集节点越靠近窃听节点,系统性能越好.     

基于分离协方差交叉的全局反馈航迹融合

针对多传感器数据融合中互协方差未知的问题,提出了一种基于分离协方差交叉的全局反馈航迹融合方法,将误差协方差矩阵分离为相关信息误差协方差矩阵和独立信息误差协方差矩阵.在此基础上,提出了分离形式的卡尔曼滤波算法,并设计了全局信息反馈的分布式融合结构,克服了简单凸组合融合算法和协方差交叉算法中将所有的信息一起考虑的缺陷.仿真实验表明:本文算法比简单凸组合融合算法和协方差交叉融合方法具有更小的均方误差.     

一种通信链路安全速率均衡算法

针对全双工系统上下行通信的信息安全问题, 以安全速率为设计参数, 提出一种全双工上下行通信链路安全速率均衡算法. 该算法在安全速率准则下, 通过对信息波束成形向量及噪声波束成形向量的联合设计, 可以保证全双工上下行通信链路信息的保密. 在全双工基站发射功率约束下实现了全双工上下行通信链路安全速率均大于零的保密信息传输, 并通过仿真验证了所给算法的性能.     

基于MMSE的快跳频系统多用户检测算法

针对快跳频多址系统,提出了基于最小均方误差(MMSE)准则的多用户检测算法.首先对接收矩阵的最大行进行判决,计算最大行信号的接收功率平均值和最小均方误差,选择最小MMSE的行作为期望用户的检测输出.仿真结果表明,本算法能提高无中心功率控制网络的容量和比特错误概率(BER)性能,同时,适合异步跳频网络的信号检测.     

基于熵编码CABAC的信源信道联合解码器

H.264的熵编码都采用基于上下文自适应二进制算术编码（CABAC）,能达到较高的压缩性能,但对信道误码非常敏感.文中提出了一种基于CABAC的算数码变长码联合解码算法,联合信源信道算数码解码之后的信息作为变长码的输入信息,再通过变长码格状图搜索获得最佳的符号序列.同时,在算数码解码部分可以利用变长码的码字结构信息来删除无效搜索路径,提高解码性能.仿真实验表明,该联合迭代解码算法明显优于传统的分离解码器.     

基于预编码扩展的并行迭代均衡算法

针对长期演进技术(LTE)下行多输入多输出正交频分多址链路(MIMO-OFDM)中的天线间干扰和多径干扰的问题,提出一种低复杂度的基于预编码矩阵的迭代均衡算法。该算法通过预编码矩阵将发射信号扩展到所有子载波上,降低由天线引起的部分子载波干扰。在接收端,利用最小均方误差排序QR分解(MMSE-SQRD)软输入软输出干扰消除均衡算法,从而避免传统基于MMSE并行软干扰消除均衡算法中矩阵求逆运算,进而降低了算法复杂度。在接收端,同时通过预编码对重建信号中误差进行扩展,进而缓解在迭代干扰消除过程中的误差传播。研究结果表明:在2发2收场景下,当误码率为10-3时,本文算法经过5次迭代后信噪比相比于传统MMSE-SQRD的迭代算法提高4.4~5.0 d B。     

基于KF和虚拟技术的最优盲水声信道均衡算法

为了准确估计水声信道的多途数和多途时延,将虚拟技术和卡尔曼滤波(KF)盲自适应算法相结合,提出基于虚拟技术和KF的盲自适应水声信道均衡算法.采用虚拟技术将多途干扰和系统电噪声虚拟成环境噪声,基于最小均方误差(MMSE)准则下KF的最优估计特性,实现水声数据传输在信道环节的最优盲估计.短途水声通信试验(收发节点水平距离14 m,载波频率10 kHz,采样频率100 kHz,码元速率64.5 bit/s)和长途水声通信试验(收发节点水平距离5 km,载波频率6 kHz,采样频率48 kHz,码元速率11.8 bit/s)结果验证了所提算法的有效性.     

基于哈希函数的高效完善安全网络编码算法

针对防窃听的安全网络编码问题,提出一种基于哈希函数的安全网络编码算法.该算法令秘密消息的最后一位作为初始随机数,并利用哈希函数、初始随机数和秘密消息其余的部分,递归生成另外的n-1个随机数.在不消耗带宽的前提之下,通过适当地增加信源与信宿的计算能力,构造一个合适的转换矩阵,保证秘密消息的完善保密性.安全性分析表明:当被窃听边数目不超过n-1时,该算法是可行的.     

一种快速时变信道下的单载波频域均衡算法

借鉴多载波系统中的迭代和判决反馈干扰消除算法,提出一种适用于快速时变信道的单载波频域均衡算法.通过线性均衡得到信号的初始估计,从接收信号中迭代消除由于快速衰落所引起的符号间干扰,基于最小均方误差准则进行频域均衡,并将信道时变所造成的符号间干扰视为等效噪声.仿真结果表明,所提出的算法能够有效降低快速时变信道下的误码平层.