MIMO通信系统中基于星座扩展的脏纸预编码方法

预编码技术是提高多输入多输出(muhiple-input multiple-output,MIMO)无线系统容量的有效措施,提出了一种基于星座扩展的脏纸编码(dirty paper coding,DPC)方法,通过结合网格编码方法中的分集思想,在编码过程中加入星座扩展,利用大星座图冗余编码比特,能够在不消耗额外系统带宽的基础上实现系统容量提升.在发射信号相对应的扩展星座子集中寻找与归一化噪声最接近的星座点,将该星座点与归一化噪声的差值作为编码信号.该方法可以避免THP(Tomlinson-Harashima precoding)在对称取模过程中带来的性能损失,尤其是在低信噪比环境中.通过链路仿真,验证了基于星座扩展的DPC方法具有实现复杂度低、能够和相移键控调制技术相结合、提升系统容量的优点.     

隐蔽通信中变换域通信系统双门限基函数设计

针对变换域通信系统中传统基函数二进制门限设计单一固定,且未考虑系统隐蔽性的缺点,提出了一种双门限基函数设计方法.通过理论分析推导,验证了基于高阶累积量进行系统隐蔽性评价的合理性.并通过高、低门限的合理设定,确立基函数幅度谱与干扰幅度谱的动态关系式.建立了以降低系统误码率为准则的优化模型,采用遍历法进行最终优化搜索.仿真结果表明:与传统的二进制门限设计相比,所设计双门限优化算法在隐蔽性上与传统二进制门限相当,且能够实现误码率性能的提升.此外,所设计的双门限结构与传统二进制门限能有效兼容.     

基于遗传算法的区域性Flower星座设计

分析和确定了Flower星座的优化参数,从参数编码、适应度评价和算法流程设计三个方面进行讨论,给出了Flower星座的遗传算法优化模型.利用自行开发的卫星星座仿真软件SatSim (satellite simulation)和STK (satellite tool kit)工具包,设计了适合中国区域通信的三个Flower星座并进行了性能分析.仿真结果表明,4和5颗星的星座在最小仰角10°的条件下对中国的平均覆盖率分别为97.26 %和99.24 %;6颗星的星座在最小仰角15°的条件下对中国的平均覆盖率为99.88 %,基本实现对中国的连续覆盖,可以满足卫星移动通信的需求.     

基于LCP预编码的VBLAST-OFDM系统

提出基于线性星座预编码(LCP预编码)的VBLAST-OFDM系统,该系统通过在OFDM子载波信道间进行LCP预编码来获得频率分集增益,适用于宽带无线通信。同时提出一种VBLAST-LCP联合解码器,该解码器结合了经典的VBLAST解码方法和基于最大似然准则(ML)的LCP解码．仿真表明相比与未编码的VBLAST-OFDM系统,VBLAST-OFDM-LCP系统至少能提供8．5dB的增益。VBLAST-OFDM-LCP系统的编码是无冗余的,而且编码解码结构比较简单,有很强的应用价值。     

基于Kerdock预编码波束赋形技术的高速铁路LTE通信系统性能研究

为了提高高速铁路通信系统的可靠性和有效性,结合长期演进(LTE)通信系统的互易性,将信号处理复杂度低的Kerdock码作为预编码码本,利用Kerdock预编码波束赋形技术(KBF)对高速铁路LTE通信系统进行复杂度分析与仿真实验性能研究.结果表明:与位置辅助伺机波束赋形(L-OBF)系统相比,KBF系统在线处理信号时所需的存储容量小,发信、收信处理信号的复杂度低,大信噪比时误码性能和可达速率均有所提高.     

一种基于QoS的星座通信系统跨层资源分配算法

针对目前星座通信系统星地链路资源分配不灵活、缺乏有效服务质量(QoS)保障机制等问题,提出一种基于QoS的星座通信系统跨层资源分配算法.利用自适应编码调制(ACM)技术,通过定义用户信道质量评估算法、可调公平性调度算法、业务QoS分类调度算法及用户业务分配权重函数,为终端用户指定工作频率、时隙、编码方式、调制方式等物理层工作参数,实现根据业务QoS保障要求灵活分配物理层信道资源,达到提高系统资源利用率与满足业务QoS保障需求的平衡.仿真实例验证该算法可以实现星座通信系统根据业务QoS和用户信道质量对星地链路资源的合理分配和调度.     

短包隐蔽通信下抗检测-干扰式攻击策略

为应对潜在的检测-干扰式恶意攻击,提出了一种基于短包隐蔽通信的抗检测-干扰攻击策略,通过隐藏无线传输行为的存在来实现抗干扰。考虑到干扰机采用Shewhart变点检测实时判断源节点的传输行为,当判决源节点正在传输数据包后启动人工干扰。为隐藏无线传输行为,源节点随机选择一个起始时刻以低功率、低速率传输有限长编码数据包。数据包发送功率越小、编码长度越短,隐蔽性越强,抗检测-干扰式攻击性能越好,但发送功率小和编码长度短使得接收端数据包译码错误概率较大。以有效传输速率最大为目标对数据包发送功率和编码长度进行优化设计。结果表明,存在最优的发送功率和编码长度使系统在传输隐蔽性和可靠性之间取得最优折衷。数值仿真结果验证了理论分析,证明了所提方案的有效性以及优化数据包编码长度和发送功率的必要性。     

基于多目标进化算法的低轨区域通信星座优化设计

研究利用进化算法实现低轨区域通信星座的多目标优化设计。首先分析、确定低轨星座优化的轨道控制参数，然后将基于Pareto最优概念的多目标进化算法引入星座优化中。结合星座覆盖性能的评价准则，给出了一种利用非劣分层遗传算法(NSGA—Ⅱ)实现星座轨道控制参数优化的框架。最后对具体实例进行了优化仿真，结果表明，该方法可以获得一组分布合理的Pareto解，为星座方案决策提供了有力的支持。     

一种水平和垂直联合优化的3D波束成形算法

与传统的无源天线阵列相比,基站端采用有源天线阵列,能够实现更加灵活和智能的波束成形,充分地利用三维空间信道特性,进而提高系统性能.本文研究了单小区多用户多输入多输出(MU-MIMO)下行广播信道场景中,基于面阵有源天线阵列的基站预编码3D波束成形设计问题.首先,将3D波束成形问题建模为对水平预编码和垂直预编码的联合设计问题,并引入一种最小化基站发射功率的最优化模型.然后,将原问题分解为关于水平预编码和垂直预编码的优化子问题,并通过半定松弛和交替优化迭代方法求解.仿真结果表明本文提出的算法能够很快收敛,并且能够获得明显优于对比方案的系统和速率性能.     

一种非正交多址接入迭代优化混合预编码算法

为了使大规模毫米波(millimeter wave, mmWave)多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)系统获得高频谱效率和高能量效率,采用非正交多址接入迭代优化算法和簇首选择算法,研究了无线携能通信场景中的混合预编码问题。仿真结果表明：与传统正交多址接入无线携能通信的混合预编码算法相比,所提算法能够获得更高的频谱效率和能量效率。