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。     

基于中继选择的星地协作传输系统性能分析

由于星地混合协作网络（hybrid satellite-terrestrial cooperative network,HSTCN）能显著提升卫星通信的服务质量,近年来受到了国内外学者的广泛关注,分析了基于中继选择的星地协作传输系统的性能。首先,在卫星和地面用户之间存在直达链路,并且所有中继节点在采用门限判断译码转发协议辅助卫星通信的情况下,得到用户端经过最大比合并后的输出信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）表达式。其次,针对卫星信道服从阴影莱斯分布,而地面信道服从Nakagami-m分布,推导出随机选择和最佳选择两种中继选择策略下系统的中断概率闭合表达式。接着,进一步得到高信噪比条件下中断概率的近似表达式,为分析各种参数对系统性能的影响提供了更加便捷的方法。最后,计算机仿真不仅验证了理论推导的正确性,而且定量分析了协作传输带来的好处,从而为HSTCN技术的实际应用提供理论依据。     

基于BICM-ID的多址接入协同中继系统的性能研究

为了提高联合网络编码调制在多址接入中继系统的上行链路衰落信道下的性能,提出了在中继节点处使用卷积码与16进制正交幅度调制改进集分割映射星座映射方式相匹配的联合编码调制方式,并在基站处设计了相应的迭代译码解调方案。通过衰落信道下系统误比特率的性能渐近限和外信息转移图的分析,证明了在衰落信道下,改进集分割映射在卷积码迭代译码方案下优于传统格雷映射方式。软件仿真结果也证明了在瑞利衰落信道下,改进集分割映射相对于传统格雷映射方法在误码率为10^-5时获得了4 dB的显著性能增益。     

基于无线局域网的多机器人通信系统性能分析

通信是多机器人之间进行信息交互并实现协作的基础.因此,了解与考虑多机器人系统的通信性能是构造具有实用价值的多机器人系统的前提.对基于IEEE802.11的无线通信协议的不同标准进行了研究,介绍了无线局域网(WLAN)的主要因素对多机器人系统通信性能的影响,并通过大量实验测试了目前最常用的基于802.11g的WLAN的延时特性.本研究结果将对构建基于WLAN的多机器人通信系统有一定的参考价值.     

全双工无人机中继系统物理层安全性能研究

针对全双工无人机中继通信系统的物理层安全通信问题,提出一种基于发射功率及无人机飞行轨迹的联合优化方案.在发射功率及飞行轨迹受限条件下,构建最大化系统保密速率的联合优化问题.将无法直接求解的非凹联合优化原问题拆分为发射功率及飞行轨迹优化两个子问题,采用连续凸逼近法将子问题转化为可求解的凹问题,设计迭代算法给出联合优化问题...     

无人飞行器Ad hoc网络中基于容错的中继节点配置

针对无人飞行器Ad hoc网络的容错设计需求,采用增加中继节点的方法实现。在二维平面同构网络中,将容错问题转化为边长受限条件下最少数量Steiner点的Steiner树问题。提出了两种基于最小成本子图的中继节点配置算法,以求解最少数量的中继节点及其位置,使改变后的网络拓扑图为顶点2-连通,实现容错。第一种为多项式时间的8-近似算法;第二种为随机近似算法,采用文化基因算法,搜索需要新增加的最小成本强化边组合。仿真结果表明了所提算法的有效性,当网络规模较小和中等时,随机近似算法得到的中继节点数量较少,平均情况下性能较优。     

多跳中继系统中子载波与功率的分配

以多跳中继网络中的资源分配为研究对象,提出了一种用于两跳中继系统下行传输的子载波与功率分配算法,目标是在总功率一定的条件下使得系统的吞吐量最大.该算法包括三个步骤:首先分配第二跳链路上的子载波,之后进行子载波配对,最后进行功率分配.在功率分配中基于运算复杂度不同提出了最优化功率分配(OPA)与平均功率分配(EPA).仿真结果表明,最优化功率分配的性能要优于平均功率分配,并且当第一跳链路与第二跳链路的信道质量相差不多时进行子载波配对可以有效提高系统性能,此外该算法能够获得多用户分集增益.     

基于共线度的传感器网络节点定位性能分析

节点定位是无线传感器网络一个很重要的研究内容。提出一种新参数——共线度来分析一组三个参考节点的不同部署对传感器网络节点定位性能的影响,同时从理论上提出并证明了该参数对定位性能影响程度的两个定理。仿真实验显示:该参数有助于分析传感器网络节点的定位性能,并为选择良好的参考节点组合来进行有效定位提供了一个可行的参考指标。     

基于低密度格码的编码协作中继系统

提出一种联合低密度奇偶校验码(low density parity check,LDPC)的低密度格码编码协作(low density lattice code coded cooperation,LDLC-CC)改进方案。中继对源节点广播的LDLC码字进行译码,并向目的节点转发基于LDPC和LDLC编码的增强校验信息。通过利用校验矩阵下三角结构特性,源节点和中继节点可以简单地通过各自的校验矩阵进行整形和编码,且采用的LDLC校验矩阵可以构成高维下三角结构校验矩阵。此外,设计了目的节点联合迭代软译码算法。该算法建立了LDLC联合译码与LDPC软译码之间的联系,相比LDPC硬译码可以获得显著的编码增益。仿真结果显示,在瑞利慢衰落信道下提出的联合LDPC的LDLC-CC系统相比传统无协作直传LDLC系统最大可以取得近5 dB性能增益。     

认知无线电网络中协同中继的中断性能分析

认知无线电网络中认知用户可以采用协同中继技术提高通信的可靠性,增加频谱效率。对认知无线电网络中采用分布式空时编码和基于解码转发协议下的认知用户中断性能进行了分析,给出了中断概率的一个上下界,得出中断概率的上下界与认知用户频谱效率、中继数量和检测概率的关系,给出了数值仿真。

Abstract：

To increase the reliability and spectrum efficiency of cognitive user in the cognitive radio networks, cooperative relay technique can be exploited. The outage performance of a cognitive user based on the distributed space-time coded and decoded-forward protocol was analyzed. The upper and lower bounds of outage were given, and then the correlations between the bounds and spectrum efficiency, the number of relays and detection probability of primary users were discussed. The numerical simulation was given, and their results were analyzed.     

基于最优中继集合选择的HDAF算法

为减少协作通信系统资源消耗,提出了一种基于混合译码放大前传(hybrid-decode-amplify-and-forward, HDAF)的中继选择算法。该算法以降低系统的中断概率和最小化总功率为目标,采用等效信道增益参数排序的方法,得到了最优中继集合的选择算法。该算法既保证通信过程更可靠,不易中断,又减少多余中继节点的使用,节省资源。仿真结果表明,采用最优中继集合选择算法,在10~30 dB的信噪比范围内,HDAF协作方式的中断概率要小于放大转发(amplify-and-forward, AF)和译码转发(decode-and-forward, DF)协作方式。该算法与功率分配相结合,在相同中断概率条件下,源节点所需功率比AF和DF协作方式少1~4 dBm,节约了系统资源的消耗。     

Performance analysis and threshold selection for cooperative multiple packet reception based on NDMA

To accurately assess the performance of cooperative multiple packet reception (MPR) based on network-assisted diversity multiple access (NDMA), non-ideal collision detection is introduced in ALLIANCES (ALLow improved access in the network via cooperation and energy savings). To provide a unified analysis framework, the length of cooperative transmission epoch is fixed to the detected collision order. The mathematical analysis of potential throughput (PTP) and potential packet loss rate (PPLR) are given under a pessimistic assumption and an optimistic assumption. According to the analysis of PTP and PPLR, threshold selection is done to optimize system performances, e.g. the optimal threshold should guarantee PTP to be maximum or guarantee PPLR to be minimum. In simulations, the thresholds are selected according to PTP under the pessimistic assumption. Simulation results show that the proposed cooperative MPR scheme can achieve higher throughput than NDMA and slotted ALOHA schemes.     

具有弱通讯的多智能体分布式自适应协同跟踪控制

针对具有弱通讯的高阶严反馈非线性多智能体系统,提出一种新颖的分布式自适应反演控制方法,并研究了该系统的协同跟踪控制问题.首先,以5个智能体作为被控对象,其中一个智能体以分布式结构组成"领航者-跟随者"编队模式,并且将领航者的运动速度作为整个编队系统的前行速度,其余智能体作为跟随者跟随领航者编队运动.其次,采用自适应反演...     

基于连续波干涉仪系统的高隔离度天线

针对连续波干涉仪系统中对收发天线的布阵要求及高隔离度要求, 设计了一款工作于X波段的串馈形式的微带天线阵列, 并将其排布成1发5收形式的收发天线阵列。基于干涉仪原理, 通过长短基线结合方式兼顾宽范围测向不模糊和高精度测角。同时, 通过天线布局优化法、阻挡法、铺设吸波材料法等, 将收发隔离度由52 dB提升至79 dB。所提出的高隔离度收发天线阵列在连续波干涉仪系统中具有良好的应用前景, 所采用提高隔离度方式在优化收发天线隔离度时具有一定的推广性。     

Worst-case tolerance analysis on array antenna based on chaos-genetic algorithm

This paper studies the effect of amplitude-phase errors on the antenna performance. Via builting on a worst-case error tolerance model, a simple and practical worst error tolerance analysis based on the chaos-genetic algorithm (CGA) is proposed. The proposed method utilizes chaos to optimize initial population for the genetic algorithm (GA) and introduces chaotic disturbance into the genetic mutation, thereby improving the ability of the GA to search for the global optimum. Numerical simulations demonstrate that the accuracy and stability of the worst-case analysis of the proposed approach are superior to the GA. And the proposed algorithm can be used easily for the error tolerant design of antenna arrays.     

基于LDPC自适应编码调制的图像传输性能

研究了基于LDPC码的自适应编码调制技术及其在慢衰落无线信道图像传输中的应用,分析了确定最优信噪比转换门限集合的最小均方误差非线性曲线拟合法,进而得到基于LDPC码的自适应编码调制系统的最大平均吞吐量性能。仿真结果表明,在慢衰落无线信道图像传输中,系统能获得满意的图像传输质量和很高的频谱利用率。     

基于STBC技术的DCSK通信系统性能分析

差分混沌相移键控(differential chaos shift keying,DCSK)技术具有较好的抗噪声性能以及较低的检测复杂度,但是其传输速率比较低。为了提高其传输速率,提出了一种基于空时块码(space time block code,STBC)技术的DCSK通信系统。该系统充分利用了不同混沌信号之间具有较好的互相关性的特点,采用解码复杂度低的非相干解调技术,具有良好的抗噪声性能、不需要信道状态信息的优点。推导了在多径瑞利信道中STBC-DCSK系统的误码率性能。大量的仿真实验结果表明,提出的STBC-DCSK系统在损失了微小的系统误码率性能的情况下,进一步提高了传输速率。