正交中继-窃听信道的最优中继函数及其可达安全速率

从信息理论安全的角度研究正交中继-窃听信道中的安全通信. 考虑采用瞬时中继策略的中继信道,即中继的输出仅依赖当前接收信号,首先给出可达安全速率的表达式,在此基础上得到中继函数为分段线性函数时信道安全速率的数学表示. 给出了安全速率的数值计算方法,通过迭代网格搜索优化分段线性函数的各段参数,得到了安全速率的次优解. 通过仿真对比了分段线性中继策略、放大前传策略、译码前传策略下的可达安全速率,结果表明分段线性中继比放大前传中继策略的可达安全速率更大. 当源-中继信道增益较小时,分段线性中继的安全速率比译码前传策略更高,复杂度更低且时延更小.     

基于统计信道状态信息的节能分布式中继选择

针对放大转发协作网络中的中继节点选择问题,提出了基于统计信道信息的能量有效分布式中继选择算法. 算法对系统能量效率与系统中断性能进行折中,通过最小化系统平均消耗总功率来确定转发阈值,各中继节点根据转发阈值独立地决定是否参与数据转发. 考虑有多个中继节点辅助源节点进行数据传输,提出了基于数值搜索方法确定转发阈值的多中继节点选择算法,在满足系统目标中断性能的同时,使系统消耗较少的平均功率. 为了降低阈值求解的复杂度,考虑只有1 个中继节点参与数据转发,进而提出了具有低计算复杂度的单中继节点选择算法. 仿真结果表明,与已有的放大转发模式下的中继选择算法相比,该文提出的算法在能量效率上具有更好的系统性能.     

放大转发协作通信中继位置对SER性能的影响

针对放大转发协作网络多跳中继节点位置对系统性能的影响,分析了端到端链路的误码率. 根据误码率并通过设定不同节点间距离来确定最优中继位置. 针对多跳中继网络,提出了基于信道状态信息的节点选择算法,在不同的选取准则下以最小值最大化为目标. 为了考虑中继位置,进而提出基于节点位置信息的中继节点选择算法,确保选择一个最低误码率的节点为协作节点. 仿真结果表明,多跳中继最优位置处于源节点和目的节点的中点处. 与已有放大转发模式下的单跳中继相比,多跳中继在系统具有较低的总传输功率时具有更好的性能.     

多跳译码转发中继网络保密中断概率分析

针对无线中继网络面临的安全问题,提出了一个具有多天线窃听节点的多跳译码转发中继网络,推导了在Rayleigh衰落信道下网络的保密中断概率,并分析了窃听节点的位置和天线数目以及网络跳数和端到端信道容量对保密中断概率的影响。研究结果表明:合理设置网络跳数和端到端信道容量将有助于降低多跳译码转发中继网络被成功窃听的概率。     

基于最小速率的MIMO多接入信道容量和最优功率分配策略

分析了平均功率受限条件下,基于最小速率约束的MIMO多接入信道容量域,并给出了最优功率分配策略.策略分为两个步骤:第一步分配给每个用户所有信道状态下,保证最小速率的最小功率;第二步采用多级注水分配剩余功率最大化遍历容量.分析表明顺序译码是获取容量的有效手段,数值结果显示出,策略在满足最小速率约束要求下获得了显著的容量增益,取得了很好的性能折衷.     

利用干扰消除的协同中继传输方案

为了提高无线协同中继传输系统的可达速率和吞吐量,提出了利用干扰消除的协同传输方案. 通过监听获得干扰信号的先验信息,再利用干扰重构减去技术来消除干扰信号,减少了系统传输时隙. 同时,推导出系统可达速率和中断概率的表达式,分析了不同传输方案下不同中继转发模式的系统性能. 仿真结果表明：随着链路信噪比的增大,基于干扰消除的协同传输方案能够有效地提高系统可达速率;当链路信噪比未知时,通过调节发送速率,可以获得系统的最优吞吐量.     

WLAN中基于信道预测的自动速率选择机制研究

提出了采用线性AR模型信道预测技术来提高IEEE 802.11中自动速率选择机制性能的方法,克服了检测RSS和发送数据帧之间的时间差影响.在发送端,根据历史接收帧的RSS值来估计当前帧发送时接收端的RSS水平,并结合发送帧长度和帧重传数来进行最佳发送速率的选择.对AR模型预测算法的步长选择进行了分析,在NS2网络仿真软件的TwoRayGround和Ricean信道模型下进行了仿真.仿真结果表明此机制比无预测机制提高了7%~30%的平均吞吐量水平.     

信道反馈延迟时上行多用户MIMO中继系统预编码

研究了信道存在反馈延迟和估计误差条件下,上行多用户多输入多输出中继系统的线性预编码算法.在中继发射功率受限条件下,考虑发送端-中继节点以及中继节点-目的端信道估计方法的局限性及反馈链路的时延性.根据最小均方误差准则设计以预编码矩阵为变量的优化问题,并采用联合迭代法求得中继端和接收端处理矩阵的闭式解.数值仿真结果表明,当存在信道反馈延迟和估计误差时,所提方案比现有算法更能有效降低系统误比特率.     

Ad Hoc网络中基于信道状态的速率自适应机制

针对多跳Ad Hoc网络,给出了一种兼顾分组碰撞和信道误码的饱和吞吐量解析式,基于此提出一种速率自适应机制.该方案支持多个速率,能够根据信道状态,以最大化饱和吞吐量为目标,选择最优的数据分组长度和数据分组发送速率.仿真结果表明,该方案在饱和吞吐量和抗信道衰减方面性能优于OAR和不同速率模式下的802.11 DCF.在信道衰减较剧烈时,性能与802.11 DCF 1 Mbps相比提高260%,与OAR相比提高10%.     

带删除卷积码的多电平DAPSK的性能

研究带删除卷积码的 8、16、32差分幅 /相移键控 (DAPSK)调制 .在加性高斯白噪声 (AWGN)和 Rayleigh衰落信道下比较了其与 16 QAM相干调制器的性能 .与相干系统形成对照 ,非相干系统无需导频符号 .对于多种衰落条件优化了 DAPSK系统的参数 (如环比 ) ,用删除卷积码做信道编码 ,非相干8DAPSK在 AWGN和 Rayleigh衰落信道下的性能只比 8/16 (或 8/2 4 )码率的 16 QAM差约 1d B.这意味着对 Rayleigh衰落信道 ,可采用简单的非相干解调以避免复杂的载波提取 .     

基于信道弱特征随机加扰的宽带系统物理层加密算法

针对无线宽带系统面临的窃听问题,提出一种基于信道时域弱特征随机加扰的物理层加密算法. 发送用户利用特征值分解将非奇异的授权用户信道特征矩阵分解成多个并联子信道,然后选择具有强特征的子信道发送有用信息,将具有弱特征的子信道转化为快时变信道,使授权用户接收信号趋于稳定,窃听用户接收信号质量恶化. 仿真结果表明,该算法通过特征选取可降低对授权用户的信道要求,同时降低窃听用户的SINR使窃听保持较高的误码率,从而提高系统安全性.     

IEEE 802.15.3a信道中DS-UWB的多径干扰分析

UWB主要应用于密集多径室内信道中,多径干扰(MPI)是系统的主要干扰来源之一。分析了IEEE802.15.3a信道中直接序列UWB(DS-UWB)多径干扰的性质。通过精确考虑每条多径带来的干扰,提出了多径干扰呈高斯分布的假设,并根据信道模型的特性给出了一种简单的估算多径干扰方差的方法。在此基础上计算了匹配滤波器接收机的错误概率并与计算机仿真值做了对比,结果表明二者较为吻合。     

双向跳空通信系统的物理层安全方案

为了保证双向无线通信物理层传输的安全,提出一种基于双向权值训练的多天线跳空方案.合法通信双方利用双向训练得到彼此之间互易且唯一的信道特性,根据跳空图案生成算法由信道特性生成一致的跳空图案,双方按此跳空图案切换天线来收发信息.传统的"反向训练"的是通过隐藏发送方跟窃听方的信道特性,使窃听方无法正确地加权接收信息,从而达到信息保密的目的;其默认的是接收方单纯接收,如果接收方发送信息则安全得不到保障,而该方案是利用合法双方共有的天线切换方式来保证通信的安全.引出一种空频复用的训练方式,能够在保证准确性的同时大大提高权值训练效率.仿真结果表明,所提出的安全方案可以在双向通信中使得窃听方保持较高的误比特率,具有较好的防侦听能力.     

航空信道统计模型的改进与实现

证明了基于谐波信号叠加产生独立且具有部分U型多普勒功率谱的复高斯随机过程时各支路多普勒频率的约束条件.基于该条件提出一种最佳入射角的设计方案,将入射角分为随机和同定取值两部分,不但保证了相位的随机均匀分布,而且满足多普勒频率的约束条件.利用改进的谐波信号叠加方法和等效离散时间模型实现了多径环境下航空信道小尺度衰落的统计建模.理论分析和仿真结果表明,该仿真模型的多普勒功率谱和时延功率谱等统计参数均与参考模型一致.     

一种有效的MIMO-OFDM系统盲信道估计算法

提出了一种新的MIMO-OFDM信道模型,该模型对于信道阶数过估计具有很强的鲁棒性,并针对该模型提出了一种基于子空间方法的盲信道估计算法.仿真结果表明在新系统模型基础上提出的算法具有收敛速度快,估计精度高的优点.     

基于多普勒频偏估计的自适应WMSA信道估计

经典的信道估计为线性插值,而信道的多普勒频偏体现了信道参数变化的快慢,因此信道插值的参与点数可以根据多普勒频偏进行动态调整.该文据此提出了基于多普勒频偏估计的自适应多时隙加权平均(WMSA)信道估计算法,有效提高了信道估计精度.     

IRA码在混合信道上的高斯估计

将高斯估计方法运用到IRA码在具有加性白色高斯噪声和删除干扰的混合信道上的性能分析中,导出了IRA码在该信道上概率密度进化的递归等式和误码率的解析表达式.根据所得的解析结果,对IRA码在混合信道上的渐进性能进行了预测并提出了IRA码的优化设计方法.     

OFDM系统的一种新的信道参数估计方法

首先研究了多径衰落信道在OFDM系统中的特点,然后提出了一种新信道参数估计方法,该方法在粗略估计等效相关信道的各路径参数的基础上,利用各路径之间的相关性,分别估计出原始独立衰落信道的各路径时延和幅度.由于独立衰落信道的路径数目远小于等效相关信道的路径数目,该方法能够降低信道加性白噪声对信道估计性能的影响,从而有效地提高信道估计的精度.     

两模式2K状态下的分组丢失率性能分析

针对G-E信道,设置有限的缓存容量,根据信道状态动态调整发送端的发送状态,建立了将信道状态和缓存中等待传输分组数合并后的多状态Markov模型,给出了系统的状态转移矩阵,求得了系统各状态稳态分布和分组丢失率的解析式.