切换天线发射的低截获率通信信号物理层安全传输

为了提高通信信号在无线传输过程中的物理层安全性,提出一种低截获率物理层安全通信信号. 发射机根据接收机发送的训练符号估计信道,并随机选取信道质量较好的天线加权发射信号. 各天线的权系数由天线的信道信息和通信双方约定使用的扩频序列决定. 由于发射天线的快速切换,发射信号是一种与发射天线信道信息和扩频序列相关的空间扩频信号. 期望接收机可采用与普通扩频信号接收机相同的方法解调接收信号,而窃听接收机由于信道的快速切换无法正常解调接收信号. 仿真结果表明,相比于参考方法发射信号,该文提出的信号不仅具有相同的物理层防窃听能力,而且还具有防侦测和一定的抗干扰能力,是一种更好的基于多天线发射的物理层安全通信信号.     

时间演进非平稳莱斯衰落信道建模及产生方法

针对基站-移动台之间的动态传播场景,构建一个时间演进的非平稳莱斯衰落信道模型,提出了一种基于线性调频信号叠加的产生方法,并给出模型参数的计算及更新算法.实验表明,该方法不仅可以保证衰落信道状态的平滑切换及衰落信道幅值和相位的连续性,还能复现衰落信道的非平稳特性,从而保证信道模型输出的时变包络分布和时变多普勒功率谱与期望值一致.该方法可用于时变场景下移动通信系统的性能评估和验证.     

Fast-FHMA/MFSK系统中基于分集接收MMSE的多用户检测算法

利用快跳频信号帧间信号一致性以及分布式网络的特点,提出了基于分集合并接收的最小均方误差准则的快跳频多址多用户检测算法.算法适合同步和异步系统,具有较强的抗虚警和抗漏检能力.仿真结果表明该算法能明显提高分布式对等网络终端消除同信道干扰的能力,且相对已有中心功率控制的同步和异步多用户检测算法,该算法可以进一步改善系统的BER性能.     

基于相位扰动的无线通信信号抗干扰自动控制研究

为减少通信干扰,保证信息有效传输,提出基于相位扰动的无线通信信号抗干扰自动控制方法。通过分析信道衰落特点,建立信道模型,从自相关性、功率谱密度和电平通过率等方面提取信道统计特征,提供相位调制依据。利用深度学习算法归一化处理信号功率,确保信号功率强度统一。将处理后的信号作为学习网络的输入项,经过不断学习,判断信号是否受到相位扰动干扰。利用可调谐光延迟线、拉伸器、控制器与偏置器等设备构成相位调制器,设定输入光场形式,确定调制器信号格式,针对相位扰动现象,通过调制器调整相位,实现信号抗干扰自动控制。仿真实验证明,本次研究所提方法降低了传输误码率,当受到干扰时可快速恢复正常通信,自动控制效果满足高质量通信需求。     

用于行对角占优信道矩阵的MIMO盲均衡算法

对MIMO通信信道提出了一种基于矩阵初等变换的均衡算法,将其用于行对角占优的MIMO系统,则得到相应的MIMO盲均衡算法.该算法基于通信源信号的统计特性,利用数学上通过矩阵初等变换实现矩阵对角化的原理对MIMO信道矩阵实现了对角化.将该盲均衡算法用于常规的MIMO系统,则可以克服系统因突发干扰等因素产生的常规均衡器均衡参数的估计偏差,提高系统的误码性能.仿真实验证实,所提出的MIMO盲均衡算法在行对角占优信道矩阵的均衡和常规均衡器均衡参数估计偏差的克服中均取得了良好的效果.     

有限反馈的多小区协作多模传输方法

摘要： 多小区协作多天线技术能够有效降低蜂窝系统小区间干扰,提升边缘吞吐率,然而其性能依赖于各基站获取的信道状态信息的准确性和基站间的协作程度. 该文以两小区模型为基础,分析了基于有限反馈的信道状态信息对多小区局部联合传输性能的影响,并针对用户在多小区边缘的分布特征,提出基于用户分布位置的多模传输切换策略. 仿真结果表明,该策略有效提升了小区边缘吞吐率.     

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.     

移动WiMAX系统级仿真建模与分布式实现

研究了基于移动WiMAX系统的系统级仿真评估平台的建模和实现. 针对无线信道仿真运算量太大的问题,提出了一种利用局域网内多台计算机进行分布式联合仿真的方案. 该方案将不同移动台的信道按小区号分组,使信道仿真在多台计算机上实现并行计算,有效缩短仿真时间. 此外,该系统级仿真评估平台为调度、切换、自适应编码调制和接纳控制等算法提供了通用接口,具有良好的可扩展性. 仿真结果显示,所提出的分布式实现方法不但有与理论值相一致的仿真性能,而且在使用3个和5个信道仿真器的情况下,使仿真时间分别缩短了36.2%和60.3%.     

连续迭代优化SLNR准则的下行多用户MIMO预编码

多用户MIMO下行链路通信系统必须设计合适的预编码方案来抑制多用户间的共信道干扰. 该文提出一种基于连续迭代优化信号泄漏噪声比最大准则的预编码方法.利用已知用户未使用的子信道空间增大其他用户的预编码空间自由度,降低干扰泄漏,并用迭代法进一步抑制多用户干扰,提高接收端信干比.该方法仅在发射端使用用户的信道信息优化与编码矩阵,不需要基站与用户协作,接收端可自由选择检测算法,且不会增加系统开销.仿真结果表明,所提方法取得了比原SLNR方法更好的系统性能,且具有较快的收敛速度,实用性较强.     

LoRa扩频信道干扰与扩展性分析

为了提高LoRa通信系统节点的接入量,对LoRa通信系统的干扰及扩展性进行了详细分析。首先分析了LoRa相同扩频信道间和不同扩频信道间的干扰,得出相同扩频信道干扰严重的原因,以及不同扩频信道存在一定的干扰的情况,进而发现扩频信道间的码片间距越近干扰越严重;其次提出了一种LoRa不同扩频信道间的干扰消除算法,通过仿真验证了该算法能有效消除低扩频信道干扰的可行性;最后从理论上对LoRa原有调制解调算法进行了扩展性分析,结合LoRa技术的特点及干扰仿真结果得到LoRa技术新增扩频信道与相邻扩频信道的码片数之差大于等于128,并仿真验证了4条典型新增扩频信道的抗噪声性能、可行性,系统节点的可接入量能增加36.94%。     

基于定价的认知无线网络按需多信道接入策略

在认知无线电多信道接入场景中,建立满足认知用户服务质量(QoS)需求的非合作博弈模型,定义CRN有效容量的概念,提出基于定价的按需多信道接入策略,推导价格函数的数学表达式,并给出按需迭代注水算法以实现该策略中的信道和功率分配. 仿真结果表明：按需多信道接入策略和按需迭代注水算法较不考虑QoS的一般接入策略在CRN有效容量和CR用户的QoS保证率上都有较大的性能改进. 在给定场景中,按需迭代注水算法能使CR用户的QoS保证率提高10%?20%;在稳定状态下,CRN的有效容量提高38%左右.     

应用H1自适应滤波的浅海水声信道估计

浅海水声信道是目前最困难的无线通信信道之一,可建模成稀疏衰落信道,其噪声以S S分布来描述.提出了基于H1自适应滤波的稀疏双选衰落信道估计算法,针对S S分布噪声中个别脉冲对信道估计影响较大的情况,分别对信号的实虚部进行限幅以消除影响算法稳定度和性能较大的脉冲噪声. 仿真结果表明：在S S分布噪声下,所提出的针对脉冲噪声的5预处理提升了系统性能;无论是多径信道还是双选衰落稀疏信道,基于H1自适应滤波的信道估计算法的性能优于sIPNLMS算法.     

低信噪比环境下语音检测的邻域极值差分信号功率谱分维算法

提出一种邻域极值差分信号功率谱的分形维值算法,并用于低信噪比环境下的语音活动检测. 在时域信号邻域范围内作极值差分检索获得邻域极值差分信号,进一步根据差分信号功率谱估计的最小误差求解分维值.在安静环境下,对正常语音和耳语音的语音信号活动检测(speech activity detection, SAD)性能与盒维相似,明显好于谱熵算法. 多种噪声环境下的SAD检测结果显示,所提算法的误检率远低于谱熵算法,在除白噪声以外各种条件下的误检率均低于盒维算法,且计算量约为盒维算法的5%. 实验表明,该算法在SAD检测和效率两方面具有良好的综合性能.     

IIR滤波反馈差分检测在π／4DQPSK中的应用

着重研究IIR滤波反馈差分检测用于π／4DQPSK解调时的原理,给出了具体系统实现时的硬件框图和软件流程图,用计算机仿真了该自算法在加性白高斯噪声（AWGN）信道中的性能,仿真表明,相对于传统 搓 分解调,该算法在误比特率为10^-4时在AWGN信道中有1．2dB的性能改善,考虑到实现损耗,实际系统的测试结果与仿真结果相一致,这使得该算法能够在广泛采用π／4DQPSK差分解调的卫星通信系统中应用,从而改善了π／4DQPSK传统差分检测的性能,提高了功率受限的卫星通信系统容量和通信质量。     

基于迭代结构和MS估计的信源信道联合解码

利用信源参数的非等概分布和时间相关性,以及软输入软输出信道解码提供的接收参数似然信息,提出了基于递归结构的联合信源信道解码算法.该算法由基于MS估计的软输入信源解码和基于迭代结构的维特比信道解码两部分组成.仿真实验表明对于具有时间相关性的高斯信源和加性高斯白噪声信道,与信源信道独立解码相比,联合算法得到的参数信噪比提高了近10 dB,有效提高了接收系统性能.     

非高斯噪声中Turbo码的性能改进研究

对Turbo码在非高斯脉冲型噪声下性能的损失进行了研究,提出了一种新的基于幅度统计特性服从ClassA噪声模型的修正译码算法.该算法修正传统MAP算法的外部信息和信道信息计算公式,使之适应非高斯的ClassA脉冲噪声环境,从而改进了译码性能,计算机仿真证明新的译码算法在Class A噪声环境中比传统MAP算法具有更好的性能.     

有限反馈MIMO系统下行链路用户调度与功率分配

研究基于有限反馈的下行MIMO系统中的用户调度和功率分配问题,并利用随机多波束形成的思想提出了相应的实现算法.所提出的用户调度算法只将各用户的最大和第2最大信干噪比及其对应的波束索引号反馈给基站,仿真结果表明,与现有方法相比,该算法更好地获得了所需反馈量和系统吞吐量之间的折衷.所提出的功率分配算法则充分利用了基站端所能获得的部分信道信息,仿真结果表明,与传统的平均分配算法相比,在发射总功率一定的情况下,该算法可以获得更高的系统吞吐量.将两种算法相互结合,可以在不增加反馈量的情况下获得更好的系统性能.     

一种多用户自适应协作信道分配方案

研究了多用户协作通信系统中最大化系统吞吐量的上行信道分配算法,提出一种启发式的信道分配协作方案,可兼顾用户QoS要求和系统吞吐量. 该方案通过生成虚拟的节点模拟协作功能,将协作信道分配问题简化为一个传统的信道分配问题,并将分配给虚拟节点的信道用于协作,以实现协作和信道分配的自适应. 仿真结果表明,在多用户系统中,该算法在满足用户QoS及提高系统吞吐量方面都能获得较好的性能.     

基于压缩感知的MIMO系统稀疏信道估计

在多输入多输出通信系统中,接收端信道均衡与相干检测需要利用信道状态信息. 传统信道估计方法如最小二乘法和最小均方误差法均基于多径信道密集型假设,导致频谱利用率低下. 为此,该文研究在单载波MIMO系统中的稀疏信道估计,利用多径信道的稀疏特性提出一种基于压缩感知理论的信道估计方法. 这种方法能利用较少的导频信号达到与传统方法相比拟的估计性能,从而提高频谱利用率. 仿真验证和理论分析表明,基于压缩采样匹配追踪的压缩感知信道估计方法为MIMO系统稀疏信道估计的最优选择.     

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.