非完美信道信息下LTE-V2V通信最优功率控制

针对非完美信道状态信息下LTE-V2V (long-term-evolution vehicle-to-vehicle)通信系统中V2V用户与蜂窝用户频谱复用带来的共道干扰问题,提出了一种以最大化能效为目标的最优功率控制方案。该方案通过V2V用户间通信距离的变化来刻画车载通信的时变特性,并利用随机几何理论对LTE-V2V通信系统中的共道干扰进行数学建模。同时,在蜂窝用户的中断概率和V2V用户最大功率约束条件下,得到V2V用户传输功率的可行域。并在此基础上,建立起最大化V2V用户能效目标函数,求解得到V2V用户的最优功率。数值分析表明,通过调整V2V用户的接入密度可最大化平均和速率,并且在不同V2V用户最大通信距离下,提出的功率控制方法所对应的能效均大于先前的最大功率分配方法所对应的能效。     

变换域通信系统基函数的最佳门限设计

提出了一种具有最优误码率性能的变换域通信系统基函数门限设计方法。首先分析干扰存在条件下变换域通信系统调制及解调信号的组成,推导出系统误码率与基函数门限的关系式,然后以误码率最小化为准则,采用遍历搜索门限的办法对系统的最优误码率进行求解,从而得到基函数的最佳门限。仿真结果表明,采用该方法得到的系统误码率是全局最优的,且适用于各种干扰条件的基函数门限设计,具有较低的计算复杂度。     

用于方向回溯天线的Costas环相位共轭电路设计

为实现天线波束的实时自动对准即方向回溯, 提出了一种基于Costas环的相位共轭电路, 同时该相位共轭电路具有解调调制信号的能力, 即实现全双工通信的能力。首先, 利用改进的Costas环结构实现对调制信号的数据解调输出及载波恢复。然后, 采用外差混频结构对已恢复的载波进行相位共轭, 并以此作为发射载波进行信号调制输出, 从而实现阵列天线波束向来波方向自动实时对准, 即实现具有方向回溯能力的全双工通信。最后, 通过仿真对该电路进行功能性验证。结果表明, 该电路在不同输入载噪比条件下, 实现了对四相相移键控调制信号的解调, 相邻射频通道解调信号的同相叠加, 相邻射频通道相干载波信号的相位差共轭, 验证了该相位共轭电路的波束自跟踪和全双工通信能力。     

基于多相位分段调制的间歇采样转发干扰

针对间歇采样转发干扰范围有限以及干扰具有规律性的问题,提出一种基于多相位分段调制(multiple phases sectionalized modulation,MPSM)的间歇采样转发干扰方法。该方法首先对信号间歇采样,然后对每段信号调制不同的相位,之后放大转发出去。通过控制间歇采样参数和调制相位情况,能够产生多个位置和范围可控的压制式干扰区域,有效扩展了间歇采样转发干扰范围,并且削弱了干扰的规律性。在此基础上,针对MPSM干扰中干扰效果与调制相位关系难以推导的问题,提出一种基于遗传算法的优化方法,解决了无法得到最优干扰效果的问题。理论分析和仿真实验证明了干扰方法的可行性和有效性。     

基于OFDM的雷达通信一体化波形模糊函数分析

在采用OFDM信号实现雷达通信一体化中,通信调制信息会影响一体化波形的模糊函数。针对此问题,结合基于OFDM的雷达通信一体化信号模型,给出了模糊函数的具体形式;讨论了通信调制信息对一体化信号模糊函数的影响;进而提出对通信信息进行预调制的方法,使同一脉冲不同OFDM符号间所调制的通信信息尽可能地具有优良的非周期自相关和互相关特性。理论分析和仿真实验表明,所提方法能很好解决一体化波形模糊函数对通信调制信息敏感的问题。     

多载波调制系统中的自适应调制方法

针对数字无线通信系统紧张的频率资源问题,提出了一种应用于多载波调制(multicarrier modula-tion,MCM)系统的自适应调制方法,该方法可提高系统频谱利用率,保证系统的目标BER性能和实现不同重要等级的数据传输。采用功率控制区技术,改善了系统的平均BER或BPS。理论分析与仿真结果均证明了该方法的良好性能。     

IWSN物理层防全双工攻击节点的多层Stackelberg博弈模型

针对工业无线传感器网络通信链路上存在的节点安全问题, 提出一种可抵御节点攻击的多层Stackelberg博弈模型。选择最佳协作干扰节点协同抵御全双工攻击节点, 将合法节点与攻击节点之间的对抗关系以及合法节点间的内部协作关系建模成多层Stackelberg博弈模型, 分析博弈模型的闭式均衡解; 设计分阶最优响应迭代算法求解Stackelberg博弈均衡。仿真结果表明, 所提的最佳协同干扰节点选择方案对攻击节点具有较好的干扰效果且节省能耗; 与其他功率控制模型相比, 所提模型可有效增加协作干扰节点的收益，提高协作的积极性。     

同址干扰对车载通信系统的影响分析

同址干扰问题是车载、舰载、机载无线电通信中面临的一个重要问题,针对同址干扰对车载通信系统的影响分别进行了定性分析和定量计算。首先提出了同址干扰的判断模型,并通过大量现场实验,得到了天线间耦合度的统计均值,在此基础上,基于减敏损耗的经验公式,对同址干扰下共址电台的频率间隔、信噪比、误码率等重要参数之间的关系进行了详细分析,最后,对远场情况下频率间隔与天线间距关系进行了仿真。研究结果表明,同址干扰的定量计算是设计车载通信系统,合理安排无线电通信参数的关键环节。     

有限比率反馈下多天线预编码系统的性能分析

在无线通信系统中,当发射端完全已知信道的状态特性时,接收与发送的联合优化设计可获得较好的通信性能,然而由于实际通信系统中有限比率的反馈比特数,发射端往往只能已知部分信道的状态特性。利用格拉斯曼空间中的装填问题,提出通过反馈比特数来选择多波束矢量并与功率控制相结合的线性预编码矩阵优化设计方法。仿真比较了信道特性完全已知和有限比特反馈下部分信道特性已知时基于不同优化准则的预编码系统的性能。仿真同时证实了提出的预编码设计方法的误码率接近信道完全已知时的预编码系统的性能。该设计方法可应用到实际的具有反馈的无线多天线通信系统中。     

对解线调的ISAR的脉冲加权调频干扰

针对解线调的特点,提出一种附加调制的相干干扰方法,对接收的雷达信号产生附加的脉冲频率调制后转发,使ISAR解线调后的输出变成频率跳变的信号,即产生跳变的频域距离像。根据调制参数不同,可以灵活产生假目标欺骗干扰或者覆盖干扰效果。阐述了脉冲加权调频干扰的机理,讨论了这种方法相对于传统噪声压制干扰在干扰功率上的优势,进行了仿真实验,给出了仿真结果并进行了分析。     

双向中继网络中基于正交预编码的盲干扰抵消

双向中继网络(two way relay network, TWRN)在提高频谱效率的同时会引入额外的自干扰,针对放大转发模式下的自干扰抵消问题,从消除非理想信道估计带来的剩余自干扰着手,提出一种基于正交预编码的盲干扰抵消方案。新方案通过对端节点信号进行“右乘”正交预编码,将期望目标信号与自干扰信号映射到不依赖于信道状态信息的正交子空间,实现未知信道状态下自干扰抵消和期望信号分离,从而消除非理想信道估计带来的剩余自干扰对TWRN性能的影响,提高了系统的鲁棒性。在此基础上,通过推导平均误比特率(bit error rate, BER)的闭合表达式和渐进表达式,分析不同方案下信道估计误差对平均BER的影响,并通过仿真对比验证了理论推导的正确性。     

时间反演UWB通信系统的窄带干扰抑制

超宽带(ultra wide band, UWB)通信系统工作在3.1~10.6 GHz的频谱范围内,与现存的一些通信系统共用频谱资源。为了防止UWB通信系统对其他通信系统造成干扰,美国联邦通信委员会将UWB的室内辐射功率谱密度限制在-41.3 dBm/MHz以下,但UWB通信系统会受到其共存的窄带系统的严重干扰。针对此问题,本文在接收端设计了一种自适应无限脉冲响应陷波器,推导了-3 dB处的自适应带宽,同时结合最速下降算法,找到陷波器的最优带宽,从而抑制UWB中的窄带干扰(narrow band interference, NBI)。最后使用蒙特卡罗仿真验证出自适应陷波器有效抑制了时间反演(time reversal, TR)UWB通信系统中的NBI,提升系统误比特率(bit error rate, BER)。     

基于认知驱动的变换域通信智能抗干扰方法

为满足未来无人系统通信智能抗干扰的实际需要,针对传统变换域通信系统(transform domain communication system, TDCS)自身开放性有限、干扰应对能力不足等问题,设计了基于认知引擎驱动的智能系统架构,并针对各认知引擎驱动子模块提出了3种改进方法,包括基于稀疏逼近的未知干扰处理、基于稀疏表示的变换学习干扰识别以及针对性的干扰变换稀疏分析方法。实验结果表明,识别子模块与传统的分类器相比,整体的干扰识别率提高了5.2%,并且可实现无监督的学习;同时,针对典型干扰的重构精度在90%以上,实现了不同干扰类型的最优变换处理,显著提高了系统的抗干扰性能,传输误码率逼近理想水平。     

多用户OFDM系统中子载波和比特联合分配算法

研究了多用户正交频分复用(OFDM)系统中的自适应调制算法。针对现有算法将子载波和比特分配分开考虑、优化效率不高且没有考虑每个用户的性能要求不同的不足,提出了子载波和比特联合分配的自适应算法。在满足每个用户性能要求的条件下,该算法自适应分配子载波和比特使系统的发射功率达到最小,而且每个用户能公平利用系统资源。仿真结果显示:该算法计算速度快,性能大大优于贪婪算法,和最优算法相比,性能仅相差0.3 dB。     

MIMO模型下的多元混合调制DCSK方案

为了提升多输入多输出差分混沌移位键控(multiple input multiple output difference chaotic shift keying, MIMO-DCSK)系统的误码性能, 提出一种多元混合调制MIMO-DCSK方案(M-ary hybrid modulation MIMO-DCSK, MHM-MIMO-DCSK)。首先，将一帧的多元信息拆分, 分别通过混沌扩频码和索引码进行调制, 以实现高效的传输。其次，接收端利用混沌序列的类正交特性消除多天线干扰和多路干扰。最后将多天线的相关运算结果等增益合并, 最终在不需要信道状态信息的前提下获取多径多输入多输出系统的全分集增益。仿真结果表明，所提MHM-MIMO-DCSK比现有的多元MIMO-DCSK拥有更好的误码性能, 尤其是在高阶调制情况下性能提升更明显。     

无信号内干扰的MAMU-CDSK混沌通信系统

针对相关延迟键控(correlation delay shift keying, CDSK)系统误码性能差的缺点,提出无信号内干扰的多进制多用户CDSK(multiple ary multiple user CDSK with no intra signal interference, NISI-MAMU-CDSK)混沌通信系统。该系统能够传输多个用户的数据信息,并将各个用户的数据信息由二进制码元经分组后映射为多进制码元,同时通过编码一组相互正交的Walsh码序列来代替CDSK系统的延迟结构,使得解调时能够消除信号内干扰。推导了在加性高斯白噪声信道和Rayleigh衰落信道中的误码率公式并进行了蒙特卡罗仿真实验。理论分析与仿真结果表明:NISI-MAMU-CDSK系统有效提高了误码性能和传输速率,在混沌通信领域有很好的实际应用价值。     

变换域通信系统双门限基函数优化设计

针对传统变换域通信系统的基函数门限设计单一固定,且未考虑系统吞吐量的缺点,提出了一种新型的双门限基函数优化设计方法。该方法通过高、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。定义变量PCR(probability of bit error to output capacity ratio)为系统误码率与吞吐量的比值,来综合度量通信系统性能。通过理论分析推导出PCR关于门限的表达式,进而建立优化模型,并采用遍历法进行最终优化搜索。经仿真测试,与传统的二进制门限设计相比,本文所设计双门限优化算法在误码率与系统吞吐量性能上都有较大提升,并能够实现变换域通信系统误码率与吞吐量的最佳权衡。     

对GPS军码信号的高效带限高斯噪声干扰分析

为提升带限高斯噪声干扰效率,以接收机码跟踪误差和星历误码率作为干扰效果评估指标,结合全球定位系统P(Y)码和M码信号的功率谱特点,对其不同干信比以及副载波调制相位下的最佳干扰带宽分别进行了理论公式推导和定量仿真计算。对拟采取的分布式带限高斯噪声干扰源功率合成问题进行了分析,得出增加干扰源数量虽然能减小合成功率〖JP3〗的相对损失量,但同时会提升合成功率出现小值风险概率的结论。因此,可按照实际所需的合成功率期望值设置最佳干扰带宽,选择数量适中、功率随机取值的分布式干扰源,进而达到提升干扰效率的目的。     

无信号内干扰的降噪多用户CDSK混沌通信系统

针对传统的相关延迟键控(correlation delay shift keying, CDSK)方案误码率(bit error rate, BER)高的缺点,提出一种无信号内干扰的降噪多用户CDSK(noise reduction multiple-user CDSK)混沌通信系统。在发送端,参考信号长度为R的混沌序列复制P次所得,之后分为两路,利用Walsh码序列的正交性,使得每路中参考信号与N个信息信号之间彼此正交,并结合正交调制进一步提升数据传输速率。在接收端,接收信号利用滑动平均滤波器降低噪声方差,并进行相关解调。对该系统在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise, AWGN)信道和两径Rayleigh衰落信道中进行了BER公式推导与仿真分析,结果显示该系统能够有效地提升BER性能与数据传输速率。