基于自适应多门限的基函数生成算法

变换域通信系统（TDCS）具有对环境感知的能力,可以躲避干扰,具有优异的抗干扰性能。基函数生成算法是TDCS的核心算法。通过分析现有基函数生成算法存在的问题,提出了一种采用自适应多门限的基函数生成算法。该算法在传统二元判决的基础上,引入多元结构,对传统判决结果进一步细化,更加准确地反映了信道质量差别。理论分析表明。采用本文所提出的基函数生成算法产生的基函数,能够较好地克服传统门限估计算法对于信道环境自适应性不强等缺点,并且算法的门限设计简单。获得了较好的干扰抑制性能。     

基于多级门限判决的TDCS基函数生成及性能分析

针对变换域通信系统传统固定门限判决不能体现频谱的使用程度的问题,提出一种多级门限判决的基函数生成算法。分析了变换域通信系统（transform domain communication system,TDCS）电磁环境频谱的特性和窄带高斯信号的特征,建立了一种二元假设检验,在传统二元判决的基础上引入多元判决,能对电磁环境频谱进行多级量化,体现出不同频段的不同使用程度。仿真结果表明,采用多级门限判决的TDCS基函数误码率性能优于传统固定门限判决的TDCS基函数,抗干扰性能更好。     

基于分集接收的卫星认知通信动态频谱感知策略

针对基于固定判决门限的频谱感知策略无法适应信道衰落变化导致频谱感知效率下降的问题,结合卫星网络中待检测信号能量较低的特点,提出一种Nakagami-m信道环境下基于分集接收的动态频谱感知策略。该策略利用改进的模糊聚类算法动态获得频谱最佳判决门限,使得判决门限能够根据信道衰落变化自适应调整;在此基础上利用MRC(maximum ratio combining)与EGC(equal grain combining)2种分集方式增大认知用户的接收信噪比,以减小弱信号环境对能量检测算法频谱检测性能的影响。仿真结果表明:该策略能够有效提高低信噪比环境下的频谱感知性能。     

基于粒子群算法的认知水声通信多信道联合频谱感知技术研究

水声信道可用通信带宽极其有限,如何实现对水下频谱资源的有效共享成为亟需解决的问题,认知水声通信的提出为其指明了新的方向。考虑到水声信道严重的频率选择性衰落和多径效应等特殊性,将多信道联合频谱感知技术应用于认知水声通信中,研究了适用于水下的多信道联合感知的数学模型,并将此模型转换为以认知水声通信系统总吞吐率最大化为目标的带约束优化问题,进而提出了基于粒子群优化方法的多信道联合感知算法。仿真实验表明在相同的干扰条件下,新算法比传统未使用优化而取一致判决门限的水下频谱感知方法能取得更高的系统总吞吐率。     

基于数值分析理论的低复杂度MED算法

经典的最大特征值检测（MED）算法在检测相关信号时具有优异的性能.然而,随着信号维度的不断增大,MED算法面临着严重的感知判决量和判决门限计算的效率和实现问题,从而极大地限制了该算法在现代认知通信系统中的进一步应用.为此,提出了一种基于数值分析理论框架的低复杂度MED频谱感知算法.所提算法利用Rayleigh商加速幂法迭代地计算感知判决量,与经典的幂法相比,在检测高维信号时具有更快的收敛速度;此外,不同于经典的查表法,新算法基于三次样条插值法快速、准确地确定任意给定目标虚警概率所对应的感知判决门限.所提MED算法在保持原有算法检测性能的同时,有效提升了计算效率,降低了算法实现复杂度;其对于高维条件下的频谱感知问题尤其具有吸引力.最后,仿真结果证明了所提算法的有效性.     

自适应判决门限PN码混合捕获方案

提出了一种适用于多径衰落信道下实现快速PN码捕获的自适应判决门限混合捕获方案.系统采用多个非相干相关器进行并行搜索和估计背景功率电平,利用恒虚警方法自适应设置系统的判决门限.通过在整个PN码不定相位上均匀分布各相关器的本地PN码相位,能够避免在多径干扰环境下多个同步相位同时出现在相关器中,消除多径干扰对系统检测性能的影响.文中对检测性能进行了分析和比较,并给出了在均匀背景噪声和多径干扰环境下的仿真结果.结果表明,提出的方法可以有效消除多径干扰的影响.     

一种新的认知无线电宽带盲频谱感知方法

基于信息论准则的宽带频谱感知方法由于很好地克服了噪声不确定性问题而获得了广泛研究.但该类算法的推导需要假定接收数据向量在统计上独立同分布、背景噪声须为高斯白噪声,且其实现复杂度较高.针对这些不足,本文提出一种基于秩准则的宽带盲频谱感知算法.该算法将接收信号的取样协方差矩阵分解成秩为q的"理想"矩阵和"扰动"矩阵之和,利用秩准则函数寻求q值的最优解,然后根据该最优值确定被占用信道的个数及位置.新方法无需依赖噪声功率、信道及主用户信号的统计特征参与感知判决过程,具有广泛的适用性;同时相对于基于信息论准则的宽带频谱感知方法,新方法具有感知判决量表达式简单、计算复杂度低的优点,同时新方法在色噪声场景下表现出优良的感知性能.仿真结果表明了新方法的有效性.     

新型协作频谱感知系统检测性能优化策略

为了减小隐蔽终端对感知系统性能的影响和降低感知系统的错误率,提出方法:在考虑无线信道为瑞利信道和报道信道带有一定错误率的条件下,对带有p次方检测器的协作频谱感知系统,联合优化p次方检测器的次方数p和感知门限λ,并研究优化协作用户数K,使系统总错误率最小.理论分析与仿真结果表明,在给定初始条件下,协作频谱感知系统存在最佳指数p~*和最佳感知门限λ~*,同时在选择融合准则后,可以适当选择协作用户数K以提高感知系统可靠性.     

瑞利衰落信道下噪声跟踪干扰检测性能分析

在瑞利衰落信道下,分析了跳频通信中噪声跟踪干扰的检测性能.应用认知无线电中协作频谱感知的思想,研究了AWGN(Additive White Gaussian Noise)信道下单跳信号存在干扰的检测性能,在此基础上,推导得到了瑞利衰落信道下的检测概率和虚警概率,应用硬判决中的"k out of n"准则,得到了瑞利衰落信道下噪声跟踪干扰的检测概率.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

p次方检测器协作频谱感知系统性能优化

为了提高认知无线电频谱感知系统可靠性,在考虑无线瑞利感知信道和有一定错误率的报告信道条件下,提出采用p次方检测器的协作频谱感知方案.通过考虑单天线上的采样信号数和OR融合准则,联合优化p次方检测器的指数p和最佳感知门限λ以使总错误概率最小.理论分析与仿真结果表明,在满足总错误率最小条件下,最佳指数p和感知门限λ同时存在.并且有当采样信号数越大时,指数p越来越大且有上界,最佳感知门限λ越来越小且有下界.     

二维Otsu拟合线阈值图像分割方法

针对已有二维Otsu线阈值法分割方法存在的因误分类而导致的分割质量下降、抗噪性能不足的问题.结合二维Ot-su折线阈值算法和曲线拟合方法,提出了二维Otsu拟合线阈值图像分割方法.本文方法是在二维Otsu折线阈值法基础上进行改进.先对二维直方图中边界信息或噪声所属区域的像素点迭代分割,并设定迭代停止条件,以获得多个阈值点,然后引入曲线拟合的方法,将多个阈值点拟合成线阈值,最后以此线阈值作为分割标准实现分割.实验结果表明:利用本文方法对边缘丰富的图像分割具有较好的分割效果,抗噪能力和自适应能力更强,普适性更高.     

一种TDCS自适应粒子群导频优化设计算法

为了解决变换域通信系统(transform domain communication system,TDCS)基函数存在不可用频带而产生的导频优化设计问题,提高TDCS的信道估计精度,提出了基于自适应粒子群算法的TDCS导频优化设计.构建TDCS信道估计模型,分析不可用频带对信道估计性能的影响并建立导频优化模型,设计导频优化的适应值函数和自适应惯性权重,通过粒子群算法对导频的位置和功率进行优化.在不同干扰环境下的仿真结果表明,新算法较传统粒子群算法收敛速度更快,优化能力更强,其信道估计精度和误码率性能接近最优导频.与等间隔等功率导频相比,在单干扰和多干扰频带下误码率分别有2.6 dB和2.2 dB的性能增益.     

基于卡尔曼自回归的LTE天线端口数检测算法

在长期演进(long term evolution, LTE)系统中,传统天线端口数检测使用盲检测的方式分别对1,2和4端口数进行解码,直至物理广播信道系统消息成功通过循环冗余码校验,该方法会产生大量的计算冗余和时延。针对这一问题,提出一种改进的卡尔曼自回归天线端口数检测算法,该算法通过提取不同天线端口对应的小区参考信号得到信道状态信息,并将信道状态的相位信息进行卡尔曼自回归拟合,将自回归拟合后的相位与接收信号相位作差得到的平均值与预设判决门限进行比较,以得到天线端口数判决结果。理论分析与仿真结果表明,改进算法相较于传统盲检测算法节省的时间开销可达49%。在相同信噪比下,相较于其他优化后的门限判决算法,改进算法最多提高约10%的检测成功率且具有更优的抗频偏性能。     

TDCS的压缩感知稀疏信道估计方法

为充分利用变换域通信系统高速无线传输时信道表现出来的稀疏多径传输特性,提高TDCS的信道估计精度,提出一种基于压缩感知的TDCS稀疏信道估计方法。针对TDCS设计了一种导频图案,该导频图案设计的数据帧结构保证了TDCS信号授权用户的正交性,且其构造的测量矩阵具有较低的互相关特性;利用Dantzig Selector重构稀疏信道冲激响应值。基于COST207乡村信道模型的仿真表明:新方法可有效降低稀疏信道估计的均方误差,在误比特率为0.002时可获得比最小二乘估计方法高约1dB的性能增益。     

一种自适应背景差分运动目标检测算法

运动目标检测是运动行为理解的前提,也是安防系统研究的热点、难点问题。在分析现有检测算法的基础上,针对背景更新模型不准确、分割阈值难以选取等问题,提出了一套自适应背景差分运动目标检测算法。算法包括：基于像素相关区域灰度曲率特征的背景更新模型,基于直方图统计的动态阈值,改进型区域生长的运动目标标识。实验表明该算法能较好解决光照变化所引起的背景更新以及不同环境下阈值选取等问题。     

融合视觉模型和最大熵的阈值分割算法

针对传统二维最大熵阈值分割算法关于二维直方图的区域划分中存在的缺点(即图像的部分目标点和背景点错误划分为边缘点或噪声点,而把部分边缘点和噪声点划分为目标点和背景点)以及搜索最佳阈值向量的时间复杂度较高的缺点,提出了采用视觉模型构造二维直方图,并提出了一种二维直方图的新的区域划分方法,同时还提出了基于视觉模型的二维最大熵阈值分割算法,提出的阈值分割算法降低了计算复杂度的同时还具有很好的分割性能。根据一些图像分割的定量评价标准,做了一系列实验,与几种典型的二维阈值分割算法相比,提出算法的分割效果更好。     

基于FRFT_LFM信道探测的TDCS系统衰落信道抑制技术

利用分数傅里叶变换(FRFT)对线性调频信号(LFM)检测的优势,提出一种基于FRFT_LFM的变换域通信系统(TDCS)衰落信道探测技术;该技术利用FRFT算法对预先发射的LFM信号进行检测,以估计信道的衰落特征,并采用预均衡的方法对TDCS系统基函数幅度谱函数进行预修正,以提高TDCS系统对信道衰落特性的抑制能力.理论分析和仿真结果证明,FRFT_LFM技术可有效探测信道的衰落特性,基于预均衡的TDCS系统的信道衰落特征抑制性能明显提升.     

OFDM中基于DFT信道估计的改进算法

在正交频分复用(OFDM)系统的估计算法中,基于离散傅里叶变换(DFT)的信道估计因其算法实现简单,性能又优于最小二乘法(LS),常常用于实际OFDM系统中.传统的DFT算法中通常只抑制了信号中循环前缀(CP)外的噪声,并没有消除循环前缀内的噪声.提出了一种改进型算法,该算法通过加窗降低系统中频谱泄露现象,并对噪声进行估计修正,考虑到CP范围内外的噪声分布情况,设置了一个新的阈值点来抑制样本内的噪声.仿真结果表明:该算法较传统的DFT估计算法性能更好,更进一步地改善了系统误码率,能获取准确的信道信息.     

基于实数BCH码的联合编码阈值新算法

为了解决实数BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)编码的联合信源信道编码系统中阈值选取复杂问题。考虑量化噪声和信道噪声,提出了基于实数BCH解码阈值新算法。比较原有阈值算法与新阈值算法的计算复杂度以及阈值判决性能。该方法以贝叶斯假设检验为理论依据,分别画出只有信道噪声和只有量化噪声时校验子范数平方的直方图,通过直方图选出适当的信道噪声阈值。仿真结果表明信道在不同的转移概率条件下,实数BCH码作为纠错码的阈值新算法的计算复杂度低,阈值判决性能良好。在转移概率是10-4时,采用新阈值算法的信号的峰值信噪比约提高了1 d B。