时频二维低/无碰撞区跳频序列集构造

在通信系统中,跳频信号不仅会出现时延,还会存在频移。研究具有时频二维低/无碰撞区的跳频序列的构造。证明了Reed-Solomon(RS)码的时频二维周期汉明自相关函数的上界;提出了两种构造方法。第一种方法是基于RS码来构造时频二维周期低碰撞区跳频序列集。第二种方法利用矩阵来构造时频二维非周期无碰撞区跳频序列集。丰富了时频二维低/无碰撞区跳频序列的理论研究成果。     

二维时频低碰撞区跳频序列集的构造

基于低碰撞区跳频序列的准同步跳频通信系统在低碰撞区内具有低的多址干扰。将已有的一维跳频序列低碰撞区扩展到时频二维,给出了两种构造二维时频低碰撞区跳频序列集的方法。构造法分别基于Welch Costas阵列和Golomb Costas阵列,通过序列循环移位的方法分别得到一类二维时频低碰撞区跳频序列集。新的序列集满足跳频序列的二维周期汉明自相关函数和互相关函数构成的理论界,同时在二维时频低碰撞区内具有最优的自相关特性和互相关特性。     

两类跳频序列集时频二维汉明相关性的分析

多普勒频移对现代扩频通信系统性能有着重要影响,设计跳频序列时需考虑具有时延和多普勒频移情形下序列的相关性。研究了跳频序列集时频最大周期汉明相关值的理论界,计算了Cai跳频序列集的时频二维周期汉明相关值,用该理论界检验了这类跳频序列集的二维周期汉明相关值,并进一步得到了部分达到最优的跳频序列;最后对多项式同余跳频序列集的二维周期汉明相关值进行了分析。     

无碰撞区跳频序列集的构造

无碰撞区跳频序列集能够有效减轻通信中的多径干扰,在准同步跳频通信系统中具有广阔的应用前景。提出了两种新的无碰撞区跳频序列集构造的方法,在这种构造方法中,序列的个数和无碰撞区的长度是可以灵活变动的。由这两种方法构造的无碰撞区跳频序列集的频隙个数、序列长度、序列个数、无碰撞区长度、汉明相关值等参数均达到了理论界,是最优的无碰撞区跳频序列集。     

基于缓解共址干扰的低碰撞区系列构造和分析

针对跳频码分(FH-CDMA)组网通信中所面临的频率碰撞问题,论述了跳频组网方式与汉明相关的关系,提出了一种利用低碰撞区(few-hit zone,FHZ)系列来缓解共址干扰的方法,低碰撞区对FHZ码的构造方法进行了分析.结果表明,在准同步的条件下,利用该方法所构造的系列具有较好的性能,与零碰撞区(no-hit zone,NHZ)序列相比能提供更多的用户地址码,可有效地减小跳频码分组网系统的共址干扰.     

二维四元零相关区周期互补阵列集构造法

基于二维二元周期互补阵列集和移位序列,利用逆Gray映射,提出了一类二维四元零相关区周期互补阵列集的构造方法。获得的阵列集由多个四元零相关区周期互补阵列子集组成,不同子集之间具有完全正交互补特性。本文的构造方法可分别对阵列的行列进行移位,能够获得具有不同参数形式的二维四元零相关区周期互补阵列集。同时行(列)方向上的零相关区长度可以灵活设置,从而能获得不同的移位序列集,构造出多个二维四元零相关区周期互补阵列集。构造结果表明,本文方法可有效地增加工程应用所需的阵列信号。     

跳频通信系统的Simulink仿真实现

在介绍跳频通信系统的原理和数学模型的基础上,利用Matlab/Simulink建立了跳频通信系统的仿真模型.设计实现了跳频序列发生器、频率合成器、跳频同步器和非相干解调器等跳频系统的核心部分.仿真结果证明了模型的正确性.通过仿真得到的误码率曲线,可以分析评估各种条件下跳频系统的抗干扰、抗多径衰落和多址组网等性能.     

水下跳频通信系统的建模与仿真

水声信道是较为复杂的数据通信信道,为了满足水下安全可靠通信和组网的要求,提出了一种基于跳频技术的水下通信系统方案,建立了系统仿真模型和多径Rayleigh衰落水声信道模型。方案中采用了FH/MFSK调制技术,自适应跳频序列控制,信道纠错编码分别采用RS,卷积码,接收机采用空间分集,跳频序列控制的可控滤波器组以及基于周期图谱分析解码,并通过仿真研究比较了这些技术在水下多径信道中对系统性能的影响。结果表明采用该模型的通信系统水下跳频系统的具有很强稳健性,可以在低信噪比下具有良好的误码率性能。     

时空混沌跳扩信号发生器

基于时空混沌提出了一种新的跳扩信号发生器,通过时空混沌,不仅能增强系统的保密性,同时又能产生实时的直扩PN序列和跳频图案序列,而且PN序列和跳频序列的周期易于控制,可以任意加长.分析了所产生的时空混沌跳扩信号的性能,仿真结果表明,直扩PN序列和跳频图案序列都具有理想的平衡和相关特性.     

应用Safer+算法的蓝牙WPAN网络数据传输性能仿真

WPAN(无线个人区域网)中蓝牙微微网间的同频碰撞是影响网络数据吞吐量的主要因素。建立WPAN网络模型,分析了WPAN网络的数据传输性能与组成网络的蓝牙微微网数量以及蓝牙跳频序列性能三者之间的关系,推导了三者之间的关系式,采用Safer+算法生成跳频选择序列代替原有跳频算法,改善WPAN网络数据传输,并进行了计算机仿真。使用SOC平台和CSR公司的Bluecore4蓝牙模块组建测试WPAN进行实测,证明了仿真的正确性。     

无线传感器网络的混合抗干扰攻击方法

为对抗无线传感器网络中存在的强针对性的智能型干扰攻击,基于多种扩频技术提出了一种混合跳频扩频、非协调直接序列扩频以及非协调跳频扩频的抗干扰攻击方法。为解决传统扩频技术需要提前共享密钥的限制,在网络初始化阶段使用非协调跳频扩频进行网络通信;为避免持续使用非协调扩频跳频带来的高能量消耗问题,发送节点与接收节点在非协调扩频跳频模式下生成跳频序列,即可进行传统跳频扩频;通过非协调直接序列扩频技术进一步增强对抗干扰攻击的性能;使用OPNET并基于多种干扰攻击模型进行网络仿真,评估所提出的混合抗干扰攻击方法的性能。仿真结果表明,在环境恶劣情况下,并受到强针对性的智能型干扰攻击时,网络仍能保持较低的丢包率,故所提出的混合抗干扰攻击方法能有效地抵抗无线传感器网络中的干扰攻击。     

基于隐马尔可夫模型的动态跳频信道接入算法

针对认知无线电信道接入中存在主用户和次级用户相互干扰、吞吐量下降的问题,提出基于隐马尔可夫模型的动态跳频信道接入算法。由于长时段的数据传输造成次级用户无法及时切换信道,将数据传输时段分为多个跳频时段,构建隐马尔可夫模型预测可用信道,建立跳频信道集合,设计动态跳频序列,使信道接入的效率更高。理论分析与仿真结果表明,该算法能够有效降低各级用户之间干扰概率并显著改善系统吞吐量,增加系统可靠性和信道利用率。     

改善自动频率跟踪调整系统性能的一种新方法

为克服传统模拟式自频调系统跟踪调整范围较窄、死区不能满足调整精度要求的缺点，提出并实现了一种利用积累频率偏移量鉴别频偏的脉宽鉴别式自频调系统，给出了理论分析和工程实现的经验公式。分析与实践表明，该系统跟踪范围大、死区小，特别适用于跳频精度不高、对调整范围要求宽而又不能降低调整精度的场合。     

基于高维特征选择的跳频电台细微特征识别

将高维特征用于跳频电台细微特征个体识别具有很大优势,为了增强对跳频电台的分类识别能力,需要增加特征类型和维数,提高特征集的表征能力,但同时会引入大量冗余特征,导致分类器计算时间过长,分类正确率降低。为了降低高维特征集维数,首先采用相关性快速过滤特征选择算法,删除高维特征集中的不相关冗余特征,得到最优特征集。然后利用经过参数优化的支持向量机(support vector machine, SVM)分类器进行训练分类。实验表明,所提算法能够对高维特征集进行合理的降维,提高了SVM的分类器的分类性能,在保证分类正确率的基础上,降低了运算量,提高了跳频电台细微特征识别的时效性。     

喷泉码差分跳频系统在AWGN中抗部分频带干扰性能研究

为了改善差分跳频 (differential frenquency hopping, DFH)系统抗部分频带干扰性能, 提出一种将喷泉码(Fountain code, FC)应用于DFH的喷泉码差分跳频(Fountain code differential frenquency hopping, Fountain DFH)级联编码系统; 在加性高斯白噪声信道(additive white Gaussian channel, AWGN)下研究其抗部分频带干扰性能的改善;对Fountian DFH抗干扰性能在有精确干扰状态信息(jammer state information, JSI)和无精确干扰状态两种情况下进行了理论分析和数值仿真。仿真总频点数M为32, 结果表明:当存在精确JSI信息时, 干扰频点n为32点干扰,误码率为10-4情况下, Fountian DFH系统相对普通DFH系统信干比有2~2.5 dB的性能改善;在干扰频点数n为1时有10~12 dB的改进。当无JSI信息时, 提出一种跳频训练序列的JSI估计译码算法, 使Fountian DFH系统较准确获取JSI信息,具有较强抗干扰能力。     

异构网络中基于兴趣感知的聚类缓存策略

为应对移动流量的爆炸式增长,在异构网络中引入缓存成为目前的热点研究方向之一。目前缓存部署策略存在缓存命中率不高、缓存数据冗余度较高等问题,没有充分利用存储资源,直接影响网络的性能。针对以上问题,提出一种基于用户兴趣感知的虚拟聚类协作缓存部署策略来提高缓存系统性能。根据用户距离构造虚拟聚类,依据内容请求因子确定系统缓存内容,采用基站协作缓存以及用户间虚拟聚类方式共享缓存内容,以缓存命中率最大化为目标建立优化模型并通过贪婪算法求解。理论分析及仿真结果表明,在异构网络场景下,跟现有方法相比,所提方法在缓存命中率、系统平均传输时延等性能上均有明显提升。