基于非等量采样的伪码同步技术研究

针对数字通信系统中伪随机噪声(pseudo-random noise, PN)码同步技术的同步精度受限于采样间隔的问题,结合可变群时延的高精度同步思想,利用采样点位置偏移量的变化,推导出了非等量采样(non-commensurate sampling, NCS)下的PN码相关函数解析表达式,提出了基于精度因子的NCS率选取准则,通过精度因子可快速判断出NCS后PN码的同步精度下限。在此基础上,分析了码序列周期、接收机前端滤波器等附加因素对PN码同步精度的影响。对NCS率选取准则的研究,为优化数字通信系统设计提供了理论指导,达到以低硬件消耗实现高精度同步的目的。     

基于信道状态判决的随机接入协议退避算法

针对二进制退避(binary exponential backoff, BEB)算法存在的“饥饿效应”及其与数据链网络作战场景不匹配的问题，通过对现有信道状态判决方法进行改进，结合数据链网络的作战应用场景，提出了基于信道状态判决的退避算法，使退避窗口的设置与节点数据的优先级以及当前信道负载密切相关。对系统的吞吐量和端到端时延进行了理论分析和仿真验证，通过分析仿真结果可知，无论是在系统吞吐量或是在端到端时延方面，所提算法的性能明显优于现有退避算法，保证了高优先级数据链信息发送的实时性。     

基于PSWF的正交载波调制方法

为了提高通信系统的能效,提出了一种高效正交载波调制方法。在该方法中,基于能效优先原则,采用频谱混叠、时域正交的椭圆球面波函数(prolate spheroidal wave function, PSWF)设计基带脉冲波形,通过正交的同频载波实现载波调制。理论分析及数值仿真了该调制方法的差错性能、频域能量集中度。仿真结果表明,带内能量聚集度可达99.8%,该特性可大幅减小对相邻用户的电磁干扰,并有利于提高信号的抗干扰性能。     

信号的信息输运能力分析

针对通信系统的信息传输能力是否严格受限于香农公式的问题，系统地研究了信号的信息输运能力。定义符号为联系信号和信息的纽带，将信号的符号传输速率作为描述信号的信息输运能力的重要指标，并定量计算出现有电子通信系统中信号的最大符号传输速率。研究结果表明，通信系统的信息传输能力由信号承载和传输信息的方式决定；现有电子通信系统中信号处于低速宏观态，仅利用空间自由度承载信息和波动性传输信息，香农公式定量描述了该状态中信号的信息输运能力；高速态、微观态或介观态信号的信息输运能力有可能突破香农公式限制。     

基于最大化能效的海上中继通信频谱分配算法

为提升海上无人艇编队多跳中继网络整体能效, 降低中断发生概率, 提出一种基于最大化能效的分布式多跳中继频谱分配算法。为将节点间通信中断概率控制在阈值范围内, 首先对莱斯衰落信道进行分析, 计算满足需求的最低发射功率; 之后计算所需最多子载波个数, 引入异步分布式定价算法选取备选子载波组; 而后通过求解KKT条件, 利用次梯度法从备选子载波组中选取子载波并分配功率, 求得优化分配的次优解; 最后在系统可靠性与能效等方面进行仿真分析, 验证了所提算法的有效性。     

基于动态AHP的海上移动节点网络选择算法

针对海上异构无线网络中现有的节点选择算法存在的实时有效性和与移动节点匹配性较差的问题,提出了一种基于动态层次分析(dynamic analytic hierarchy process, DAHP)法和协同学原理的网络接入选择算法。该算法在满足多因素判决和静态节点网络选择的基础上,采用DAHP法确定接入判决指标的主观权重,运用协同学相关原理确定客观权重,利用接收功率确定移动节点的位置权重,并通过对主、客观和位置权重进行再分配,实现了对移动节点周围的实时网络状态与任务通信需求的兼顾,提高了算法实时性和与移动节点的匹配性。仿真结果表明,该算法相对于基于传统AHP和协同学原理的网络选择算法、基于距离的移动节点算法,能够在降低节点业务阻塞率的同时提高通信通畅度与实时性。