时间反转技术在无线通信抗干扰中的应用

时间反转技术是一种空间信道匹配新技术,具有空间及时间聚焦特性,在克服码间干扰、共道干扰和多址干扰等方面具有独特的优势。本文简要介绍了时间反转技术的基本概念及其空间和时间聚焦特性,通过与一些传统抗干扰技术的对比分析,总结了时间反转技术在无线通信抗干扰中的应用及研究进展,同时指出了今后的研究方向。

基于双序列跳频的抗干扰通信方法

针对常规跳频受跟踪干扰威胁和差分跳频受部分频带干扰威胁的现状,提出了基于双序列跳频的抗干扰通信方法。该方法的数据信道和对偶信道按各自的跳频序列进行跳变,干扰方无法准确跟踪对偶信道,抑制了跟踪干扰的影响。接收机采用窄带接收可以滤除带外干扰,使得系统同时兼具较好的抗部分频带干扰能力。仿真验证结果表明,随着莱斯因子的增加,BSFH的误码率显著降低;最坏跟踪干扰下BSFH比FH/BFSK有5~10 dB的性能增益,部分频带干扰下,误码率达到10-3时,BSFH所需的信干比比DFH低10~12 dB。

基于TDOA残差分析的多点定位抗干扰方法

针对多点定位(MLAT)技术对信号从目标到接收站点时间差(TDOA)的依赖性及其TDOA精度对定位精度的影响,提出了一种基于TDOA残差分析的定位抗干扰方法。该方法通过TDOA在定位前后的残差来评判接收站点的时钟精度,从而实现站点优化选择和抗干扰,达到提高定位精度的目的。仿真实验和机场真实数据实验表明该方法可以显著提升MLAT的定位精度,不仅可行,而且有效。

跳频通信系统的盲窄带干扰抑制算法

针对强干扰下信号被淹没、很难检测到有用信息的问题,研究干扰检测和抑制技术,提高抗干扰能力。建立了受窄带干扰影响的跳频接收机模型,在接收信号为盲的情况下,分析了基于非抽取小波包变换的干扰检测和抑制算法。在非抽取小波包变换的干扰抑制基础上,提出了基于AR模型线性预测的窄带干扰抑制算法,并对接收信号进行盲解跳和解调。仿真验证了所提方法的有效性。

带宽有限多址通信系统中的干扰抑制研究

研究了一种新的带宽有限多址系统中的非平稳宽带干扰抑制技术,与直接序列扩频(DSSS)系统相比,频谱不会扩展、带宽效率高、保密性强。对非平稳宽带干扰,以线性调频(LFM)为干扰模型,提出了基于时频分布特性消除干扰的方法。仿真证明,在没有编码,干信比(ISR)为20 dB时,该系统性能仅约损失1 dB,在保证带宽效率的同时,很好地消除了系统的人为干扰。

改进的乘积合并接收机部分频带抗干扰性能分析

乘积合并接收机以其简单有效的特性在快速跳频通信系统中得到了广泛关注。对于实际应用中普遍遇到的非最坏部分频带干扰环境,传统乘积合并算法有其自身的不足。针对这种情况,提出了一种改进的乘积合并方法,它保留了传统乘积合并算法的主要特征,通过增加对各跳频信号能量差异的检测信息,改善了传统乘积合并接收机在部分频带干扰下的传输性能,仿真验证了这种改进合并方法的有效性。

对绿色无线移动通信技术的研究和思考

论述了协作通信分布式天线系统,能有效降低系统的发射功率,是一种可靠的绿色移动网络的解决方案;提出了绿色无线通信的系统设计考虑,特别提出对业务内容的软实时业务传输的新设计,能明显降低成本节省资源和功耗;论述了利用基于认知技术的可重配置无线网络能明显降低能源开销;论述了未来无线通信由追求更高、更快的传输能力向追求更省、更好的能源效率的转变;提出小区网络设计的环保效率函数,用来评价和设计环保下的小区网络.这些论述反映了对绿色无线通信技术研究的成果和思考.

室内环境下2.6GHz同时同频全双工自干扰信道测量与建模

目前,对同时同频全双工的自干扰信道特性尚未进行研究.针对这一现状,采用基于网络分析仪的信道测量平台,对室内环境下2.6GHz同时同频全双工自干扰信道特性进行测量与分析.基于实测数据统计分析,得出了传输损耗模型与均方根时延扩展统计模型.结果表明:传输损耗服从断点损耗模型,天线间距在大于1m的传输损耗指数为1.86,天线间距小于1m的传输损耗指数为1.52;均方根时延扩展的统计特性随着天线间距在不同范围而不同,在天线间距大于1m时的均方时延扩展服从lognormal分布,在天线间距小于1m时,RMS时延扩展在不同的天线间距下服从lognormal分布,并且其分布的均值与标准差与天线间距呈现线性关系.

LTE-A中继网络中基于小区间干扰协调的分布式资源分配

针对LTE-A(long term evolution-advanced)中继系统存在的干扰问题,提出一种基于小区间干扰协调(inter cell interference coordination,ICIC)的资源分配算法。该算法利用LTE-A网络里各个小区基站之间的交互信息,得到邻小区资源块(resource block,RB)的使用状况,将空闲率最大的资源块分配给信道增益最大的用户,从而在满足用户业务需求的前提下提高小区吞吐量。仿真结果表明,该算法优于传统的SSA(separate and sequential allocation)算法,系统整体性能得到提升。

解码前传协同通信的断线率最小化

提出了一种自适应无校验解码前传(decode and forward)协同通信方案,方案利用有限比特的反馈,基于最小化断线率(outage probability)这一目标,进行自适应功率分配。给出了完整信道信息反馈条件下的功率分配方案,得出其断线率性能,并以此作为有限反馈比特条件下的性能限;提出了少量比特反馈条件下的自适应发射功率分配方案,并通过仿真证明只需要少数几个反馈比特,就可以达到很大的性能提升。提出的两用户共用反馈信息的方案,与以往的针对中继信道设计的每用户采用不同的反馈信息方案相比,在总反馈比特数相同的情况下具有较大的性能增益。

基于毫米波雷达的高速路口车辆检测系统

针对实时掌握高速公路路口基本情况的智能化交通管理需要,提出适合检测复杂环境的毫米波雷达车辆检测系统。在电子不停车收费系统道路一侧布置雷达检测系统,对雷达采样信号多次提取处理,实现车辆判别并检测车速。介绍了毫米波雷达车辆检测系统组成、工作流程和应用领域,重点分析了毫米波雷达检测器区分人、车和车辆速度检测的原理及算法流程。根据应用场景布置雷达检测系统进行实际车速及行车方向的判定实验,系统运行平稳、抗干扰能力强、检测精度高,具有较高的实际场景应用价值。

强干扰下的基于子空间分解的信源侦察

在空间阵列信号处理中,首先要估计信号源的个数和波达方向,然后才能正确接收信号。一般的阵列信号源数和方向估计都是在噪声环境里进行的。本文提出了在强干扰环境里,对信号源个数和波达方向的估计。首先分析了子空间抑制强干扰的原理,然后介绍了用Gerschgorin半径估计信号源数目和MUSIC方法估计波达方向的原理,最后在强干扰、加性高斯白噪声和色噪声的情况下进行验证,仿真结果证明了这种思想的有效性。

考虑竞争的纳什均衡协作通信传输策略

在协作通信中,业务流通过空闲中继节点进行数据包的转发,可以有效地提高传输速率,提升无线网络的性能.因此,大量的中继节点选取算法相继被提出.然而,现有的研究算法大部分只从中继节点带来的有利因素(例如数据包传输速率提升)出发,而忽略了业务流在同一中继节点的相互竞争,从而导致直传传输中不存在的等待回退时延,对系统性能产生了负面影响.为此,笔者考虑中继节点带来的有利因素和负面影响,引入博弈论提出了一种基于纳什均衡的协作通信传输策略(Nash Equilibrium Cooperative Transmission Strategy,NECTS).该传输策略能在保证各个业务流收益的同时最大化系统性能,进而有效提升系统吞吐量.仿真实验表明,NECTS能在利用协作通信优势的同时,避免不必要的竞争.因此,其性能优于现有方法的性能.

无线通信网中的新型移动性模型

提出了无线蜂窝网中考虑突发事件影响的移动性模型,该模型包括了用户由于受到突发事件影响而改变其移动模式的情况。针对高、中、低三种截然不同的用户移动模式,根据理论分析提出了一种新型移动性模型,新模型能够较好地模拟现实生活里不同移动环境中人们的移动行为。研究了移动对与系统容量有关的各种系统性能参数的影响。该文的结论可用于在无线蜂窝网中充分利用用户的移动特性调整系统提供QoS保障所涉及的配置参数,并且动态地调整系统的切换呼叫请求的保留门限,以提高系统的性能、容量和无线资源的使用效率。

基于最小二乘SVM的混沌跳频通信码预测方法

作为一种用于解决诸如非线性分类,函数估计,密度估计一类问题有力的解决方法,支持向量机近来在其他许多基于核函数学习领域得到发展。基于混沌跳频码的动力系统特性,本文构建了一种支持向量机的预测模型,并采用最小二乘法对模型进行训练,最后通过L-K映射生成的跳频码序列对模型进行了验证,仿真结果表明这种高精度的支持向量机用于针对基于混沌映射的跳频码的预测,具有很低的均方误差和高相关系数良好性能。

强干扰下基于联合技术的信源参数估计

针对强干扰情况,提出一种联合技术估计信源参数。利用干扰正交补子空间消除干扰信号,运用正则相关技术在高斯色噪声和高斯白噪声下估计信号源个数,并估计信号波达方向。仿真验证了这种联合技术的有效性。

广义频分复用系统在电力线通信中的运用

在现有的电力线通信系统(Power Line Communication,PLC)中,正交频分复用(Orthogonal Frequency Divi-sion Multiplex,OFDM)由于能够有效地消除电力线系统中的脉冲噪声干扰、多径时延干扰和群时延干扰,已成为一种主要的技术手段。OFDM技术尽管具有上述优点,但却存在高峰值功率、循环前缀导致的频谱利用率受限等问题。相应地,与OFDM具有不同设计思路的、基于成形滤波器的广义频分复用系统(Generalized Frequency Division Multi-plex,GFDM)也就成为当前研究的热点。GFDM通过设计适合信道时延的成形滤波器,利用其时频聚焦性,可兼有抵抗字符间干扰(Inter Symbol Interference,ISI)和载波间干扰(Inter Carriers Interference,ICI)的能力,并可获得更高的频谱效率(无须循环前缀)。

空间分集干扰对齐研究

干扰对齐(interference alignment,IA)通过在接收端把干扰对齐到同一个子空间中,可以在干扰信道中实现最大的自由度,但在低信噪比时,IA可靠性较差,针对这个问题,研究了实现分集IA的条件,提出了基于子空间投影的单端分集及双端分集的具体实现方案。通过理论分析和仿真验证阐述了分集对改善IA性能的机理,给出了IA中分集与复用的折中方案。分集能提高IA的接收信噪比,减小差错概率,从而改善IA在低信噪比时的性能。最后,通过仿真验证了分集IA的性能。

SCM-OFDM系统在高速信道下的干扰抑制算法

针对重叠码调制的正交频分复用(SCM-OFDM)系统在高速移动环境中,将产生复杂的载波间干扰和层间干扰问题,提出了一种用于SCM-OFDM系统在高速信道中的干扰估计和抵消算法。该算法利用译码器反馈的软信息,分别对载波间干扰和层间干扰进行估计和消除。仿真结果表明,提出的算法能够有效地改善SCM-OFDM系统在高速环境下的性能。

多层多模开放的“移动通信系统”实践教学平台

近年来,我校"移动通信系统"课程组大力推进多层、多模和开放式实践教学的建设,依托国家重点实验室,深化教学改革,强化了实践模式设计。我们最终在构筑国际一流的实践教学平台,建立"移动通信系统"课程实践教学体系以及建设国际化教师队伍等方面都取得了一定的成果。