无线通信物理层安全防护设计与性能分析

目前无线通信系统主要在物理层之上部署安全防护措施,开放的无线信道使通信系统面临着易被攻击、干扰和截获等安全威胁。物理层安全技术是一种解决无线空口安全传输问题的有效途径。首先阐述了物理层安全技术的内涵和发展现状,其次提出了一种物理层安全传输系统模型,最后在该模型上完成了部分关键技术工程验证、通信性能试验、低检测能力测试和安全性评估。试验结果表明,物理层安全技术能够有效提高无线通信系统的安全防护能力。

一种自适应均衡器最优阶数确定算法

提出了一种基于信道估计与级数展开的均衡器阶数确定算法(equalizer order algorithm based on channel estimation andseries expansion,CESE-EOA)。自适应均衡器是相干水声通信系统的重要组成部分,其阶数参数的确定会对系统性能产生重大影响。传统的均衡器阶数确定方法有适应性较差、对训练序列的长度要求较高等缺点。从多重线性回归模型的角度讨论了自适应均衡器阶数选择的依据,并以此为基础给出了一种最优的阶数计算方法,减小了均衡器的自噪声。理论分析与仿真、试验结果证明了该算法的正确性。该算法可用于计算线性自适应均衡器、盲均衡器或判决反馈均衡器中前馈滤波器的最优阶数,对均衡器设计有重要借鉴意义。

相干水声通信系统中均衡器长度设计方法

基于自适应均衡技术的相干通信被证明是有效的水声通信方式之一。在均衡器设计过程中,确定均衡长度的方法主要是经验确定与搜索算法,前者依赖于特定的环境,后者一般计算量较大。本文提出一种应用于相干水声通信系统的根据信道冲激响应确定均衡长度的设计方法。仿真及试验结果证明了该方法可以有效地提高通信的可靠性。

水声扩频通信中多普勒估计与补偿算法研究

通信系统普遍受多普勒效应影响,因而载波同步成为通信中的一项关键技术。在水声通信中,由于声速有限,信道中的多普勒效应的影响更为明显。该文在一个基于软件无线电机制的水声扩频通信系统中,对水声信道的多普勒效应进行分析和建模,并在此基础上提出了一种有效的水声扩频多普勒估计与补偿算法。仿真实验表明,算法能够在-22 dB的情况下有效地对15 m/s以内产生的多普勒频移进行估计与补偿。算法经过海试测试,在6节速度及加速减速过程中,系统均能够成功地完成载波同步。

LTE毫微微蜂窝基站射频收发器的设计与实现

针对近年来LTE毫微微蜂窝基站商用加快和规模扩大,减小LTE毫微微蜂窝基站的尺寸和降低其成本就变得越来越重要。在保证基站性能的基础上,如何设计无线电收发器以减少尺寸和成本成为很大的挑战。设计了一种应用于LTE毫微微蜂窝基站中的低成本MIMO射频收发器。分析了发射机和接收机的各项需求指标,提出了块级的射频参数。据此,射频收发器被系统地分为几个子模块,分别设计了这些不同的子模块,同时区分各个子模块的特点。所得到的测定结果表明,充分集成的射频收发器的设计不仅具有小尺寸,也符合LTE毫微微基站的各项指标。

一种改进的唤醒信号能量检测算法及其应用研究

为了减少水下无线传感器网络的功耗,在notch滤波器算法原理基础上,结合帕斯瓦尔定理和子带能量目标检测算法分析环境噪声,得到了检测门限随环境噪声变化的唤醒信号检测算法,进行了理论分析和仿真。在微功耗处理器上实现了该算法并讨论了其在水下无线传感器网络的应用。试验证明该算法可以灵活调度网络中的各个节点状态,降低了传感器网络的功耗。

4G移动通信技术在战术通信中的应用研究

当前4G移动通信技术发展突飞猛进,与之形成鲜明对比的是战术通信系统发展缓慢。把先进民用技术引进到战术通信中,不仅符合军民融合的趋势,而且还能迅速提升战术通信系统的性能。LTE和WiMAX作为4G宽带无线通信系统标准,采用了大量创新传输技术,例如OFDM和MIMO,使传输性能相对3G系统得到大幅提升。二者均采用了全IP体系结构和面向连接的传输特性,使业务QoS和传输时延性能得到了很好的保证。首先对4G移动通信的LTE和WiMAX标准进行概述,然后提炼出可以使用到战术通信系统中的关键技术,并分析这些关键技术在战术通信中面临的挑战和相应的改进技术,最后介绍了4G在战术通信使用方向并就军民融合进行展望。

4G系统中数字AGC技术研究与FPGA实现

在4G无线通信系统中,需要自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)模块来扩大接收机的动态范围,同时保证系统响应时间。提出了一种基于4G下行同步码平均功率检测的数字AGC算法,在同步信号的控制下,此算法运用滑动窗方法在一定时间内来提取相关运算平均功率的最大值,然后在查找表内查找出此时的控制字,最后经过运算后送入数控衰减器。此算法运用MATLAB进行仿真验证,然后在FPGA内进行了设计与实现。测试结果表明,该算法功能正确,且系统响应时间快速。

军用无线网络动态安全防御技术研究

随着军用无线网络的发展,安全问题变得越来越重要。但军用无线网络主要因循互联网体制,所采用的体系结构在设计之初就没有过多考虑安全问题,存在本质上的不安全因素,而通过"打补丁"附加安全机制的方式,使得当前的安全系统和网络变得越来越臃肿,严重地降低了网络性能。动态目标防御(moving target defense,MTD)理论的提出,彻底颠覆了过去那种静态、被动的安全防御思路,这种革命性的思路与无线网络协议的深入结合,将带来全新的网络体系,特别是它的很多思路与无线网络特性具有高度耦合性,将在未来军用无线网络中得到广泛的应用。

一种水声OFDM的抗多径同步算法

水声信道普遍存在多径效应,致使水声正交频分复用(OFDM)通信系统的同步算法经常给出误差较大甚至错误的同步点。为了完成精确的同步,本文提出一种基于恒幅度零自相关序列以及在信号开始插入两个同样训练信号的联合同步算法,系统通过粗同步和细同步两个过程完成信号开始时刻的精确定位。仿真分析和湖试结果表明,本算法能够在多径信道下准确找到信号开始时刻。

低密度奇偶校验码的性能分析与水下通信验证

在ADSP-BF561上实现了低密度奇偶校验码的编码算法。为解决编码复杂度高的问题,将校验矩阵变换后存入数据空间。为节省存储空间,采用压缩算法,并提出相应的编码算法,没有增加复杂度。对不同码率的低密度奇偶校验码在不同信道中的性能进行仿真分析。将不同码率的低密度奇偶校验码应用于水声通信系统进行浅海试验,结果表明低密度奇偶校验码能提高通信系统的鲁棒性,码率越低性能越好。当解码前符号信噪比在7～8dB时,可达到近似无误码的通信性能。

LTE中CRC算法的研究与实现

对LTE中用到的CRC算法进行研究,发现当需要处理的数据包较大时,比特型校验算法存在耗时长、占用存储空间大的缺点,针对此问题,提出了一种字节型算法,并清晰的展示了从CRC原理说明到算法推导,从MATLAB仿真到DSP实现的过程,最后基于TMS320C6670硬件平台对算法进行了功能验证和性能测试。测试结果表明该算法复杂度低、且性能较高。

块稀疏广义正交匹配追踪算法

基于广义正交匹配追踪,提出了一种在压缩感知框架下,适用于任意块稀疏信号重构的算法。该算法以贪婪迭代为核心,在迭代过程中利用一种新的方法寻找非零块,达到了非零块估计方法优化的目的,提升了算法重构概率。理论分析表明在恰当的受限等距特性常数约束下,该算法能够保证重构原始信号。仿真实验从稀疏度、算法估计步长、测量值数目、迭代次数等方面证明了该算法的有效性与优越性。

TensorFlow平台深度学习寻找最优路径问题研究

现有的网络策略还不够成熟,无法应对由于巨大的流量增长而引起的不断变化的网络条件。随着人工智能领域的不断发展和研究,深度学习似乎是网络运营商以更加智能和自主的方式控制和管理其网络的可行途径。文中阐述并指出深度学习应用在网络路由路径优化中的必要性,即基于深度学习的智能路由。通过Tensorflow这一平台构造深度卷积网络,仿真后与传统的路由策略相比,证明了基于深度学习的路由方法的有效性。

基于Q学习的Ad Hoc网络路由协议的改进与研究

采用Q学习可以有效保证Ad Hoc网络的可靠性,该文将启发Q学习算法应用在备用多径按需路由协议的路由寻找中,融合传统Q学习算法根据网络状态适当的调整路由周期寿命,提高路由对动态变化的业务分布的自适应性。建立NS3网络模型对无线网络的时延、吞吐量及开销等主要性能指标进行理论分析,研究结果表明:优化后的路由协议更加适用于状态多变的移动Ad Hoc网络。

一种基于恒虚警检测量的双判决帧同步方法

帧同步是突发无线通信系统中的重要技术环节,其虚警概率、检测概率对系统的整体性能有重大影响。文中针对能量检测算法在强干扰条件下虚警概率过高的问题,构造了一种具有恒虚警特性的随机变量,并推导了该变量的检测概率、虚警概率的解析表达式。该变量对干扰功率的变化不敏感,具有区分同步信号与突发强干扰信号的特点。基于所构造的新的随机变量提出了一种双重判决低虚警率帧同步算法,仿真结果表明该算法可有效降低系统的虚警概率,为帧同步信号的设计提供了参考。

LTE中伪随机序列生成算法的设计与实现

加扰是LTE物理层过程的一个重要环节,而扰码序列产生的快慢会对系统的整体性能产生重要的影响。由于产生伪随机序列的比特型生成算法存在耗时长、占用存储空间大的缺点,针对此问题提出了一种新型的紧凑型生成算法。在CCS5.2平台对该算法进行了实现之后,基于TMS320C6670型号DSP进行了功能和性能测试,测试结果表明,该算法功能正确,且性能较比特型生成算法提高了10倍左右。