基于原子范数的波达方向与时延联合估计方法

为了解决水声通信环境下自主式水下机器人定位难的问题,提出了一种基于原子范数的波达方向(DOA)与时延联合估计方法。首先,基于水声多径多普勒效应的特点建立信道冲激响应公式,将接收信号用矩阵形式表示并对参数进行归一化处理。然后,针对水听器阵列的几何结构和多普勒效应带来的相位误差建立一个新的原子集合,考虑到水声信号在空间域的稀疏性,利用原子范数最小化求解相应的原子。最后,针对由任意线阵带来半正定矩阵中的子矩阵为非Toeplitz矩阵结构而无法进行Vandermonde分解的问题,定义了一个有关水听器几何结构的Hermitian集合,利用长椭球波函数进行半正定规划求解,获得DOA和时延的联合估计。实验结果表明,所提方法在信噪比为20 dB时,DOA估计的均方根误差低至0.2°,在DOA间隔低至3°时仍有77.98%的估计成功概率,估计时延与实际时延的误差可以达到微秒级。

一种低复杂度信道模拟器的设计

针对TD-LTE射频一致性测试系统专项的需求及通用信道模拟器设计周期长、复杂度高的现状,研究了影响无线信道特性的路径损耗、阴影衰落、多径多普勒效应和高斯白噪声等因素,并相应提出了一种新的计算正余弦函数方法和高斯白噪声产生方法。通过信道理论建模、Matlab链路搭建进行模型优化分析以及基于Xilinx公司Virtex-6芯片的模型FPGA实现,得到了一种简单有效的信道模拟器。实验表明,用TD-LTE基带信号作为激励,该信道冲激响应与Matlab理论值误差在2‰之内,且模型不涉及SCM、WINNER等模型天线方向图、多链路等高复杂度模块,说明该信道模拟器具有简便性和可靠性。

TD_LTE系统中密钥派生函数(KDF)研究

在无线通信系统中,为了防止信息丢失和非法用户监听消息采取了一些列的安全措施,尤其实在4G时代,高速信息率的大信息量,安全尤为重要。同时数据传输中的安全威胁也随处可见,移动通信中的安全问题受到越来越多的关注,人们对移动通信中的信息安全也提出了更高的要求。为了确保数据在传输过程中不被篡改或数据的完整性不会遭到破坏,LTE系统对传输的数据进行加密和完整性保护,LTE采用密钥派生函数(KDF)生成用于加密和完整性保护有的密钥。结合LTE系统中鉴权结果的分析,研究了密钥派生函数算法的基本算法流程以及在密钥派生函数过程中用到的HMAC算法和SHA_256算法的研究。