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。

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。

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。

移动通信专业课程教学设计与改革

针对移动通信原理专业课本科教育的效率问题,本文从加强学生对移动通信原理的理解,以增强学生实践动手能力和培养学生原创性应用为目标,从面向4G、5G的实际实验场景入手,重构未来移动通信关键技术实验内容,重点关注学生在实验环节的课程效应,改革实验教学手段和方法,提高本科学生的移动通信工程的学习积极性,将实验教学延伸到课堂以外。

网络-信道联合编码的DmF协作通信技术

提出了一种采用网络-信道编码的解调前传(DmF)协作通信方案。与译码前传(DF)相比,DmF协作方式在中继处只对信号进行解调而非译码,因此,大大降低了中继节点的复杂度。在由两个用户、一个中继节点和一个基站组成的通信模型中,采用LDPC信道编码与网络编码结合的方式,构造了一种DmF协作传输方式。在基站处,通过构造的H矩阵对来自两用户及中继的信号进行联合译码。仿真结果表明:所给方案的性能优于非协作方式及无网络编码的协作通信方式,随着信噪比的增加这种优势会更加明显;另外,DmF的性能与DF的非常接近,但其设备复杂度却大大降低,因此DmF比DF方式更具实用性。同时,该方案在降低设备复杂度、减少延迟、有效对抗无线信道慢衰落、提高通信性能及频谱利用率等方面都是非常有效的。

FFH/BFSK选择分集合并接收机在部分频带干扰Nakagami-m信道下的性能分析

快速跳频通信系统选择分集合并接收机可以有效减轻干扰及衰落对系统带来的性能损伤。该文给出了快速跳频BFSK系统在部分频带干扰下的选择分集合并接收机模型,并对该接收机在同时存在部分频带干扰以及加性高斯白噪声的非频率选择性Nakagami-m衰落信道下的性能进行了推导,给出了误码率的闭合表达式。最后进行了仿真验证,仿真结果与理论分析结果完全一致。分析表明:具有高分集度的选择分集合并接收机受干扰影响较小;在干扰功率较大时,其性能要好于其它几种分集合并接收机;在一定的信道条件下,存在一个最佳分集度。最后针对选择分集合并接收机在弱干扰信号下的性能不足,提出相应的改进措施。

多序列跳频在AWGN信道下抗部分频带干扰分析

常规跳频易受跟踪干扰影响,用信道表示信息的多序列跳频系统,具有良好的抗跟踪干扰性能。为检验多序列跳频在非跟踪型干扰下的通信效果,建立了多序列跳频在AWGN信道下的传输模型,分析了多序列跳频抗干扰的原理,研究了噪声环境对多序列跳频抗部分频带干扰性能的影响。理论分析和仿真结果表明,多序列跳频在信噪比为15 dB^30 dB且为最坏部分频带干扰的条件下,误码率为10-5所要求的信干比低于常规跳频2.2 dB^2.31 dB,具有良好的抗部分频带干扰能力。

用电信息采集系统中的干扰辨识算法

无线通信网是智能电力信息采集系统的关键组成部分。伴随着当前复杂的通信环境,来自系统外干扰的影响不可忽视,对异系统的干扰准确进行检测,是后续进行有效干扰抑制的前提。传统的干扰检测算法一般只能判断干扰是否存在,或者虽然能够判断干扰的类型,但是计算复杂度很高。针对以上问题,该文提出了一种利用干扰信号的空间相关性和时域相关性来分别判断干扰的存在和类型的干扰检测算法。该算法具有计算复杂度低的特点,仿真结果表明该算法能够取得很好的干扰检测效果。

基于伪随机线性调频的双序列跳频通信系统

针对双序列跳频(Binary-Sequence Frequency Hopping,BSFH)在对偶信道被干扰的情况下会导致通信瘫痪的缺点,提出了一种基于伪随机线性调频的双序列跳频通信系统。在发送端利用线性调频信号对每一跳载波进行带内扩频,接收端将解跳后的信号作分数阶傅里叶变换,然后通过抽样判决得到发端信息。构建了相应的系统模型,推导了其在跟踪干扰和部分频带干扰下的误码率数学表达式。理论和仿真结果表明:在最坏跟踪干扰下,该系统比BSFH约有5 dB以上的性能增益;在部分频带干扰下,达到相同误码率时所需的信干比,改进方法比BSFH低约4 dB。

MEMS电容型器件边缘效应研究

MEMS电容型器件在工作过程中,其电容通常情况下为非正对的极板,边缘效应不容忽视。为解决此问题,基于保角映射变换和复变函数相关理论,通过继承传统模型并加以修正,得出电容极板在非正对情况下的边缘效应模型。经过与有限元仿真、传统Heerens模型、Huang模型的对比,表明当电容极板从正对到完全移开的过程中,本文模型与有限元仿真的误差在10%~20%之间,优于传统Heerens模型与Huang模型。进一步,根据本文模型,当极板重合度低于40%时,边缘效应呈快速增长,此时其电容值可用本文模型进行计算。以上结论均得到了MEMS阵列电容数字式实验验证。研究对电容型MEMS器件的设计与性能分析具参考作用。

极低信噪比下的导频联合编码辅助载波同步算法

针对深空通信系统中编码辅助载波同步算法存在精度受限和同步范围小的问题,该文提出两种导频联合编码辅助载波同步算法。首先按照最大似然估计准则推导出编码辅助载波估计的对数似然函数;按麦克劳林级数将其展开并简化或将其导数展开并简化,得到两种具有解析表达式的编码辅助精同步算法。然后为扩大同步范围,设计了一种插入导频的帧结构,提出了基于导频的粗同步算法,推导出它的理论方差。最后将粗同步与精同步顺序地结合起来,同时利用导频来辅助精同步,得到两种大频偏大相偏情况下的载波同步算法,并采用码率为1/12的低码率LDPC-Hadamard码仿真验证。结果表明新算法能大幅提高同步参数的估计精度和范围,在一定的导频长度下可逼近理想同步。

面向复杂电磁环境的多天线信道估计技术

对于基于认知无线电架构的多天线信道估计技术,由于传统零相关序列是在全部频谱可用前提下设计的,在复杂电磁环境的频谱限制下,传统零相关序列部分频域元素发生变化,且不再满足原始序列的周期相关特性,因此不能直接应用于复杂电磁环境的多天线信道估计。该文介绍了多天线通信系统的信道估计算法并指出对理想序列的要求,然后针对复杂电磁环境,即在存在频谱空穴的条件下,联合优化频谱受限和良好周期相关程度两大评价指标,设计出适用的序列集合,作为训练序列应用到认知无线电系统的信道估计算法中,仿真结果验证了新序列集合的有效性。

基于四面体质心迭代的三维APIT定位算法研究

针对三维无线传感器网络中APIT定位算法覆盖效率低的问题,提出一种基于四面体质心迭代的APIT定位算法TCI-APIT(Tetrahedron-Centroid-Iteration Based APIT)。该算法对包含未知节点的四面体进行质心迭代求解,减少了网格扫描法的计算量。同时该算法将已经定位的未知节点晋升为锚节点,对网络中的稀疏节点进行重新定位。仿真结果表明:改进后的算法相比于原有APIT定位算法,实现了稀疏节点定位,覆盖率增大12%左右。

超高速全并行快速傅里叶变换器

设计和实现超高速快速傅里叶变换器(FFT)在雷达与未来无线通信等系统中具有重要意义。该文提出首个全并行架构的FFT处理器,其避免了复杂的路由寻址以及数据访问冲突等问题,基于较大基进行分解降低运算复杂度。由于旋转因子已知和固定,大量的乘法转化为了定系数乘法。同时由于采用了串行的计算单元,在达到全并行结构的高速度同时硬件复杂度相对较低;所有的硬件计算单元处于满载的条件,其硬件效率能达到100%。根据实际的实现结果,所提出的512点FFT处理器结构能够达到5.97倍速度面积比的提升,同时硬件开销仅占用了Xilinx V7-980t FPGA 30%的查找表资源与9%的寄存器资源。

OFDM/OQAM系统自适应波形设计及多址接入系统

基于传统正交频分复用技术的OFDMA多址接入技术仍然存在循环前缀-正交频分复用(CP-OFDM)技术的固有缺陷,即循环前缀的添加降低了系统频谱利用率,多普勒频移对传统OFDMA系统产生较强的子载波间干扰,且对相邻频带的其他无线传输系统引入较强的相邻信道干扰。该文主要讨论基于扩展高斯函数的正交频分复用系统自适应波形设计,通过信道散射函数选择合适的扩展因子参数,获取更高的频谱利用率和抑制符号间干扰和子载波间干扰。最后该文将自适应波形设计的思想扩展至基于扩展高斯函数的多址接入系统,使每个用户能够根据信道条件选择合适的成形滤波器函数,进而使多址接入系统达到全局最优化。仿真结果验证了该文方法的有效性。

移动Ad Hoc网络服务迁移的研究与实现

针对传统Ad Hoc网络节点面临性能下降或动态离开而无法继续提供服务的情况,基于迁移服务模型提出一种移动Ad Hoc网络服务迁移机制。该机制采用上下文动态感知、迁移目标选择及移动代理等关键技术,保证服务的可持续性。实现基于Aglets的移动Ad Hoc网络服务迁移平台,并验证该服务迁移机制的有效性。

基于NS2的认知无线电网络模型

针对NS2对多接口、多信道网络协议的模拟支持薄弱的问题,提出一种基于NS2的认知无线电网络模型,通过对网络整体框架的修改以及功能的拓展,使NS2不仅支持多接口、多信道,而且可以进行功率控制和认知无线电网络的模拟,并具备通用性。仿真实例证明了该方案的有效性。

基于数字预失真的发射机I/Q不平衡矫正

同相支路(I路)与正交支路(Q路)不平衡、载波泄漏以及带内失真会造成系统性能损失,尤其是在采用直接变频结构的发射机中。该文提出一种自适应I/Q不平衡矫正方案,针对发射机中存在的与频率相关的I/Q不平衡、载波泄漏以及带内失真进行矫正。该文方案直接估计I/Q两支路的反滤波器,避免了先求响应再求逆响应的额外运算,降低了运算复杂度。同时,该文还提出一种基于迭代的在线追踪方案,用于跟踪由于发射机温度变化造成的I/Q不平衡的参数漂移现象。经过复杂度分析,该文提出的方案拥有很高的补偿效率。最后,仿真结果验证了两种方案针对各类射频损伤矫正的有效性。

基于IEEE 802.11p的车载自组网MAC层接入算法RLBSA

基于多业务的p-persistent模型提出实时侦听的自适应算法(RLBSA)。该算法针对VANET4种优先级设置提出利用计算信道冲突/空闲比来优化信道的利用率,即当信道空闲较多时,节点根据自适应策略增加发送概率;而信道冲突较多时,则降低发送概率。该算法解决了在多种优先级业务并存的条件下需要对各个优先级发送节点数量进行估计的问题,且可以根据网络负载自适应调整刷新发送概率的时长,克服了需要预先根据网络密度设置侦听周期长度的弊端。仿真结果表明该算法可以很好解决当网络中存在大量高优先级数据时AC3业务的冲突问题,同时低优先级数据也能保证其访问信道的机会。