Mesh结构无线传感器网络中的自适应跳频机制

提出了一种用于Mesh拓扑结构无线传感器网络的自适应跳频算法,网络中的节点根据邻居的连接信息选择自己与邻居通信的备用信道,一旦当前信道质量变差,通信双方放弃当前信道,使用备用信道进行通信,从而提高了网络的可靠性. 算法有效地利用了多信道进行通信,在网络密度不太大且网络拓扑变化不频繁的情况下是有效的.      

海面FH-OFDM系统联合同步和信道估计算法

在跳频正交频分复用(FH-OFDM)系统的海面军事应用中,为了提高接收机在航空移动通信中不同海况下的误码性能,提出了基于递归最小二乘法的联合同步和信道估计算法。在同步跳中使用并行搜索实现跳频同步,对基带时域信号的子载波间干扰(ICI)进行了预先补偿。借助于慢时变信道下新的跳频帧结构,构建了统一的代价函数通过线性误差函数对信道冲激响应(CIR),载波频率偏差(CFO)和采样率偏差(SFO)进行估计。使用了新的极大似然代价函数来估计各参数的初始值。给出了系统中带宽效率,跳频速率及子载波总数的权衡条件。仿真结果表明,该算法在平静海面和粗糙海面下的参数估计均方差和系统误码率优于传统算法。     

自适应跳频通信系统信道质量评估方法研究

信道质量评估是自适应跳频通信的关键技术,其实时评估结果为自适应频率控制和自适应功率控制提供依据.快速自适应跳频是跳频系统发展的主要方向之一,针对其特点,提出了基于接收信号信噪比预测算法的信道质量评估方法.主要由信噪比预测、信噪比估计和门限比较3个部分构成,分别采用卡尔曼滤波器、信号子空间法和误码率性能分析法进行了实现,在FFH/BFSK系统中做了仿真验证.结果表明,在0～25dB的信噪比变化范围内,估计和预测误差较小,能够对信道质量做出实时评估.可以应用于快速自适应跳频通信系统.     

基于无迹卡尔曼滤波的双选信道估计方法

针对高速移动场景中由于信道存在时频域选择性衰落(双选衰落)导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)通信系统受到子载波间干扰而使通信质量下降的问题,采用基扩展信道模型,在消除子载波间干扰(inter carrier interference, ICI)影响的同时节约信道估计算法的空间复杂度。针对基扩展模型(basis expansion model, BEM)下的非线性信道状态空间模型,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)方法进一步跟踪信道响应提升信道估计精度。仿真分析表明,本研究所提方法能够有效提升信道估计的精度,相对于传统算法具有更好的误码率性能和鲁棒性。     

基于无迹卡尔曼滤波的双选信道估计方法

针对高速移动场景中由于信道存在时频域选择性衰落(双选衰落)导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)通信系统受到子载波间干扰而使通信质量下降的问题,采用基扩展信道模型,在消除子载波间干扰(inter carrier interference, ICI)影响的同时节约信道估计算法的空间复杂度。针对基扩展模型(basis expansion model, BEM)下的非线性信道状态空间模型,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)方法进一步跟踪信道响应提升信道估计精度。仿真分析表明,本研究所提方法能够有效提升信道估计的精度,相对于传统算法具有更好的误码率性能和鲁棒性。     

多信道无线多跳网络的跨层优化

为提高多信道无线多跳网络的效用,提出了一种实际可行的跨层优化机制.  利用该机制,每个节点在传输层使用联合设计算法分布式地调整流速率,在链路层根据所提出的分布式调度算法进行速率分配;网关节点使用所提出的干扰代价最小的信道分配算法集中式地分配信道.  通过在层间和节点间传递信息来协调这些层的工作,比集中式算法降低了复杂度,减少了信令开销.  仿真结果表明,该机制具有快速收敛性,且能保证业务流间的公平性;随着可用射频和信道数目的增加,业务流的速率和网络效用增加.     

基于OFDM信号的自适应水声信道估计算法

建立适用于OFDM水声通信信号的信道估计模型, 对MP算法进行改进, 引入路径门限调整机制克服虚假路径造成的不良影响, 通过重要路径权系数的迭代修正降低非正交性引入的估计误差, 以较小计算量取得了与OMP算法相当的估计精度; 针对传统信道估计算法对信道长度信息的依赖问题, 提出了一种信道长度自适应信道估计算法, 该算法能够对信道估计质量进行实时评价, 并根据评价结果实现信道估计算法预估信道长度的自适应调整, 满足未知水声信道精确估计及通信应用的需要; 基于OFDM导频元素个数与信道估计效果的关系研究, 提出了OFDM导频序列自调整的通信方案, 以较小的带宽损失保证了可靠的水声通信. 通过仿真和实地试验, 验证了该文研究内容的有效性.     

水声信道下差分跳频信号检测的优化算法

为克服水声多途干扰影响,提出将差分跳频技术应用于水声通信,通过分析水声多途信道下差分跳频信号的特征,利用频率转移函数的隐含信息和水声信道的多途特征,优化了频率序列检测的Vitervi硬判决算法,并详细给出了算法流程.在含有加性高斯白噪声的多途信道下进行了仿真.结果表明,采用优化算法的系统性能得到显著提高,在频率检测差错率为10×10-3时,获得了近2.5 dB的增益,表明差分跳频体制能有效克服多途干扰,适用于水声通信.     

数字跳频通信系统的同步控制问题

“跳频”技术是无线电通信系统提高抗干扰能力的重要措施。“跳频”通信的实现,关键在于建立准确的同步。本文讨论了跳频系统的子群同步(粗同步)问题,对逐步搜索型的同步控制逻辑作了分析。提出了瑞利衰落高斯噪声信道中可作为同步标志的统计量,根据它的分布计算了虚报概率和检测概率。在此基础上运用马尔可夫链模型及母函数流图法,针对一种失步检测逻辑,计算了平均同步保持时间、和失步(或假锁)检测迟延;针对三种同步搜索逻辑计算了平均捕获时间。这些计算公式可用来设计出满意的同步控制逻辑电路。所述内容原则上也适用于采用伪随机序列调制的扩谱系统。     

智能家居网络自适应跳频技术研究

在智能家居网络环境下,为了提高无线通信过程中的抗干扰能力,将无线跳频技术中接收信号强度指示(received signal strength indication,RSSI)阈值判断跳频广播技术和丢包数粗同步跳频算法相结合,提出一种新型的无线跳频方案.主从节点在通信阶段计算连续丢包数,达到预设值时对信道RSSI采样取均值,超过阈值则进入频率切换阶段.结果表明,该方案可以准确及时监测到通信干扰,并且能够避免非频率干扰因素引起的跳频,比当前的跳频方案有效性更高、切换时延更短.     

基于权值构建数据导频的V2V信道估计算法

针对IEEE 802.11p协议中导频数量不足无法准确跟踪车联网信道快速变化的问题，本文提出了一种基于时频域相关性构建数据导频、加权平滑重构判决策略的信道估计算法。该算法在不改变IEEE 802.11p协议标准导频结构的前提下，有效利用频域相邻子载波间以及时域相邻正交频分复用符号间的强相关性构建数据导频，引入权值因子对前后时刻信道估计值动态时域更新，结合频域平均重构数据导频构建算法的判决策略。仿真结果表明：在3种不同车-车(vehicle-to-vehicle,V2V)通信场景下，本文提出的算法在误码率和均方根误差方面优于时频平均、数据导频构建等算法。     

高速数据跳频通讯发射系统的硬件实现

传统的跳频通讯主要适用于话音通信,本文论述的跳频通信系统用于高速数据的传输.详细介绍了高速数据跳频通信系统的硬件实现电路,阐述了其中的工作原理,实际测试结果表明:系统跳频速率为2000跳/秒,信道速率为32KB/S,符合系统设计要求.     

基于压缩感知的MIMO-OFDM系统稀疏信道估计方法

在多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中, 信号经过频率选择性衰落的信道后, 在接收端需要进行均衡和相干信号的检测, 故准确的信道估计量必不可少. 传统的信道估计方法均基于信道抽头是密集型的假设, 利用线性重构算法, 如最小二乘(LS)或最小均方误差(MMSE)等, 可以达到Cramer-Rao下界(CRLB). 然而, 通过物理信道测量发现, 在实际通信系统中, 宽带信道抽头分布通常表现出稀疏特性. 通过充分利用信道的稀疏特性, 该文将压缩感知中的CoSaMP重构算法应用于MIMO-OFDM系统的稀疏多径信道估计. 在达到与传统的信道估计方法相同性能的前提下, 基于CoSaMP的信道估计方法以非常小的计算复杂度为代价, 大大减少了导频信号开销, 从而提高了频谱资源利用率.     

基于邻居节点分组的认知无线电Ad Hoc网络公共控制信道分配算法

针对目前认知无线电Ad Hoc网络中公共控制信道分配在网络拓扑变化下性能差以及对主要用户活动鲁棒性差等问题,提出了一种基于邻居节点分组的公共控制信道分配算法。该方法根据认知无线电Ad Hoc网络频谱异构性对认知节点及其1跳邻居节点进行分组操作,然后利用最大边二分团建立起分组认知节点与可用信道集的映射关系,最后将控制信息时延和控制信道吞吐量联合起来构成可用控制信道效用函数,进而选择具有最大效用函数值的可用控制信道作为邻居节点组的最优控制信道。仿真结果表明:该算法性能优越,在认知节点密度和主用户数量增加时,能优化公共控制信道选择并有效降低业务传输时延,较好地适应了认知网络信道可用性空-时变换特性。     

认知无线电中基于相似性的自适应分簇算法

针对认知无线电网络(CRN)中可用信道实时变化的特点,运用图形理论提出一种基于相似性的自适应分簇(CBAC)算法. 以用户可用信道的相似性为基础,结合考虑用户的移动性,通过计算节点权值实现CRN的优化分簇. 仿真分析证明,CBAC算法提高了系统的链路平均可用信道数,相比传统的分簇算法,能提高频谱的利用效率.     

差分跳频系统中基于迭代分解的G函数构造方法

差分跳频是跳频技术中提高数据传输速率的一种有效方式，频率转移函数是差分跳频研究的重点，本文针对现有的频率转移函数所生成的跳频序列性质上的不足，提出了一种时变的频率转移算法，通过m序列，对频率对进行迭代分解，进而控制频率之间的对应关系，同时根据发端算法构造了解映射算法。对算法进行了理论分析和仿真验证，仿真验证表明：相比于基于m序列、RS码和混沌序列加扰的G函数算法，新的转移算法是时变的，产生的跳频序列的随机性、均匀性和安全性得到了改善，二维连续性符合卡方检验的理论值，在通信性能上也有了部分提升。     

车辆接入互联网基于机会链接的资源分配

为提高车辆接入互联网的通信服务能力,研究了无线网络接入点(AP)如何分配信道资源,才能更为有效地利用车载节点间的机会通信扩展AP通信服务范围.对基于机会链接的资源分配问题进行了形式化定义并证明该问题是NP-难的.为解决该问题又提出基于节点间链接预测的资源分配近似算法. 通过模拟实验分析了节点数量与节点请求下载量对传输率的影响,并将基于链接预测的资源分配算法(APL)与现有的基于竞争及随机资源分配方法进行了对比实验分析,实验结果表明: 该方法显著地提高了网络的通信服务能力.     

单载波块传输系统中基于叠加导频的信道估计与均衡

在单载波分块传输系统中进行频域均衡需要知道精确的信道状态信息,为此本文提出了一种基于叠加的导频序列的迭代信道估计算法,利用叠加的导频序列以及通过迭代均衡检测得到发送数据的估计值来降低信道估计的误差。从理论上分析了该算法所能达到的信道估计误差下限和比特误码率下限,并提出了最优叠加导频序列的设计准则。数值仿真结果表明:采用该算法时系统的比特误码率性能与已知信道信息时的性能差距小于1 dB。     

一种用于低压电力线通信的信道估计算法仿真

针对低压电力线通信中的信道估计问题,应用正交频分复用(OFDM)技术,在现有的OFDM通信信道估计算法的基础上,提出一种基于小波滤波器判决反馈的信道估计算法.该算法无需额外发送参考消息,提高了信道的利用率,而且小波滤波器能够达到去噪声的目的,具有良好的估计性能.对该算法进行了理论分析和初步的仿真实验,给出了仿真方法及结果.     

基于倒谱分析的OFDM信道估计方法

时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统利用PN序列作为保护间隔,其中保护间隔用作系统同步和信道估计.由于PN序列相关不是理想δ函数,在信道估计时引入了额外误差.该文对倒谱分析在信号处理中的应用进行了研究,提出了基于倒谱分析的OFDM信道均衡算法.该算法利用QPSK信号作为导频信号,运用倒谱进行信道估计.在多径信道...