一种多源协作网络中轮询节点选择算法

针对放大转发(AF)的多源多中继两跳协作通信网络模型,提出了一种基于轮询分组调度算法的节点选择与用户调度策略.与之前所提出的中继选择选择算法相比,所提出的中继节点轮询分组调度算法,不需要额外的信令开销,复杂度低,并保证中继间的负载均衡.此外,为保证用户传输的公平性,提出一种结合多用户分集的轮询分组调度算法.最后在已选择的中继节点和所调度的源节点用户中引入分布式空时编码.仿真结果表明,该节点选择和用户调度算法能保证所有节点使用的公平性,并且结合分布式空时编码之后,可以提高频谱利用率,从而提高了系统性能.     

主用户链路深度衰落下的认知网络中继

针对主用户链路经历深度衰落而发生通信中断的问题,提出了一种认知网络对主用户进行"透明"中继的方案。在不改变主用户通信协议的前提下,该方案首先感知主用户的状态,以判断其是否需要中继服务。当主用户通信发生中断时,认知网络利用从用户的能量检测器选出一个最优的节点解码转发主用户信号。从中断概率角度证明了这种最优单节点中继具有与多节点中继相同的空间分集作用,能够提高主用户平均传输效率,有较大的中继信道容量。通过仿真分析,验证了其分集效果和传输效率的提升。     

基于喷泉码的放大转发协作通信系统的性能

为了实现在发送端未知信道状态信息(CSI)条件下的高效协作通信,研究了基于喷泉码的协作通信系统的性能.研究表明,在放大转发协作中目的端接收到的喷泉码符号的差错率比译码转发协作低.同时为了更充分地利用协作分集增益,提出了将基于喷泉码的放大转发协作通信与自适应解调技术相结合的方案,该方案使协作分集更有效地作用于喷泉码译码,并实现在发送端未知CSI条件下的自适应传输.仿真结果表明,该方案与采用喷泉码的直传通信和译码转发协作通信相比,能够降低误比特率,加快译码速度.     

过时信道状态下译码转发中继选择的优化

针对实际通信系统中反馈延迟这一非理想因素,进行了译码转发方式下的中继选择优化研究。针对机会中继选择(ORS)通过选择合适的协作节点参与协作来减少系统功耗和降低成本,但反馈延迟会影响最佳协作中继的选择从而导致协作通信系统性能变差的情况,提出了一种在过时信道下优化机会中继选择方法,以选出最佳中继节点参与协作过程。仿真结果表明,优化机会中继选择降低了译码转发方式下协作通信系统的平均误码率,改善了系统的信道容量,提高整个通信系统性能。     

MIMO水声通信中的空时分组扩展编码方案探讨

采用多输入多输出（MIMO）结构和空时编码可以使水声通信系统获得分集增益,改善系统性能。针对水声信道中的频率选择性衰落,研究了一种用于MIMO水声通信系统的空时分组扩展编码方案（STBSC）,利用正交扩频编码克服了水声信道中多径干扰对空时分组编码（STBC）信号正交性的破坏。给出了方案的系统模型和实现框图,采用MIMO水声模型对方案的性能进行了仿真。仿真结果表明,STBSC方案在多径水声信道中可以得到完全发射分集。最后介绍了方案的水库试验,试验结果表明了方案的有效性。     

基于DSTBC-DF的无线传感网能量有效性研究

提出了一种基于分布式空时分组编码的译码转发(DSTBC-DF)的新的协同分集方案,设计了适合协同分簇多跳无线传感网的网络协议,并讨论了协同同步情况,分析了协同分集方案的性能和协同分簇无线传感网的能量效率.理论分析与Mento Catlo仿真的结果验证了这一新方案的有效性:相比传统的方案,不但实现简单,而且通过合理的协议设计有效地解决了协同同步问题,实现了完全的分集增益,有更高的能量效率,网络系统能耗明显降低.     

协作通信中一种非差分分布式空时码

构建了一种循环酉矩阵群的非差分分布式空时码,该码字基于一个简易的三跳通信信道模型,可以应用于信道状态不是特别优良,或者由于通信距离两节点之间不能实现直接通信的情况,也可以应用于Ad hoc网络.在源节点处用循环对角酉矩阵群来构建发送码字,利用分集和的方法得到最优生成矩阵.在中继处利用广义Hadamard矩阵构建中继酉矩阵,对信号进行酉线性处理.并得出三跳通信模型下部分相干分布式空时码的译码公式,根据此公式得到如何选择生成矩阵来提高系统性能.最后对该码字进行仿真对比,得出在低信噪比情况下,两跳通信系统性能比三跳模型的好,但是在高信噪比下三跳通信模型要比两跳的更为优良,并且比差分编码性能提高3dB左右.     

一种功率节省的协作传感器网络伙伴选择方法

针对无线传感器网络的传统协作伙伴选择方法不允许链路复用中继,致使产生中继节点抢占的问题,建立了允许协作链路间复用中继节点的系统模型,运用拉格朗日乘子法优化中继节点上功率分配最大化协作增益,分析复用中继能获得误码率增益和功率增益的条件和功率分配,提出一种中继复用的分布式协作伙伴选择方法。理论分析和仿真结果表明,允许中继通过功率分配进行复用的新伙伴选择方案能降低无线传感器网络的系统总功耗,并使更多链路的误码率需求得到满足。     

差分酉空时协作系统的多符号裁减自动球形译码

鉴于差分协作系统中多符号差分检测(multiple-symbol differential detection,MSDD)算法计算复杂度高的缺点,引入裁减自动球形译码(pruning automation sphere detection,PASD)算法来降低差分酉空时协作系统的检测复杂度.PASD算法是在球形译码的基础上,结合自动球形译码和裁减球形译码的思想而提出的.通过对扩展节点所消耗的复杂度和系统的误码率两方面来分析译码算法的性能.仿真分析表明,在差分酉空时协作系统中,PASD算法在误码性能几乎不变的情况下,复杂度曲线比球形译码(sphere detection,SD)算法收敛迅速.其中在分组长度N=5、信噪比SNR=15dB的情况下,PASD、SD算法的扩展点数分别为14.138 6、78.950 5,大大降低了系统的复杂度;同时,当SNR>16dB时,协作节点的增加有利于提高系统的误码性能,系统的复杂度性能并没有很大的损失.     

STBC-OFDM技术在水声通信中的试验研究

空时分组编码（Space Time Block Coding,STBC）技术能够获得满发射分集增益并且译码简单,而正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术可对抗水声信道中的多径干扰和实现较高的频谱利用率。设计了将空时分组编码与正交频分复用相结合（STBC-OFDM）的高速水声通信系统方案,并进行了湖上试验研究。湖试中,在1200m距离下,带宽为4.32kHz时有效传输速率为3.328kbps,误比特率低于10-5。湖试结果表明,STBC-OFDM技术在高速水声通信中的应用潜力。     

基于压缩感知的多中继协作通信系统稀疏信道估计算法研究

提出了一种基于压缩感知理论的多中继协作通信系统稀疏信道估计方法.采用正交匹配追踪（Orthogonal Matching Pursuit,OMP）压缩感知算法,对时域信道脉冲响应进行估计.对多中继协作通信系统进行稀疏建模;结合压缩感知理论构建观测矩阵,并给出卷积信道的稀疏表示;利用压缩信道感知算法重建了系统的卷积复合信道.仿真结果表明,与传统的最小二乘法（Least Square,LS）相比,采用压缩感知理论的信道估计算法,能利用较少的导频信号获得很好的信道估计性能,提高了频谱利用率.     

Pattern时延差编码水声通信抗多普勒的差分解码研究

研究了 Pattern时延差编码（Pattern Time Delay Shift Coding,PTDS）水声通信的差分解码技术。在移动水声通信中,多普勒频偏会对信号产生时间上的压缩或展宽。差分解码通过测量相邻Pattern的时间差进行时延估计完成译码,克服了多普勒频偏在时间上的累加效应,具有更强的抵抗多普勒能力,为移动水声通信技术的研究打下了基础。仿真实验证明所提出的解码方案简单易行、性能优良。     

虚拟时间反转镜PDS水声通信双向均衡方案

虚拟时间反转镜（Virtual Time Reversal Mirror,VTRM）引导了空间聚焦和信道均衡,将其应用在Pattern时延差编码（Pattern Time Delay Shift Coding,PDS）水声通信体制,构成VTRM-PDS系统,可增强抗多途干扰的能力。但当通信节点间存在缓慢运动,即信道缓慢时变时,在一帧信号中,信道均衡的效果会随时间逐渐降低,产生失配现象。提出了双向均衡方案,在没有信道先验知识的前提下,通过前向和后向信道均衡,充分利用探测信号和信道信息,提高了信道均衡效果。湖试结果证明了该方案的优越性。     

基于FFH/MFSK的深海远程水声通信技术

为实现深海远程水下通信,提出了一种FFH（Fast Frequency Hopping）/MFSK（快跳频/多频移键控）通信方案。该方案利用快跳频技术对已调MFSK信号进行二次调制,借助频率分集,可有效地抑制远程水声信道因多途传播而引起的频率选择性衰落,从而更好地实现远程低信噪比条件下可靠通信。同时采用深海声道作为通信系统水声波导,将通信节点置于声道轴以大幅提高通信距离。仿真及湖试结果证明了所提方案的良好性能。     

Cooperative Relay Selection Mechanism in Multi-Hop Networks

In this paper, we consider a three-hop relay system based on interference cancellation technique in Underlay cognitive radio (CR) network. Although underlay CR has been shown as a promising technique to better utilize the source of primary users (PUs), its secondary performance will be severely degraded. On one hand, by adapting the Underlay spectrum sharing pattern, secondary users (SUs) would observe the strict power constraints and be interfered by primary users. On the other hand, limited transmit power results in limited transmission range, which greatly degrade the secondary transmission capacity. To solve the problems above, we propose an interference cancellation protocol for multi-hop wireless communication networks in underlay CR, which could develop the long-distance transmission performance and improve the transmission efficiency significantly. As simulation results shows, proposed scheme significantly reduce the secondary outage probability and increase the secondary diversity than the traditional cases.     

EA-RDSP: Energy Aware Rapidly Deployable Wireless Ad hoc System for Post Disaster Management

In post disaster scenarios such as war zones floods and earthquakes, the cellular communication infrastructure can be lost or severely damaged. In such emergency situations, remaining in contact with other rescue response teams in order to provide inputs for both headquarters and disaster survivors becomes very necessary. Therefore, in this research work, a design, implementation and evaluation of energy aware rapidly deployable system named EA-RDSP is proposed. The proposed research work assists the early rescue workers and victims to transmit their location information towards the remotely located servers. In EA-RDSP, two algorithms are proposed i.e., Hop count Assignment (HCA) algorithm and Maximum Neighbor Selection (MNS) algorithm. The EA-RDSP contains three types of nodes; the client node sends information about casualty in the disaster area to the server, the relay nodes transmit this information from client node to server nodes via multi-hop transmission, the server node receives messages sent by client node to alert rescue teams. The EAM-RDSP contains three types of nodes; the client node sends information about casualty in the disaster area to the server, the relay nodes transmit this information from client node to server nodes via multi-hop transmission, the server node receives messages sent by client node to alert rescue teams. The proposed EA-RDSP scheme is simulated using NS-2 simulator and its performance is compared with existing scheme in terms of end-to-end delay, message delivery ratio, network overhead and energy consumption.     

具有双极性的非相干OCDMA系统性能分析

提出了一种可减少多址干扰的非相干OCDMA编解码方案，该方案利用光开关控制2个单极性编码器和1个具有平衡互补结构的解码器，在1个光学信道上实现了双极性OCDMA信号传输；分析了电光编码、传输、解码、光电转换等环节的信号变化，推导出系统的噪声和误码率公式；与其它CDMA方案比较表明本方案在误码率方面可达到电域双极性CDMA系统的水平。     

基于空时块编码和正交脉冲的MIMO系统性能研究

为了有效利用脉冲无线电(IR)的短距离、高数据速率以及多输入多输出(MIMO)通信系统的更大容量,提出了一种基于空时块编码(STBC)和正交脉冲的MIMO超宽带(UWB)通信系统。具体实现是通过对标准单输入单输出(SISO)脉冲无线电系统的直接序列超宽带作为多址(MA)技术的IR-MA信号模型以及信道模型、收发器结构和检测方法的分析,提出了一种把空时块编码和正交脉冲相结合的新方法,并采用FS-rake相干接收(CR)和非相干接收(NCR)技术及IEEE UWB信道模型对其获得的空间分集和编码性能进行了研究,从而得到可以相对较好地描述高信噪比时的性能变化趋势的理论上限值。仿真结果表明,这种STBC-IR方案相比于传统的单链路-脉冲无线电(SL-IR)方案,可获得更好的空间分集和编码增益,可用于增加传输距离和减少rake接收机的复杂性,而且在UWB通信中,STBC-IR方案还能很好地消除定时抖动的影响。