认知无线Mesh网络跨层设计研究

传统网络的分层设计不能满足具有特殊QoS需求的无线宽带业务,无法应对动态频谱接入的无线通信环境。采用联合开放、架构灵活的跨层设计研究无线Mesh网络接入技术日渐成为热点。本文首先介绍了跨层设计的起源、分类,然后分析了认知无线Mesh网络跨层研究的挑战、难点及最新进展,并提出利用跨层设计实现路由及频谱管理的一种构想,最后展望了认知无线Mesh网络跨层研究的新方向。     

已知噪声不确定性的双门限协作频谱感知

频谱感知是认知无线电的关键技术之一。能量检测广泛应用于频谱感知中,然而噪声不确定性严重影响其检测性能。建立了噪声不确定性模型,提出了双门限协作频谱感知算法,并分析了融合中心接收到感知用户信息数量进行有效感知的概率。仿真结果表明,在一定条件下,所提算法能够达到较好的检测性能。     

基于多像素光子计数器的弱光可见光通信实验系统

可见光通信是一种将照明和通信相结合的新型无线通信技术,但是接收端所采用的传统光电检测器的探测动态范围小、探测效率低,限制着可见光通信的发展。为了进一步提升传输距离和通信速率,本文研究了阵列结构的多像素光子计数器(Multi-pixel Photon Counter, MPPC)在可见光通信中的接收模型。实验采用模拟型输出的MPPC作为接收端进行光电转换,首先在弱光实验条件下搭建了可见光通信实验系统,然后推导了基于理想泊松模型的最大似然检测算法并给出了相应的误码率仿真图。仿真结果表明该算法的误码率性能和传统均值检测算法相比更优。最后通过观察不同传输条件下的眼图研究了阵列结构输出的泊松模型和叠加特性,并用实验数据对算法仿真结果进行了验证。实验表明,在工程应用中阵列结构的MPPC相比传统单光子检测器具有一定的优越性,为后续可见光通信系统设计和优化提供了支撑。      

认知无线电协作频谱感知机制的优化

频谱感知的目标是在尽量避免对主用户造成干扰的条件下为感知用户提供尽可能多的频谱接入机会。由于单用户频谱检测算法的局限性,协作频谱感知被提了出来。在满足对主用户干扰限度的条件下,为了使单个授权信道的频谱感知效率达到最大,引入一种新的协作频谱感知机制,联合优化包括感知时间、传输时间、参与协作的感知用户数目在内的感知参数,并通过穷尽搜索算法得到最优解。在此基础上研究了多个授权信道情况下的频谱感知效率问题,提出了一种授权信道选择分配方案。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

认知无线电系统协作频谱感知机制优化

为使干扰受限情况下的频谱感知效率达到最大,提出一种认知无线电系统协作频谱感知机制的优化方案。定义系统模型,运用协作频谱感知对系统目标进行联合优化,包括感知时间、传输时间、参与协作的感知用户数在内的感知参数优化。仿真结果证明,采用该优化方案,能在满足干扰受限的条件下最大化频谱感知效率。     

一种认知无线电网络接入控制和功率控制联合设计

在underlay频谱共享模式下,提出一种认知无线电网络接入控制和功率控制的联合算法。该算法针对主用户干扰温度和次用户信号干扰噪声比(SINR)限制,通过引入冲突因子,实现网络自适应调整被拒绝参与频谱共享的次用户数目,通过迭代进行接入控制和功率分配实现频谱共享。仿真结果表明,该算法能够保证接入共享主网络频带的次用户数近似最优,而且缩短了接入控制的时间。     

一种基于卡尔曼滤波的卫星通道参数跟踪方法

基于空间功率合成的分布式卫星对抗系统需要对卫星通道参数进行测量跟踪。根据卫星漂移特点,建立了卫星通道参数测量跟踪模型,提出了一种基于卡尔曼滤波的测量跟踪方法。仿真结果表明,该方法可以有效跟踪卫星通道相对时延和相位的变化。     

一种高速FIR成型滤波器的设计和实现

数字基带信号经过码型变换后是以矩形脉冲为基础的,一般低频分量比较大,占用频带也比较宽,为了更适合于信道传输等要求,需要经过波形成型以压缩频带,减小码间干扰。本文对一种用于CDMA系统平台的高速FIR成型滤波器的设计方法及其FPGA实现过程中需要注意的问题进行了详细的讨论。     

基于卡尔曼滤波的卫星信道参数跟踪方法研究

实际工程应用中,需要对卫星信道参数进行测量跟踪。根据卫星漂移特点,建立了卫星信道参数测量跟踪模型,提出了一种基于卡尔曼滤波的测量跟踪方法。仿真结果表明,该方法可以有效跟踪卫星信道相对时延和相位的变化。     

认知无线Mesh网络

随着对无线网络带宽的更高追求以及业务的多样化,网络模式越来越复杂,无线频谱资源越来越宝贵。如何无缝融合异构无线网络以及提高无线资源利用效率面临巨大的挑战。认知无线Mesh网络可以实现无线环境的认知、异构网络的融合,成为未来网络有希望的候选方案。文章介绍了认知无线Mesh网络的基本概念、特点、网络架构和协议体系,最后对认知无线Mesh网络的发展进行了展望。