面向卫星-地面协同通信系统的物理层安全传输设计

为增强多窃听者场景下的卫星-地面协同通信系统数据传输安全性,首先建立以卫星链路物理层安全传输速率最大化为优化准则、地面链路传输质量和信号发送功率为约束条件的卫星-地面协同传输优化问题.由于该优化问题的非凸性,随后通过引入辅助变量,将原问题分解为主、次两个子问题进行迭代求解,其中主问题为一维搜索问题,次问题则需进一步借助半正定松弛和矩阵变换方法转换为等价凸优化问题.最终,提出一种基于物理层安全的卫星-地面协同传输设计方案.计算机仿真结果表明,信号发射功率和卫星天线数的增加可提升系统安全速率,而窃听者数量的增加则会使得系统安全性降低.     

基于无人机中继的星地认知网络波束成形算法

针对基于无人机中继的星地认知网络,提出了两种波束成形（beamforming, BF）算法,通过对各种干扰进行抑制,实现系统间的频谱共享。具体而言,在基于无人机中继的卫星网络作为次级网络、地面网络作为主网络的情况下,以无人机最大发射功率和主用户所受干扰为约束条件,建立次级用户信干噪比最大化准则的优化问题;接下来在已知次级用户统计信道状态信息的条件下,提出一种基于迭代的BF算法对优化问题进行求解;更进一步,为了降低迭代算法的实现复杂度,提出了一种基于迫零的BF算法。最后,计算机仿真验证了所提两种波束成形方案的正确性与有效性。     

存在干扰下的多无人机中继波束形成策略

无人机（Unmanned aerial vehicle, UAV）作为空中中继平台能够快速、方便地建立起一条可靠高效的数据传输链路，在应急通信等领域受到了国内外学者的广泛关注。为提升存在干扰下的基于放大转发的多UAV中继传输系统的通信质量和性能，本文提出了两种波束形成（Beamforming, BF）策略。首先给出地面接收端信干噪比和可达速率的理论表达式；然后分别建立以UAV中继总功率最小化和可达速率最大化为准则的优化问题，推导出了相应的最优BF权向量的解析表达式；最后，计算机仿真验证了所提BF策略的正确性和有效性。     

肇庆市长利涌的环境状况和生态修复技术展望

随着城市化的发展,国内很多河流遭受污染,破坏原有的生态功能。位于肇庆市鼎湖区广利镇的重要河流长利涌同样面临着污染的问题,长利涌的治理在肇庆生态文明建设中起着决定性的作用。因此,本文通过分析长利涌水质污染与生态破坏的现状,综述目前化学和生态修复技术国内外的研究进展,以及分析化学、物理修复以及生态技术的特点和应用,总结出先采用化学处理再用生态修复可以有效治理河流污染与恢复河流生态功能的结论,为后续开展的长利涌治理提供有价值的参考。     

存在干扰的星地混合协作传输性能分析

分析了地面多个中继节点采用放大转发协议辅助卫星通信构成的星地混合协作网存在同信道干扰时的性能.首先在用户端采用最大比合并方案并受到同信道干扰的情况下,得到其输出信干噪比的表达式.其次针对卫星链路服从阴影莱斯分布和地面链路服从瑞利分布的情况,推导出输出信干噪比的矩母函数,并进一步得到系统平均误符号率的解析表达式.接着,推导出高信噪比条件下系统平均误符号率的近似表达,为估算系统的性能提供了更加快速的方法.最后,计算机仿真验证了理论计算公式的准确性,并分析了信道参数、中继数目和调制方式对星地混合协作传输的影响.     

无线传感器网络能量空洞问题缓解策略分析

针对无线传感器网络中的能量空洞问题,建立了包含节点感知能耗、处理能耗、接收能耗、发送能耗的能量空洞问题分析模型,提出能量消耗速率的概念,并且给出了避免能量空洞问题的条件.利用该分析模型从理论上分析了节点密度、数据采集率、数据融合以及路由方式等策略对缓解能量空洞问题的有效性.最后,通过仿真实验数据与理论分析的对比验证了该模型对能量空洞问题分析的正确性,并且给出了缓解能量空洞问题的最佳策略.     

混合衰落信道下存在反馈时延的多天线中继性能分析

研究了混合Rayleigh-Rician衰落信道下,存在反馈时延的多天线双跳放大转发（AF）中继系统的性能.首先,基于反馈时延波束成形（BF）模型得到混合衰落信道下中继系统的输出等效信噪比（SNR）.然后,利用无穷级数展开推导出输出信噪比中断概率（OP）和概率密度函数（PDF）的解析表达式,并进一步得到中继系统遍历容量和平均误符号率（ASER）的理论计算公式.最后,计算机仿真验证了所提出的性能分析方法的正确性,并定量分析了天线数量、反馈时延和信道参数对系统性能的影响.     

基于门限判断DF协议的多无人机中继传输中断性能分析

UAV（unmanned aerial vehicle,无人机）中继系统作为远距离数据传输的一种有效手段,成为当前无线通信领域的一个研究热点。首先在考虑路径损耗等实际参数的前提下,建立了基于多个UAV的中继协作传输系统模型,得到采用门限判断 DF（decode-and-forward,译码转发）协议时系统的最大输出 SNR （signal-to-noise ratio,信噪比）表达式。接着,假设上行链路和下行链路均服从Rician分布,推导出多UAV中继传输系统的中断概率闭合表达式,并且进一步得到了高信噪比条件下中断概率的渐近表达式、系统的分集度和阵列增益,为分析系统参数对中断性能的影响提供了更加便捷的方法。最后,计算机仿真验证了理论分析的正确性,并且定量分析了无人机中继个数、配置的天线数目以及中断阈值对系统中断性能的影响,为实际的系统设计和应用提供参考。     

基于机器学习的认知无线网络优化策略

5G的发展带来了终端设备爆炸式增长的现象,使得频谱资源紧缺的问题越加严峻,认知无线网(cognitive radio,CR)的提出,被认为是提高频谱利用率的有效途径。认知无线网,融合了当代无线电通信技术、计算机技术、微电子学技术、软件无线电技术和现代信号处理技术等多学科之长,通过感知周围的电磁环境、学习及理解等方式,自主为用户寻找到当前空闲的频谱,完成信息交互过程。针对频谱资源紧张的现状,为改善频谱分配,首先介绍了有关认知无线网络的概念及其特点,重点介绍了机器学习中遗传算法,强化学习和隐马尔可夫模型在认知无线网络中的应用,并展望了其在认知无线网络中的发展前景。机器学习算法的引入,实现了高效的频谱资源管理,有效地解决了无线频谱资源紧张的问题。     

一种适用于无线传感器网络的拓扑控制算法

无线传感器网络拓扑控制算法对于延长网络的生存时间、减小通信干扰、提高路由协议和MAC协议的效率等具有重要的意义.在分析XTC(eXemplary Topology Control)算法的基础上,提出一种改进的基于局部网络信息的分布式拓扑控制算法M-XTC(M0dIfied-XTC).改进算法保持了XTC算法简单、实用,不需要节点位置信息,适用于普通节点、异构网络和三维空间等优点,并且更有利于延长网络的生存时间,具有更好的实时性和鲁棒性.