空间双向中继多元调制编码系统及设计方法

针对空间网络信息交换速率和容量要求越来越高的问题,提出了采用多元调制编码的物理层网络编码有效提高双向中继无线网络信息交换速率的方案。该方案中2个用户使用完全相同的多元非规则重复累积（IRA）调制编码,从而使中继节点可以直接从叠加信号中恢复网络编码信息。通过EXIT分析方法,得到了双向中继信道下度分布优化的多元IRA调制编码。仿真结果表明,所提方案相对传统时分多路方案而言可以将信息交换时间缩短约48%。     

非对称速率的双向中继信道物理层网络编码

本文提出了基于非对称速率的双向中继信道的物理层网络编码方案。本文所提方案联系实际无线通信信道的差异性,不但考虑了较差链路的最大传输性能以保证其传输的可靠性,而且在较优链路采取较高速率进行传输,从而充分利用较优链路来传输更多信息,增加通信系统的信道容量。为实现不对称速率传输,其基本思想是在较差链路中加入已知信息,通过已知信息可减小中继节点接收到的叠加信号的星座图,使得通信系统的译码性能得到提升。在中继节点,根据叠加信号的星座图对叠加信号进行联合解调,在节省了系统工作时隙的同时也减小了系统的复杂度。仿真结果表明了采用非对称速率传输不但可保证信息传输的可靠性,还可提高通信系统的信道容量,充分利用系统资源。      

差分相干同步CDMA信道中的一种新的抗多址干扰接收机

本文考虑加性白噪声环境中的同步ＣＤＭＡ通信系统，给出了一种新的线性非相干解调接收机，同时给出了这种抗多址干扰接收机的误码率及渐近效率。结果表明，对于使用Ｇｏｌｄ码作特征码的ＣＤＭＡ系统，当用户数不大于特征码长度时，这种接收机的最小渐近效率是０．５     

双向中继信道的模拟网络编码最优功率分配

在双向信息非对称条件下,研究了基于模拟网络编码的双向中继信道中的最优功率分配问题。分别给出了中断概率最小化、和速率最大化意义下的最优功率分配闭式数学表达式,并证明了两种约束下最优功率分配问题的统一性。分析表明:现有的基于模拟网络编码的双向中继信道中的最优功率分配方法是本文提出方法在某些条件下的特例。计算机仿真分析证明了提出的最优功率分配方法在中断概率和和速率性能方面均优于平均功率分配方法。      

基于放大转发的双向中继信道密钥生成

根据基于放大转发的双向中继信道的特性,该文利用时分系统无线多径信道的互易性和卷积运算的交换律提取密钥,使得密钥可以在信道估计时生成,而无需预先进行分配。由于信道的稀疏多径特性,采用基于压缩感知的重构算法对信道状态信息进行估计,提出了基于多径相对幅度和基于多径相对相位的密钥生成方案进行密钥的生成,并与基于多径相对时延的密钥生成方案进行了比较。仿真结果表明,3种方案均可以达到较高的密钥生成一致性,解决了第三方窃听的问题,保证了物理层通信的安全。     

双向中继稀疏多径信道密钥生成与分发

本文利用时分系统无线多径信道的互易性,提取信道相位信息作为密钥,实现双向中继信道的密钥生成与分发。由于信道的稀疏多径特性,采用基于压缩感知的重构算法对信道状态信息进行估计。端节点采用正交导频设计,将双向中继信道分解为两个点对点的信道;而中继采用物理层网络编码的思想,广播导频和密钥比特的异或。这样,仅用2个时隙就实现了密钥生成与分发,还保证了密钥的安全,且无需预先进行密钥的分配。仿真结果表明,本文所提方案可以有效的实现双向中继信道的密钥生成与分发,保证了物理层的安全通信。      

采用网络编码的双向中继信道中软信息的传输方法

采用格栅编码量化(TCQ)这一信源编码方法结合格栅编码调制(TCM)技术,解决了双向中继信道中软信息的传输问题。仿真表明,在衰落信道下,该方法性能上优于传统的译码转发和放大转发的网络编码方法。该方法应用于双向中继信道并在有限带宽的情况下可获得接近理想信道的链路性能。该方法为软信息网络编码走向实用提供了一种有效的思路。     

基于计算-转发策略的双向中继通信方案

针对双向中继通信中物理层网络编码的应用,采用基于计算-转发的中继策略,研究并推导了在AWGN信道和衰落信道下的可达速率。为了在衰落信道下获得更高的传输速率,提出了一种采用信道反转预编码的新型传输方案。对比可知,采用这一预编码方案可使通信性能获得较大提升。在两种信道条件下,基于计算-转发的双向中继通信方案都能获得最大自由度,表明计算-转发策略是当前最适于双向中继通信的中继策略。     

面向传感器网络的双向中继协议

针对传感器网络的特点,提出一种基于三时隙网络编码及选择性解码转发的双向中继协议,简称双向选择性解码转发协议（TW-SDF）。对比物理层网络编码中继协议,此协议具有高分集增益、低编解码复杂度及易系统实现等优点。更重要是从理论上推导出此中继协议在采用线性分组码及硬解码算法情况下的误块率上界。仿真实验表明,若采用BCH线性分组码,上述误块率上界能紧致地预测真实系统性能。     

GMSK中频数字化非相干接收机的设计与实现

针对突发模式下的GMSK信号,设计并实现了一种非相干数字化接收机,并且提出了一种更容易硬件实现而且频谱更好的GMSK信号产生方式。该接收机为了降低系统的复杂度,接收机采用2bit差分的方式按样点先进行信号解调,然后利用提出的基于引导码的位定时算法,在8个符号之内实现了位定时的快速捕获。最后在FPGA上的实现证明了接收机的可行性和优越性。     

基于物理层网络编码的非对称中继系统性能分析

在无线通信研究中,网络编码因其可有效提升带宽利用率的特性得到了大量关注.但是,网络编码用于双向中继信道(TWRC)时,中继位置的不对称将造成系统性能的下降,故在源节点使用分层调制的方法来解决此问题.研究了分层调制和物理层网络编码的联合以及优化,并进行了系统仿真.仿真结果显示,在非对称中继信道下,通过与传统调制方案(CM...     

非对称信道下双向中继网络中最大化和速率的波束成形设计

双向中继网络的波束成形设计大都基于对称信道的假设。该文考虑非对称信道的情况,通过合理设计波束成形因子,使得系统在中继总功率约束下,其和速率最大化。为解决此非凸的最优化问题,首先提出了一种基于分支定界(branch-and-bound)思想的优化算法,并证明了该算法可获得全局最优解。然后提出了一种次优算法,该算法假设次优解为两个已知向量的线性组合,因而求解次优解只需优化两个实数系数,具有较低的复杂度。仿真表明,分支定界算法性能优于现有其他算法;次优算法相对于分支定界算法有一定的性能损失,但是在节点数较小或中继节点平均功率较低时,次优算法优于其他现有算法。     

高灵敏度卫星导航接收机的差分相干积分算法

积分算法的选择是高灵敏度卫星导航接收机的关键技术,它影响着接收机的灵敏度以及硬件相关器的设计方法.差分相干积分应用于高灵敏度接收机能够减小传统非相干积分的平方衰减.理论分析与数据实验的结果表明差分相干积分的检测性能平均优于非相干积分约0.75dB.     

不对称双向中继信道中的再生双向中继选择及功率分配

该文研究不对称双向中继信道下的被动式再生中继选择问题。首先,通过理论分析给出了传统3节点网络的可达速率域。然后,在瑞利衰落信道环境下,理论推导了系统中断概率的闭合表达式。接着,利用系统业务知识和信道状态信息,提出一种改进型的最大最小中继选择准则。进一步,研究中继端叠加信号的功率分配,提出了两种功率分配因子选择算法,并对所提算法进行了理论分析。仿真结果表明：通过被动式再生中继选择和功率分配可以显著提高系统的中断性能,在信道不对称情况下性能优势明显。     

双向中继信道中物理层网络编码的性能分析

针对双向中继信道,文章研究采用放大转发协议的物理层网络编码的性能.在考虑直传链路下,给出了3时隙网络编码的可达速率.在高信噪比条件下,推导了 3时隙物理层网络编码方案和2时隙物理层网络编码方案的中断概率近似表达式.通过仿真,验证了理论分析结果.同时,对3时隙物理层网络编码方案中继节点的功率分配因子进行了优化,在中继节点处于不同位置下分节点等功率和不同功率对不同方案进行了最大和速率的仿真,结果表明3时隙物理层网络编码可以利用网络的非对称性提高性能.     

不对称速率双向中继传输策略研究

在实际双向中继信道的通信传输中,由于信道质量,发射功率,业务需求等条件的不对称,双向信道的传输速率往往也是不对称的。该文针对双向中继信道中不对称速率传输的情况进行了研究,基于物理层网络编码,提出两种不对称传输的方案。第1种方案采用级联信道编码;第2种方案采用子集编码和子集调制。这样设计使得中继节点对接收到的叠加信号只需一次译码就可以直接解出信息比特的异或,从而降低了译码复杂度。仿真结果表明,结合信道编码的不对称传输设计,在提高系统有效性的同时,进一步降低了误比特率,保证了系统的可靠性。     

多接入中继信道中的单中继选择

研究表明,协作中继选择能提高无线中继网络的鲁棒性和能效。文中研究一个多接入中继信道,包含2个信源,N个中继和1个信宿。中继节点为半双工,对两个信源的信号采用非再生的网络编码。考虑直接链路,基于最佳最差信道、最佳信噪比和最佳调和平均选择,提出新的选择策略。仿真结果表明其在性能上优于原有策略。     

一种利用软信息网络编码在双向中继网络进行估计转发的方法

 在本文中,我们为双向中继网络(Two-way Relay Networks)设计了一种崭新的估计-转发(EF:Estimate-and-Forward)方法.在中继端信道解码后首先得到每一比特的对数似然比(LLR:Log-Likelihood Ratio),然后利用两个方向的比特LLR进行软信息网络编码,并借此构造出中继端的发送信号.因为此方法保留了两端比特信息的软信息并抑制了噪声,所以在任何条件下它的性能都要优于传统的放大-转发(AF:Amplify-and-Forward)方式和解码-转发(DF:Decode-and-Forward)方式,文中详细推导了三种转发方式的最大可达速率,得到EF方式下最大可达速率的上界和下界,还证明了EF方式较其它两种方式节省功率消耗,并通过仿真得到了速率曲线与误码率曲线,明确的验证了EF的优势.     

无线中继网络中的物理层网络编码

针对无线中继网络中物理层网络编码技术的应用,分析验证了其所带来可观的吞吐量性能提升。总结了当前物理层网络编码技术的相关研究方向,归纳了通信理论研究、信息理论研究和网络理论研究三个方面。介绍了物理层网络编码的关键技术,对物理层网络编码技术在实际信道条件下的性能分析及改进、采用高阶调制时的检测模糊及改进、基于嵌套格码的计算-转发策略和结合缓冲中继协议设计进行了深入探讨。以期放宽物理层网络编码对信道模型的限制,拓展其适用条件,同时在保障通信过程可靠性的前提下充分发挥该技术对通信有效性的提升,从而推进物理层网络编码技术在实际无线中继通信系统中的应用。