基于自适应截断机会波束的无线传感器网络

衰落环境会造成无线传感器网络性能急剧下降,为了提高衰落通信信噪比,讨论了在单跳网络的中心节点设置多天线阵列,通过采用截断机会波束技术,并选择状态好的传感器节点来提高衰落信道性能的方案.分析了采用自适应机会波束后节点的反馈量以及信干噪比分布函数的变化,并对系统进行仿真,验证了自适应截断机会波束系统能够提高节点信干噪比和系统容量.     

一种AWGN信道下非规则LDPC码的优化方法

提出了一种加性高斯噪声（AWGN）信道下非规则低密度奇偶校验（LDPC）码的优化方法。利用LDPC码迭代译码算法下变量节点与校验节点的EXIT曲线之间的面积反映码的收敛阈值与香农限的差距这一特点,设计表示两条EXIT曲线之间面积的函数F,该函数可以衡量非规则LDPC码的性能,F值越小,LDPC码的收敛阈值就越接近香农限。仿真显示,合理设计变量节点和校验节点,减小函数F的值,能够提高非规则LDPC码的性能。     

基于EXIT图的正则LDPC码性能分析研究

EXIT（EXtrinsic Information Transfer）图分析方法可以看作密度进化技术的一种简化,具有实现简单的优点,并且在不同的信道、调制方案以及检测器中都可以使用。在详细阐述了EXIT图分析方法的基础上,给出了基于EXIT图的正则LDPC码的门限判决算法,进一步通过计算机仿真分别给出了变量节点译码器和校验节点译码器的EXIT曲线,以及不同的信道信噪比下（3,6）正则LDPC码EXIT图的变化规律,直观地对迭代译码过程中的互信息变化进行了描述分析。     

信噪比失配对LDPC码译码影响的分析

在加性高斯白噪信道条件下,采用置信度传播算法对LDPC码进行译码,需要精确估计信道信噪比用于计算接收比特的后验概率消息作为译码器的输入.信噪比值的错误估计称为信噪比失配.本文研究加性高斯白噪信道条件下信噪比失配对LDPC码译码的影响.通过对置信度传播算法校验节点更新方程的近似得到一个以信噪比为自变量的校正因子函数,基于...     

控制增益符号未知的不确定非线性系统鲁棒自适应控制

针对一类控制增益函数及符号均未知的不确定非线性系统,基于反推滑模设计方法,提出一种鲁棒自适应神经网络控制方案.结合Nussbaum增益设计技术和神经网络逼近能力,取消了控制增益函数及符号已知的条件,应用积分型Lyapunov函数避免了控制器奇异性问题,并通过引入神经网络逼近误差和不确定干扰上界的自适应补偿项消除了建模误差和不确定干扰的影响.理论分析证明了闭环系统所有信号半全局一致终结有界,仿真结果验证了该方法的有效性.     

GF(q)域上非规则LDPC码EXIT图分析方法研究

GF(q)域上非规则LDPC码是二进制非规则LDPC码在有限域GF(q=2p)上的扩展,在码长和码率相等的情况下,具有比二进制非规则LDPC码更优异的性能。如何分析GF(q)域上非规则LD-PC码的迭代译码性能是其能否有效应用的关键。基于迭代译码结构,本文研究了AWGN信道下GF(q)域上非规则LDPC码的EXIT图分析方法,推导了其计算表达式;提出了利用EXIT图变量节点与校验节点联合优化准则。仿真结果表明,相对密度进化方法,该方法计算出的收敛门限值的精度稍有下降,却极大地降低了计算复杂度;在相同通信条件下,通过联合优化准则设计的GF(q)域上的非规则LDPC性能优于二进制非规则LDPC码;得到的收敛门限对应的信噪比非常接近香农限,进一步验证了EXIT图分析工具的优越性。     

基于控制性能的MIMO非线性系统动态面控制

针对一类不确定非线性MIMO(multiple-input multiple-output)系统,在动态面控制方法的基础上,提出了自适应跟踪控制方案.通过引入性能函数和输出误差转换,保证输出信号具有指定的跟踪速度、跟踪误差、最大超调量.为了避免控制奇异问题,采用神经网络直接逼近期望控制信号.该方案无需估计神经网络的权值,仅对1个参数进行自适应律设计.理论证明了闭环系统所有信号有界,仿真结果验证了所提方案的有效性.     

基于最小均方误差准则的相关旋转预编码算法

针对传统相关旋转(CR)算法放大噪声的问题,利用拉格朗日函数最小化接收信号与发射信号间的误差,通过贝叶斯理论和信道统计特性计算不完美信道状态信息,设计了信道状态信息(CSI)完美和不完美两种情况下基于最小均方误差(MMSE)准则的CR预编码算法的系统方案。分析与仿真结果表明,与传统迫零(ZF)准则下的CR算法相比较：信道状态信息完美时设计方案在同一信噪比(SNR)下误码率性能提高2~3dB;信道状态信息不完美时系统误码性能也有显著的提高。     

一种基于替代迹的蜂窝网信道分配Actor-Critic算法

针对D2D混合蜂窝网络在进行信道分配时难以在较高信噪比条件下进行自动信道分配的问题,提出了一种基于替代迹的蜂窝网络信道分配Actor-Critic算法。首先,在定义了信道分配的约束条件下对信道分配问题进行数学建模,然后,建立信道分配问题的MDP模型,在MDP模型的基础上定义基于替代迹的Actor-Critic算法。Actor部分采用基于模拟退火的探索策略,通过温度变化自适应控制状态空间中探索的范围,将Critic部分求解的值函数的时间差分误差用于更新该策略的优先级,再依优先级对策略进行更新。Critic部分采用基于替代迹的值函数更新方式,并计算值函数的时间差分误差,以指导Actor改进策略。为了验证文中方法,对基于替代迹的蜂窝网络信道分配问题进行了仿真和验证,结果表明了文中方法具有系统吞吐量大和信噪比高的优点,是一种可行的混合蜂窝网络的信道分配方法。     

具有模糊监督控制器的积分变结构间接自适应控制

针对一类不确定非线性系统, 基于变结构控制原理, 并利用具有非线性可调参数的模糊系统去逼近过程未知函数, 提出一种具有模糊监督控制器的积分变结构间接自适应控制方案. 该方案通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界. 进一步, 通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差的影响. 理论分析证明了跟踪误差收敛到零. 仿真结果表明了该方法的有效性.     

正交频分复用系统中基于人眼视觉系统的自适应图像传输

针对传统的图像传输方法,提出了一种基于人眼视觉系统的自适应图像传输方案。在OFDM系统中,通过将自适应技术与信源分割及信道特性相结合的方法,实现在频率选择性慢衰落信道中高质量的图像传输。为验证该方法的良好性能,三种不同图像源被用于仿真程序中。仿真结果及理论分析可以证明,自适应图像传输与传统的图像传输相比,可大幅地提高接收图像的峰值信噪比。     

Performance analysis of IEEE 802.11 WLANs with rate adaptation in time-varying fading channels

The IEEE 802.11 supports multiple transmission bit rates by using different modulation and coding schemes. Due to different bit error characteristics and transmission efficiencies of the rates, stations may benefit from an adaptive use of them for a varying channel condition, called rate adaptation. The accuracy of rate adaptation is expected to be highly affected by a time varying nature of typical radio channels due to multipath fading. This paper presents an analytic model of the IEEE distributed coordination function (DCF) with the automatic rate fallback (ARF) rate adaptation algorithm, which is the most widely used one in the 802.11 market, under time-correlated Rayleigh fading. The key idea behind the approach is to exploit the first-order Markovian approximation of Rayleigh fading channels, based on which transmission failure probabilities are obtained depending on the current and previous transmission status. By using those probabilities, the ARF process of a station is modeled as a Markov chain, then, the rate distribution obtained by solving the Markov chain is fed to a DCF model. The proposed DCF model is described in a per-station manner, thus enables the analysis of heterogeneous channel conditions and medium access control (MAC) configurations among stations.     

两跳双中继协同ARQ策略研究*

基于中继择优选择,提出一种新型协同通信系统传输方案：两跳双中继协同ARQ策略。该方案是传输时延和传输效率的优化折中。理论分析和仿真结果说明,在时间相关瑞利衰落信道模型下,两跳双中继协同ARQ策略无论是在源到中继链路质量较好时,还是源到中继链路衰落较为严重时,给系统带来的性能增益都远优于单中继协同ARQ策略和双中继协同系统。     

Adaptive rate coding using convolutional codes for asynchronous code division multiple access communications over slowly fading channels

This paper presents a method of code rate adaptation using punctured convolutional codes for direct sequence spread spectrum communication systems over slowly fading channels. A blind channel estimation technique is used to estimate the nature of the multi-user channel at the detector (before the decoder). The path gains obtained from the channel estimation technique are used to adapt the code rates. Punctured codes derived from a specific rate 1/2 (M = 4) mother code are used to provide error protection corresponding to the actual channel state. The upper and lower bounds on the bit error probability and the upper bound on the error event probability are derived for hard-decision and soft-decision decoding over Rayleigh and Rician fading channels. The throughput gains obtained using the adaptive scheme and the performances of the punctured codes are studied.     

A cross-layer adaptive transmission scheme combined with SR-ARQ over correlated fading channels

Current adaptive transmission schemes all assume independent block fading. However, in slow fading channels, it is highly possible for consecutive block transmissions to be correlated. In this paper, we propose a cross-layer adaptive transmission scheme, which is an optimum combination of modulation format and packet size, combined with selective repeat automatic repeat request (SR-ARQ) to improve the throughput in correlated slow fading channels. We apply a multi-state Markov system model to analyze the system performance and to optimize the selection of modulation levels at the physical layer and packet sizes at the data link layer in a correlated slow fading channel, which is also described by a finite-state Markov chain. A general closed-form expression of the average throughput for this cross-layer adaptive transmission scheme is presented. Simulation results show that our adaptive transmission scheme combined with SR-ARQ can obtain a good performance in correlated slow fading channels.     

An Efficient ATM Cell Transmission Scheme Over Mobile Cellular Networks

This paper proposes an efficient adaptive-rate scheme in conjunction with retransmission and code combining for transmission of ATM cells over mobile cellular networks. Wireless channel is characterized by block-fading Rayleigh distribution, where it is assumed to be invariant during each block of data and fading is assumed to be independent from one block to another. The proposed scheme provides a large dynamic range and yields very low cell-error rates at almost all channel conditions (low outage probability) with at most two retransmissions. This makes the scheme suitable for real-time applications, such as constant-bit-rate (CBR) applications intended for use in ATM circuit emulation mode [9]. Furthermore, it saves a considerable amount of power as compared to fixed rate schemes with the same spectral efficiency and outage.     

多径衰落信道下OFDM系统的仿真性能分析

构建了正交频分复用(OFDM)系统的仿真模型,给出了具体信道的参数.在不同信道传输环境下,对不同调制方式和不同移动速度下的OFDM系统性能进行了分析比较,在仿真结果的基础上给出了OFDM系统抗多普勒频移的参考方案,采用的信道模型基于ITU-R M.1225 Channel B瑞利(Rayleigh)衰落信道.最后,在基于COST 207的信道模型下,对四种典型环境的OFDM系统进行了仿真研究,并对其结果作了讨论分析.结果表明:在多径衰落信道下,OFDM系统可以有效克服多径衰落和多普勒频移,能够应用于未来的通信系统.     

一种简单有效的无线信道仿真方法及应用

产生统计独立的多径衰落信道是无线信道仿真的一个基本问题.针对B3G-TDD系统中的频率选择性衰落信道提出了一种简单有效的仿真方法.该方法基于瑞利衰落信道的波普和比利(Pop and Beaulieu)模型建立,通过引入衰落指针,使多个瑞利衰落信道彼此独立,并为每个瑞利衰落信道分配不同的时延.仿真结果表明,设计出的频率选择性衰落信道不仅简单而且符合信道特点.运用该方法研究了BPSK信号通过瑞利衰落信道和频率选择性衰落信道以后的误码率情况并进行了比较,提出正交频分复用技术作为改善信道衰落的有效方法.B3G-TDD系统中信道估计的实验结果表明,这种方法是高效而且可行的.     

基于CPU+FPGA的实时临空信道模拟器设计

信道建模是研究临近空间通信技术、评估系统传输特性的基础和重要方法。临近空间飞行器从低速向高速发展,信道变化频次随飞行器速度增大而愈加频繁。为实现对临空通信过程中信道衰落的实时仿真,研制基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)和现场可编辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)架构、参数1 ms更新一次的临空信道模拟器。该模拟器内置气象性损耗模型和无线信道衰落模型,CPU端通过设计状态机控制模块、优化参数计算逻辑、优化操作系统来压缩信道参数的计算时间。FPGA部分设计关键信息同步方案、基于状态机的双保障更新机制保证参数的可靠稳定传输、并行加速处理实现信息交互和增强信号处理速度。实测结果表明,上述方案有效提升了临空信道模拟器的参数计算速度和信号处理速度,可实现信道参数随收发机运动1 ms更新一次。     

一种基于Simulink仿真环境下的多径衰落信道的建模及测量

无线信号在传播过程中通过多径衰落信道到达接收天线,本文在算法仿真中提供一种简单有效的simulink仿真模型能够直观的模拟无线传播过程中的多经衰落环境,利用该模型,可模拟四种运动模式加性噪声、包含多径延时、瑞利衰落、多普勒频移及路径损耗。