认知无线电中传输阶段频谱感知研究

认知无线电系统中,如何进行有效地频谱感知是关系到次用户系统传输效能的首要问题,也是认知无线电长期的研究热点之一。传统的认知无线电中,频谱感知只发生在特定的感知阶段,而忽略了决策、传输阶段信息对频谱感知的支持作用。提出了一种充分利用传输阶段的信息进行频谱感知的方法,并基于感知结果优化下一阶段的发射功率分配。考虑基于解码信息的频谱感知算法,在传输阶段,次用户接收机在接收到次用户发射机的信息后,对信息进行解码;之后,将次用户信息从接收信号中去除,利用剩余的信号检测主用户的工作状态,并根据状态的不同,优化次用户下一阶段的发射功率。数值仿真结果表明,相对于传统的衬底式认知无线电算法（传输阶段的信息没有被用于频谱感知）,在对主用户造成相同的平均干扰情况下,提出的算法能够在一定程度上提升次用户平均信道容量。提出的算法通过对传输阶段信息的二次利用,能够为频谱感知行为提供更多的可用信息,提升检测主用户当前工作状态的正确率,在对主用户造成一定的平均干扰约束下,更加精确地控制次用户自身的传输参数,从系统机制的层面上提高了对通信信道的综合利用率。     

基于无速率编码的认知无线电系统能量分配算法

针对目前广泛应用的认知无线电技术,研究最大化认知系统能量利用率的问题.全局计入信道特性和系统本身特性对能量利用率的影响,利用无速率编码对网络动态环境的自适应能力以对抗主用户不可预知的出现,研究基于无速率编码的多信道认知无线电系统的能量分配算法.通过引入周期频谱感知模型,提出的能量分配算法根据信道和系统特性分配从用户的感知能量和传输能量,利用系统门限约束干扰概率以保护主用户通信.仿真结果表明,对应不同的信道或系统特性,提出的算法均能够显著降低能耗,提高能量利用率.     

多载波认知无线电无线携能通信资源分配算法

认知无线电可通过频谱感知提高资源利用率,但会产生感知能耗,降低传输能量.为了保证认知无线电的传输性能,提出认知无线电可利用多载波实现无线携能通信,并分配通信资源,实现系统性能优化.认知无线电利用部分子载波传输信息,采集剩余子载波上主用户射频能量,补充感知耗能.提出的子载波和子载波功率联合优化算法,在保证能量、干扰和总功率受约束的基础上,可最优化系统的吞吐量和能量.仿真结果表明,能量采集会占用传输资源,需要合理分配子载波,使其在速率和能量间取得性能折中.提出的算法通过采集能量补充感知能耗有效地提高了系统吞吐量.     

认知无线电网络中合作频谱感知参数优化

为提高频谱感知的效率,提出了一种在资源受限的认知无线电网络中合作频谱感知参数优化算法,在保证对授权用户的干扰不超过指定门限时,对信道利用效率与系统资源利用效率进行选择性加权,使认知无线电网络的感知效率最大化. 针对不同使用特征的授权信道,该算法均可求解出相应的最优感知参数组合. 仿真结果表明,在避免干扰授权用户的前提下,最优感知参数组合系统能最大化感知效率.     

认知无线电具有时延约束的干扰功率分析

为量化认知无线电队列时延与干扰功率之间的关系,提出一种功率分配方案. 此方案以最小化主用户接收端平均干扰功率为目标,受限于次用户时延服务质量约束. 推导非对称Nakagami-m衰落信道平均干扰功率闭合解. 仿真结果表明,干扰功率与时延约束之间存在折中. 当时延约束较严格时,认知无线电系统通过天线分集可显著降低次用户对主用户的干扰.     

多信道认知无线电频谱感知时间和门限联合分配

为提高多信道认知无线电的吞吐量,提出采用交替方向优化联合分配次用户的频谱感知时间和子信道感知门限.基于"先听后传"的次用户帧结构,建立了感知时间和门限的优化分配模型.该模型在保证满足主用户通信需求和子信道频谱感知性能的前提下,最大化次用户各子信道的吞吐量总和.联合优化算法通过交替优化感知时间和门限能够获得模型的最优解.仿真结果表明:存在最优的感知时间和门限最大化次用户的吞吐量,并且相比之前的方案,联合分配能够提高次用户的吞吐量.     

干扰温度受限的认知无线电系统中断概率分析

针对一个衰落条件下的多用户认知无线电系统,该系统存在多个并行的认知链路,其发送功率同时受主用户接收端干扰温度的限制以及各自的最大中断概率约束,研究如何通过对各认知链路适当的功率控制来使其非中断传输概率的乘积达到最大,以获得尽可能高的传输效率并保证各链路的共享公平性。首先,对瑞利衰落、信道噪声和用户间信号干扰进行了合理的抽象与建模,并给出了各认知链路的中断概率表达式,将上述各认知链路传输概率乘积最大化问题近似为几何规划问题,从而获得该问题的近似最优解。仿真结果表明,这一近似解与实际最优解基本吻合。     

认知无线电网络频谱聚合策略的性能优化

为了有效提高认知无线电网络频谱共享的性能,综合考虑了集中控制模式下的数据传输质量及信道利用率,研究了基于主用户的频谱聚合策略. 针对一个聚合频谱中的多个信道,面向次级用户建立具有多服务台且传输过程可同步中断的离散时间排队模型. 使用矩阵几何解方法,求解出主用户数据包阻塞率、次级用户数据包平均延迟以及信道利用率等性能指标的表达式. 实验结果表明,在设置频谱聚合容量时,不同性能指标之间存在折中关系. 通过建立成本函数,给出了频谱聚合容量的设置方案,实现了认知无线电网络频谱聚合策略的性能优化.     

基于时域-空域联合的认知无线电频谱感知算法

为提高认知无线电系统中频谱感知的性能和检测概率,提出了一种时域-空域联合的频谱感知算法。该算法利用主用户信号时域与空域的特性,通过空域感知对主用户定位,利用主用户的定位信息时域感知选择认知用户进而提高检测概率。仿真结果表明,该算法的检测性能优于时域或空域感知。     

基于OFDM的认知无线电系统中的功率分配改进

基于正交频分复用(OFDM)的认知无线电系统中,次用户子载波功率的泄漏会对主用户产生干扰.针对这一问题,提出了一种改进的功率分配方法,即在主、次用户所在子信道间合理设置保护带条件下,采用迭代分块注水算法.仿真结果表明,改进的算法满足各主用户干扰功率上限的条件下,也使得次用户信道容量最大化.     

有限反馈下的CoMP极化干扰消除方法

提出一种不需要额外的用户到协作小区的信道信息反馈的干扰消除方法.通过研究单用户多输入多输出协同多点传输(CoMP-SU-MIMO)系统中用户接收信号经过接收算法处理后所受到的干扰情况和双极化信道的特性,结合现有反馈技术,提出了一种新的干扰消除方法.利用双极化信道特征矢量的正交特性,达到较好的干扰消除效果,减少了算法复杂度.     

认知Ad Hoc网络多小区资源分配方案

在授权多小区频谱资源复用场景下,基于分级信道接入模型提出了一种认知Ad Hoc网络资源分配方案．授权小区将频谱资源进行区间复用,认知系统根据区域复用的不同划分可用频段,并在不同频段采取不同的接入方式;联合考虑链路传输需求及授权用户干扰保障设计传输效益因子,根据传输效益因子分配可用信道,运用拉格朗日对偶理论实现功率分配,并基于令牌环结构实现Ad Hoc链路局部信息交互．仿真表明,所提算法相对非复用认知场景系统容量可在相同指标下提升2%．     

基于空间信道控制方式的频谱感知资源分配技术

针对频谱资源中授权频段因信道质量和信号干扰等因素导致的感知频谱利用率不高的问题,提出了基于大规模天线空间信道控制的频谱感知资源分配方式.通过波束成型技术使主瓣波束对准期望用户,而在干扰源方向放置零陷,可有效地抑制对次级用户的干扰,并确保次级用户对感知频谱的使用,从而进一步提高系统的频谱效率.仿真结果显示,在信噪比为5 dB和10 dB时,所提方案的谱效率（系统吞吐量）优于其他策略.     

通信-感知-计算融合：6G愿景与关键技术

无人驾驶、无人机应急通信、沉浸式拓展现实、工业互联网等新兴智能服务依赖于环境多维信息感知和超强算力,对传输速率、端到端时延、可靠性和功耗等都提出了极高的要求.为了提升第6代移动通信系统（6G）的网络内生智能感知和算力自适应能力,急需对通信-感知-计算（通感算）融合理论和关键技术进行研究.首先概述了面向6G通信-感知-计算融合的应用需求;然后提出了通感算融合链路级和系统级的关键技术,包括通感算一体化融合技术、多源信息数据处理、多维资源管理等,阐述了这些关键技术的原理、方法和性能等;最后探讨了技术挑战和未来的发展方向.     

LTE中适用于MBSFN的自适应资源分配机制

提出了一种适用于长期演进(LTE)系统多播广播单频网传输方式的自适应资源分配机制,考虑多播业务的资源需求和信道情况决定每个子帧上传输的业务类型.在每个资源分配周期内,通过估计系统内多播业务所需的子帧比例,选定相应的信干噪比门限;通过门限判决并考虑多播业务所需资源分配情况,自适应地实现多播业务和单播业务间的子帧分配.仿真结果表明,所提机制在保证多播业务速率的同时,可以提高单播业务吞吐量,优化了系统无线资源的利用率。     

同轴电缆网络的回波反射及其产生的码间干扰分析

作者根据高频传输线理论导出了用于分析同轴电缆网络回波反射的等效基带模型.在此基础上,作者导出了用同轴电缆参数、电缆两端器件的反射损耗、所选调制技术的接收门限信噪比和信息传输速率表示的存在码间干扰的电缆长度区间公式和电缆网络不需均衡的信息传输速率上限.该结果既适用于上行信道,也适用于下行信道的数字信号传输和数字电视传输     

企业信息化管理初探

企业信息化管理的目的在于改变企业传统的经营管理方式 ,实现信息的共享与传递。它的任务是采用现代电子技术开发信息资源 ,全面提高企业的资源配置水平。在企业信息化管理过程中 ,要求达到普及率、集成率和贡献率。     

衰落环境下B3G移动通信系统有效信道容量优化的研究

研究Rayleigh衰落信道下B3G移动通信系统有效信道容量的优化问题。首先,回顾了有衰落时的Shannon信道容量,并根据信道信息确定最佳功率控制方案;然后,根据系统给定的掉话概率Pout确定最佳的干扰门限值α0*,使系统总干扰最小;最后,在定义系统有效信道容量概念的基础上利用拉格朗日乘子法推导出最大化系统有效信道容量的发射数据速率。研究表明,α0*与功率控制干扰因子ρ、接收机可分辨出的路径数M以及系统掉话率等有关。数值仿真结果证明了理论推导的正确性,并得出结论:对于给定的α0*,只要选取M≥4,功率控制干扰因子ρ≤0.5,系统有效信道容量就存在全局最大值。     

多波束卫星通信系统波束干扰下的资源分配策略研究

多波束卫星通信系统能够为移动用户提供全球范围的通信服务.然而,由于条件限制,星上资源利用率较低,并且星地距离较远,业务传输过程中存在较大时延.为了提高星上资源的利用率,本文在有波束干扰的多波束卫星通信系统中,针对有严格时延要求的卫星通信业务,提出了一种新的下行链路资源分配算法,增加了业务时延限制和最大干扰功率限制两种约束条件,满足各点波束的最大业务时延要求以及对地面网络通信的干扰影响.本文同时考虑了各点波束的相互干扰对系统容量的影响,以最大化满足点波束业务需求量为优化目标,利用拉格朗日对偶理论和次梯度下降法得到最优资源分配结果.仿真结果表明：在噪声功率谱密度相同的信道条件下,与现有的几种算法相比,本文提出的算法可满足每个点波束的时延要求,具有较好的公平性,同时提高了系统的总传输速率,降低了点波束业务需求与所分配通信资源之间的差值,最大化满足用户通信业务需求;在噪声功率谱密度不同的信道条件下,本文提出的算法仍保持较好的公平性.     

定位信息加密系统的研究与设计

本文设计了一套能够实时感知、可靠传递以及智能管理的安全定位系统,该系统是基于以祖冲之算法为基础,利用北斗设备、GSM、百度地图API以及GPRS加密传输信息的定位系统,保证了关键信息的安全加密传输。该系统可实现对设备的精确定位、安全监控和智能化管理,对于提高设备管理水平具有重要意义。