基于叠加调制和自适应功率分配的干扰抵消

为消除协作通信系统中各用户的相互干扰并自适应分配各用户的发送功率,提出基于叠加调制和自适应功率分配的多用户干扰抵消算法。各用户在发送自己信息的同时协助其他用户进行信息转发,采用联合设计的叠加调制函数形成重构信号,接收端利用该函数完成干扰消除。针对无线信道的多样性,以最大化系统容量为准则对各用户的重构信号进行自适应功率分配。多种网络模型中的仿真结果表明,本文算法能有效消除干扰,降低系统错误概率。相比结合固定功率分配的干扰抵消算法,该算法可获得1.5dB的比特错误概率性能改善和5dB的帧错误概率性能改善。     

泊松域上基于有限反馈的干扰对齐系统性能分析

为了满足用户日益增长的数据流量需求,无线网络基站架构正从严格规划的宏基站转变为多个分布式基站. 分布式基站的部署位置具有很强的随机性,不同于传统的基于规则的基站部署模型,在泊松域上可随机部署基站,为此,研究了多输入多输出干扰网络中基于有限反馈的干扰对齐系统性能. 首先将基站在泊松域上建模成齐次泊松过程,分析了量化后的信道状态信息的相关统计特征,推导了系统的中断概率和网络容量的近似闭合表达式,通过最大化网络容量的下界得到了最优的发射机部署密度参数. 仿真结果验证了所推导的表达式能准确地评估基于有限反馈的干扰对齐系统性能.     

基于主用户协作场景下认知用户频谱检测性能分析

考虑协作通信网络和认知无线网络共存的场景,分析了主用户具有中继辅助的情况下,认知用户的频谱检测性能。通过理论分析,得到了认知用户的理论检测概率和虚警概率;同时分析了基于中继采用放大-转发传输模式下,认知用户的检测性能,并将最佳感知时间建模成一个优化问题,从而得到认知用户可以获得的检测时间增益。通过仿真比较了传统检测模型和新型模型的检测结果。仿真表明,理论分析和实际仿真吻合,验证了理论分析的正确性,为今后该模型的研究奠定了理论基础。     

电子战环境下雷达探测模型建立方法

用检测概率表征雷达检测性能,总结了雷达在正常情况下及存在有源和无源干扰时的探测模型,并给出其应用方法。     

多信道无线网络中窃听与干扰攻击的对抗策略

为了在无线网络中同时对抗智能干扰与窃听攻击,论文基于斯坦伯格博弈,通过功率控制的方法,设计了一个窃听与干扰攻击对抗策略。在该策略中,干扰者的目标是造成源节点的能量损耗与通信质量的下降,而源节点则通过功率控制来对抗干扰者的干扰,论文不仅严格证明了该博弈模型均衡的存在,而且提出一种分布式学习算法,使得博弈过程可以在节点间没有信息交换的情况下高效地收敛于该均衡。在此基础上,我们通过分析安全容量与窃听概率,证明了提高干扰信道的信道增益可以同时降低窃听者的窃听概率。在性能分析中,通过与其他博弈模型的分析对比,论文提出的策略在对抗非合谋的智能干扰与窃听攻击方面可以达到很好的抗攻击效果。     

窄带干扰情况下定时序列检测性能分析

分析了多载波系统在窄带干扰情况下定时测度的统计特性,根据定时测度的概率密度
分布特性,得到了定时序列的漏警概率和虚警概率. 研究结果显示,一般情况下,信干比(S
IR)对定时估计性能影响不大,当SIR较高时（大于10?dB）,噪声是影响估计性能的关键因
素. 对于一个给定值的SIR,干扰带宽对定时测度的均值和方差几乎没有影响. 当SIR小于15
?dB时,训练序列的漏警概率受窄带干扰(NBI)影响较大,虚警概率与信噪比(SNR)和SIR无
关,且近似为零. 该结果对定时同步算法的研究和定时序列检测都具有一定的参考价值.     

雷达之间电磁干扰预测模型研究

针对雷达与雷达之间的电磁干扰问题,建立了发射源模型、传输通道模型、接受器模型和天线之间的耦合模型,给出了雷达系统的干扰预测方程。据此模型可方便地编制预测分析软件,由给定的雷达参数和工作环境参数计算出干扰噪声比;在雷达天线处于扫描工作状态时可得到干扰概率,同时提出了一个便于计算干扰概率的简化模型,可快速有效地对雷达之间的电磁干扰状况进行预测分析。     

能量收集协同干扰中继系统保密速率优化

研究各有一个源节点、中继节点、目的节点和窃听节点的中继窃听信道模型的保密速率的优化问题。模型中各节点具有能量收集能力,源节点和中继节点采用“储能-发送”模式工作,即先收集能量,再发送数据。中继节点采用协同干扰模式,在源节点进行数据发送时对窃听者进行干扰。首先分析得到中继协同干扰方式下提高保密容量的条件;然后给出以最大化保密速率Rs为目标的吸收比例系数ρ和中继节点发送功率Pr的迭代优化算法。通过对算法性能进行仿真,证明该算法收敛速度快,能有效提高系统的保密传输速率。     

基于IEEE 802.11p的车载自组网MAC层接入算法RLBSA

基于多业务的p-persistent模型提出实时侦听的自适应算法(RLBSA)。该算法针对VANET4种优先级设置提出利用计算信道冲突/空闲比来优化信道的利用率,即当信道空闲较多时,节点根据自适应策略增加发送概率;而信道冲突较多时,则降低发送概率。该算法解决了在多种优先级业务并存的条件下需要对各个优先级发送节点数量进行估计的问题,且可以根据网络负载自适应调整刷新发送概率的时长,克服了需要预先根据网络密度设置侦听周期长度的弊端。仿真结果表明该算法可以很好解决当网络中存在大量高优先级数据时AC3业务的冲突问题,同时低优先级数据也能保证其访问信道的机会。     

分层分组无线网络性能分析

在考虑大规模分布式分组无线网络（PRN）前提下，对能量减小网络控制业务量的一种分层网络组织协议进行了分析，并与分布式分组无线网络的性能进行了比较，在分析分组无线网络采用TDMA延时传输协议的网络平均延时特性时，提出了网络节点平均传输概率的指标，并且提出了一种改善分层分组无线网络平均延时性能的方法，使分层分组无线网络在减小网络控制业务量与提高网络性能之间达到了更好的折中。     

基于端到端丢包测量的网络瓶颈链路推断方法

为了寻找网络中瓶颈链路,对网络数据包丢失率的推断方法进行了研究,提出一个新的网络数据包通过率的统计推断模型．该模型基于端到端的测量方式,采用累积母函数对网络路径级数据包通过率进行分析,估计出网络链路级数据包通过率的统计信息．利用网络数据包通过率与丢失率之间的关系,可以间接得到链路级数据包丢失率的统计信息．仿真实验表明,该模型不需要很高的测量负载量就可以较精确地推断出网络链路级数据包通过率的统计信息,并根据Chernoff bound检测出网络中的瓶颈链路．     

延长无线传感器网络生存周期的跨层算法

为了延长无线传感器网络(WSNs)的生存周期,提出了联合优化物理层和网络层的跨层算法.首先通过物理层的功率控制方法,初步确定可能参与通信传输的传感器节点候选集;然后在节点候选集中,综合考虑传感器节点的接入概率、端到端通信链路的单跳成功传输概率和端到端通信链路的能量效率,以达到均衡性地进行网络层路由选择的目的,实现传感器网络的端到端通信传输过程.仿真结果表明,在保证能量效率的同时,该算法可以有效地延长无线传感器网络的生存周期.     

喷泉码纠错的无线网络切片传输时间分析

为了提高无线通信中网络切片传输的吞吐率,避免引入大量的反馈延时,将无重传的喷泉码机制用于无线网络切片的纠错传输.在该方案中,采用基于喷泉码的前向纠错机制代替传统的自动重传请求机制,实现网络切片的无线传输;并针对喷泉码纠错机制,优化了网络切片的切片方案.这种方案,通过喷泉码无重传以及低冗余度的纠错特性,可以降低网络切片传输协议的复杂度和传输延时;尤其在丢包率较大的网络环境下,单位时间内喷泉码方案可以传输更多的有效切片数据,提高无线网络切片的传输吞吐率.在此基础上,分别构建了基于喷泉码的无线网络切片传输系统和基于自动重传请求方案的无线网络切片传输系统,并对这两个系统的传输时间进行了分析和比较.仿真结果表明:当网络丢包率超过5×10-2时,网络切片采用喷泉码方案具有比自动重传请求方案更低的传输时间;当丢包率为10-1时,喷泉码方案的传输时间比自动重传请求方案可降低22%以上;随着丢包率的增大,喷泉码方案在传输时间上的优势更加明显.     

Lightweight jammer localization algorithm in wireless sensor networks

In wireless sensor networks (WSNs), as the shared nature of the wireless medium, jamming attacks can be easily launched and result in a great damage to the network. How to deal with jamming attacks has become a great concern recently. Finding the location of a jammer is important to take security actions against the jammer, and thus to restore the network communication. After a comprehensive study on the jammer localization problem, a lightweight easy-operated algorithm called triple circles localization (TCL) is proposed. The evaluation results have demonstrated that, compared with other approaches, TCL achieves the best jammer localization accuracy under variable conditions.     

基于近邻算法的无线传感器网络功率控制

针对因无线传感器网络节点部署的密集性和随机性造成单一、不变的发射功率无法满足无线传感器网络能量高效的要求,提出基于近邻算法的无线传感器网络功率控制算法(NNPC).该算法中Sink节点保存整个网络拓扑结构的信息,利用多近邻算法评估节点密度,确定最优通信距离.结合Friss自由空间模型和两线地面传播模型计算当前网络最优发射功率,Sink节点广播通知节点采用最优发射功率发送数据.如果节点没有接收到广播包,那么节点采用默认的最大发射功率.仿真结果表明,基于近邻算法的网络功率控制算法能提高整个无线传感器网络的生存时间,节省网络的平均能耗.     

基于复数域网络编码的下行传输方案设计

为进一步提高无线中继网络的信息传输速率,提出了一种基于复数域网络编码的有效下行传输方案。不同于传统的信息传输方案,该方案采用时间维复数域网络编码,中继节点对接收到的多个时隙的信源符号进行复数域网络编码并将编码符号同时发送给用户节点;用户节点接收到所有中继节点的编码符号,采用联合最大似然多用户检测恢复信源符号。性能分析和仿真结果表明,该方案的符号错误概率明显低于传统中继传输方案,且能获得更高的信息传输速率和网络吞吐量。     

一种蚁群策略的双信道传感器网络路由算法

针对高负载无线传感器网络堵塞率比较高的问题,提出了一种基于蚁群策略的双信道传感器网络路由算法(CORA).该算法首先利用双信道通信模式降低了信道竞争过程中的数据碰撞和多播抑制几率;再利用最大感染球策略来压缩蚁群的寻路范围,进而降低网络的寻路能耗;借助分层图模型提出了一种两层网络联合优化的选路策略,该策略可将控制层中被堵塞的寻路业务有条件地下放在数据层中传输,从而降低网络的堵塞率和通信延迟.仿真结果表明,与一种基于蚂蚁策略的能量有效路由算法及一种基于蚁群策略的能量有效路由算法相比,CORA算法能将高负载网络下的堵塞率下调13%,且能有效降低数据包的平均通信时间和网络的通信能耗.     

基于译码前传的跨层中继选择策略研究

协作中继提高了无线网络系统的可靠性。基于译码前传模式,结合跨层协作思想,提出了一种基于MAC层和物理层的跨层中继选择实现方案。方案首先解决了中继协作时机问题;以最小中断概率为目标,给出了如何选择中继节点以及分配发射功率的方法;最后给出了跨层协作中继选择实现框图及具体步骤。以跨层设计为基础,中继进行选择时可以依据最新的信道状态信息,使选择更加有效;拥有具体的发射功率分配方案,能够更有效地利用发射功率。仿真结果表明,所提方案能够获得更好的中断概率性能。     

基于网络编码的无线传感器网络生存时间最大化

结合网络编码理论,研究了无线传感器网络生存时间的最大化问题。首先,基于物理层广播特性提出了一种新的超图模型,用以描述无线传感器网络中基于网络编码的信息传输;并在此模型基础上,提出了一种基于超弧的网络能耗线性测量模型,将无线传感器网络生存时间的最大化问题描述成为多约束条件下的网络流量优化分配问题。实验结果表明:本文提出的优化问题更符合无线传感器网络中信息传输的本质特征,能够为基于无线广播的网络编码实现合理的资源分配。此外,在无线传感器网络中应用网络编码确实可以提高整个网络的生存时间。