基于无线信道状态信息的跌倒检测

随着中国正式迈入老龄化社会,老年人跌倒引发的问题日益引起关注。针对这一问题,无线信号(如Wi-Fi)感知被用于对跌倒进行及时检测与警报。无线信号感知技术依赖电磁波的反射特性,发射信号经过室内环境中各物体反射后产生不同的传播路径,叠加在一起到达接收端。由于接收信号携带了物体方位、活动状态等信息,通过将接收信号与实际物体的状态建立联系,可实现对物体进行定位与行动识别。对基于无线信道状态信息的跌倒检测进行研究,并在实验环境中验证其可行性。     

GreyFan:一种Wi-Fi隐蔽信道攻击框架

针对现实网络中诸如侧信道攻击、HID 攻击等传统的物理攻击，物理隔离被认为是一种较为彻底的抵御网络攻击的安全防护手段。2018 年，业界首次提出了一种物理隔离环境下的 Wi-Fi 隐蔽信道方法——Ghost Tunnel，即在Wi-Fi尚未连接的状态下，无线AP可成功将数据传给发起连接请求的计算机。提出了一种基于Ghost Tunnel方法的攻击框架—— GreyFan，利用该攻击框架攻击者可以对未连接Wi-Fi的用户实施无感知攻击，如文件隐蔽传输、任意代码执行等，并分析了相应的防御技术。     

传感器网络多信道通信技术的研究

伴随信息化网络时代的来临,无线传感器网络作为一种新兴技术近年来得到了社会各界广泛的关注与应用。无线传感器网络实现的多信道通信技术具有实时监测、感知并将信息传输到相应的管理平台中的功能。本文主要分析了无线传感器网络的结构,无线传感器网络的通信协议与MAC协议,并从多信道频谱感知、多信道MAC协议和多信道广播对无线传感器网络的通行技术进行了深入研究。     

面向6G无线环境可预测的感知重构、语义表征及应用

面对6G通信多样复杂的应用场景，精确低复杂的环境信息和信道模型是实现6G智简传输和组网的基础。面向6G无线环境可预测，对无线环境的感知重构、语义表征与应用展开研究，分析了现有的环境感知技术与重构算法，并对无线环境可预测的语义表征方法进行总结。围绕目前存在的信道建模与预测难题，介绍了信道在线预测的6G网络设计与感知重构平台。相关实验验证了该平台的可行性和准确性。认为未来无线环境可预测的关键是提高无线环境感知精度，提升无线环境语义的可解释性，建立一个面向6G信道的通用性系统模型。     

一种环境感知的无线Mesh网络自适应QoS路径选择算法

本文针对如何改善无线多跳Mesh网络的服务质量,满足无线多媒体业务对数据传输的带宽、时延、抖动的要求等问题,研究了一种基于无线信道状态和链路质量统计的MAC层最大重传次数的自适应调整算法。该算法通过对无线Mesh网络的无线信道环境的动态感知,利用分层判断法区分无线分组丢失的主要原因是无线差错还是网络拥塞导致,实时调整MAC层的最佳重传次数,降低无线网络中的分组冲突概率。基于链路状态信息的统计和最大重传策略,提出了一种启发式的基于环境感知的QoS路由优化机制HEAOR。该算法通过动态感知底层链路状态信息,利用灰色关联分析法自适应选择最优路径,在不增加系统复杂度的基础上,减少链路误判概率,提高传输效率。NS2仿真结果表明,HEAOR算法能有效减少重路由次数,降低链路失效概率,提高网络的平均吞吐率。本文提出的方法不仅能够优化MAC层的重传,而且通过发现跨层设计的优化参数实现对路径的优化选择。      

基于信道状态信息的Wi-Fi感知技术与实践

为了通过Wi-Fi无线信号实时监测呼吸率和步速等体征,提出对诺基亚Wi-Fi Beacon系列产品采集的信道状态信息的预处理方法以及基于菲涅尔区模型实现呼吸监测和多重信号分类算法提取多普勒速度这两种信号处理模型的仿真实验步骤,分析实际应用的健壮性并展望无线感知技术的发展前景。通过仿真实验结果表明,在特定条件下所提出的预处理方法切实有效,估计算法模型的准确率较高,可用于实时监测人体体征信息。     

非理想信道感知下的频谱共享容量的理论分析

在现有的以理想信道感知为条件的机会频谱共享容量分析基础上,重点讨论非理想感知对机会频谱共享中次用户信道容量的影响。关注两条不同传输途径的信道,一条是从次用户发送端到次用户接收端的无线信道,另一条是次用户发送端到主用户接收端的无线信道。以主用户接收端功率受限作为约束条件,得到了关于非理想信道信号噪声比条件下机会频谱共享的次用户信道容量的关系表达式。首先分析次用户发送端到主用户接收端信道和次用户发送端到次用户接收端信道为非对称时次用户的信道容量,其次分别探讨不同衰落信道模型下两条信道上感知（包括信道估计和预测）误差为对称和非对称结果时,次用户信道容量的变化。     

无先验信息的认知传感器网络能量检测算法

频谱感知是无线认知传感器网络的基本功能,也是无线认知传感器网络研究领域的一个热点。作为无线认知传感器网络中最简单的频谱感知技术,能量检测不需要信号的先验信息。文章分析低通情况下的白噪声检测,给出决策统计的时域表示和谱表示,研究AWGN(加性高斯白噪声)信道上的检测和虚警概率,介绍具备不相关系数的正交序列中随机过程的扩展形式:Karhunen-Loeve扩展。     

无线传感器网络中的分布式压缩感知技术

本文对无线传感器网络中分布式压缩感知的几个关键技术进行了详细阐述。首先,简要论述了压缩感知方法的基本原理;其次,分析了无线传感器网络中的分布式压缩感知技术与单个信号的压缩感知技术的区别,针对无线传感器网络中联合稀疏模型的建立、分布式信源编码以及联合稀疏信号的重构技术等问题进行了详细讨论;分析了在无线传感器网络的实际应用中,联合稀疏模型、分布式信源编码方式及联合稀疏信号重构方法的性能。最后,对无线传感器网络中分布式压缩感知技术的未来研究方向进行了展望。      

压缩感知算法在无线信道估计中的应用

压缩感知技术一经提出就以其极低的采样速率为优势,在多个领域中得到了应用,而无线信道因为多径效应而在时域范围内显示出自然稀疏的特性,符合压缩感知技术的应用前提。因此目前有很多研究人员将压缩感知技术应用在无线通信系统的信道估计中,在保证获得同样质量的信道状态信息的前提下,减少导频的插入数量,提高系统的频带利用率。并且针对不同的通信系统特征,各自有相应合适的重构算法来恢复信号。     

一种基于El Gamal加密算法的压缩数据收集方法

压缩感知技术在信号处理、图像处理、数据收集与分析等方面有很大优势,是近年来的研究热点。研究了如何安全高效地运用压缩感知技术来收集无线传感器网络中的数据。传统的基于压缩感知技术的数据收集方法并不考虑数据收集的安全性,而且网络内的所有节点都会参与每个测量值的收集。将El Gamal加密算法和基于稀疏随机矩阵的压缩感知技术相结合,提出了一种基于El Gamal加密算法的稀疏压缩数据收集方法（El Gamal based sparse compressive data gathering,ESCDG）。理论分析和数值实验表明,ESCDG不仅能降低网络资源的消耗而且能抵御多项式算力的内部攻击和外部攻击。     

人工智能辅助的信道估计最新研究进展

作为第六代移动通信发展的主流方向,智能通信正在蓬勃发展中,且初步展示了其与传统通信方法相比的优势。人工智能辅助的信道估计作为智能通信的重要组成,在已有的研究成果中展示了其相比传统信道估计算法的优越性,尤其是基于压缩感知技术、超分辨技术、残差学习等开展的信道估计研究均获得了丰硕的成果。针对人工智能辅助的信道估计技术,结合近来学术界最新研究成果,分别从基于深度卷积神经网络、基于深度循环神经网络、基于超分辨技术、基于压缩感知技术 4 个维度展示了人工智能辅助的信道估计的全貌。最后,对比总结了4类信道估计方法优劣及其未来研究方向,展望了信道估计与深度学习结合的广阔前景。     

基于无线信道特征的内生安全通信技术及应用

伴随着信息技术的高速发展,无线通信网络的安全形势日益严峻。数以亿计的设备接入无线通信网络中,针对用户隐私以及基础网络环境的窃听、攻击事件频频发生,无线通信网络的安全问题已成为限制无线通信业务广泛开展的严重障碍。传统认证与加密机制与传输相脱离,以密码算法和分发密钥的私密性为前提,容易受到物理层的攻击。为此,迫切需要深入开展面向物理层的安全机制研究。从无线通信网络的根源出发,面向无线信道的内生属性,研究了基于无线信道特征的内生安全通信架构,并针对此架构提出了基于射频指纹与信道密钥的内生安全通信技术方案。该架构将认证、加密与传输融为一体,从体系结构上增强了防御效果;利用无线信道特征的内生特点,从技术手段上提高了安全性能。     

一种基于时频相关性的快速频谱感知算法

频谱感知技术是认知无线电的核心和基础,而自从认知无线电技术被提出以来就一直受到极大的关注。通过对无线频谱占用情况的实时采集处理,对频谱占用情况在时域和频域上的相关性进行分析。利用这种时频域的相关性提出一种快速频谱感知算法,通过频繁模式挖掘提取有效模式,使得在只需要对部分频域和时域的频谱进行检测,就可以完成对整个频谱的占用情况的认知。最后通过实时采集数据进行实验分析,表明该算法确实能达到较好的性能。     

基于蒙特卡洛方法的频谱能量检测研究

频谱传感是下一代无线通信网络的基础。基于蒙特卡洛方法,建立了频谱能量检测的数学模型,仿真了典型信道条件下频谱能量检测的性能,并分析了相应信道条件下虚警率、信噪比、检测时间与检测率之间的关系,以及Log-Normal信道下标准差对检测率的影响。结果表明:仿真结果与理论一致,增加观察时间、提高信噪比或采用分集技术都有利于提高检测率;与理论方法比较,蒙特卡洛方法具有通用性,适用于更复杂的信道情况。     

面向6G的通感空口融合无线电接入网方案

通信感知一体化技术已经成为6G的重要研究方向之一。针对6G通信与感知在空口层面进行融合的必要性分析,指出通感空口融合不仅可以提升6G系统服务能力,还可以有效提升无线频谱的利用率。提出一种面向6G的通感空口融合无线电接入网方案,包括无线电接入网整体框架、无线感知与通信信号复用方式、一体化信道/信号设计等,为进一步开展研究提供参考。对通感空口融合所面临的挑战进行分析,并指出通感空口融合将对6G空口协议栈设计造成重要影响,需重点研究。     

Wireless distributed computing for cyclostationary feature detection

Recently, wireless distributed computing (WDC) concept has emerged promising manifolds improvements to current wireless technologies. Despite the various expected benefits of this concept, significant drawbacks were addressed in the open literature. One of WDC key challenges is the impact of wireless channel quality on the load of distributed computations. Therefore, this research investigates the wireless channel impact on WDC performance when the latter is applied to spectrum sensing in cognitive radio (CR) technology. However, a trade-off is found between accuracy and computational complexity in spectrum sensing approaches. Increasing these approaches accuracy is accompanied by an increase in computational complexity. This results in greater power consumption and processing time. A novel WDC scheme for cyclostationary feature detection spectrum sensing approach is proposed in this paper and thoroughly investigated. The benefits of the proposed scheme are firstly presented. Then, the impact of the wireless channel of the proposed scheme is addressed considering two scenarios. In the first scenario, workload matrices are distributed over the wireless channel. Then, a fusion center combines these matrices in order to make a decision. Meanwhile, in the second scenario, local decisions are made by CRs, then, only a binary flag is sent to the fusion center.     

无线感知通信一体化关键技术分析

无线感知通信一体化是基于软硬件资源共享或信息共享实现感知与通信功能协同的新型信息处理技术,是6G热点技术之一。在讨论传统无线感知技术方式基础上,重点分析资源一体化、功能一体化和资源功能一体化3种无线感知通信一体化技术模式,并简要阐述了3种技术场景。围绕设备形态和作用距离等关键要素,对不同频段中一体化方案可行性进行了简要分析,并给出了统一的收发机结构设计思路。最后,针对智能体交互场景需求介绍了一体化应用思路。     

基于载波监听的Ad Hoc网络双信道接入协议研究

双信道接入协议在解决隐终端和暴露终端问题上具有独特的优势.基于报文监听的Ad Hoc网络双信道接入协议无法消除数据报文的冲突.本文对基于载波监听的Ad Hoc网络双信道接入协议进行了研究,提出了DCMA载波监听信道接入协议.其中DCMA_CSBI通过载波监听和BI控制报文完全解决了隐终端和暴露终端问题.文章通过仿真对DCMA协议的性能进行了分析和比较.分析结果表明DCMA_CSBI是一种非常高效实用的Ad Hoc网络双信道接入协议,载波监听对Ad Hoc网络信道接入协议而言是至关重要的.