一种无线传感器网络调制方式的仿真和研究

当前,存在着蓝牙、无线局域网等无线标准,它们的功耗相对比较高,成本高,不适用于低能耗的应用,如无线传感器网络.新的无线传感器网络调制方法--基于超宽带信号的多频带OFDM调制方法,可以有效的降低无线传感器网络的能耗.通过Matlab工具仿真了多频带OFDM调制信号和功率谱密度.比较当前无线标准,分析了频段间不干扰性和多频带OFDM调制功率,并提出了自适应子频带选择算法.通过仿真和分析,可以得出OFDM调制功耗低,能提供良好鲁棒干扰与共存性,能适应多种不同的环境.基于超宽带信号的多频带OFDM调制是一种集成到WSM中的,并能代替传统的无线电收发机的比较划算方法,具有一定的应用前景.     

一种降低OFDM信号PAPR的改进PTS方法

部分传输序列（PTS）方法通过选择合适的相位序列以降低信号峰值出现的概率,该方法不会使信号发生畸变。但是传统的PTS技术计算复杂度非常大,需遍历所有可选的相位因子,其计算量随分割子序列数按指数增长。提出了一种正倒二叉树多层相位序列方法,该方法通过对称的树形搜索,搜索出最优的相位序列。仿真结果表明,该方法大大降低系统的复杂度,同时PAPR得到更好的抑制。     

减小OFDM系统PAPR的一种新的PTS方法

对一种新的部分传输序列方法(PTS)进行了分析和仿真,并通过预设门限找到加权因子的方法来降低计算的复杂度。该方法与最优PTS方法相比,性能有少许下降,但复杂度显著降低。     

一种基于OFDM的信息安全算法

寻找大量的正交矩阵,一方面用来降低OFDM（正交频分复用）信号的峰均功率比,一方面作为密钥使用,是基于OFDM的信息安全算法的重点。经证明用生成多相正交矩阵的方法,可将单一的用来降低OFDM信号峰均功率比的正交矩阵,变换为数量远大于[N!×NN]个的正交矩阵,具有了作为密钥的功能。计算机仿真表明,变换后的正交矩阵与原矩阵在降低OFDM信号峰均功率比的性能上类似,可用于信息安全算法中。     

基于MB-OFDM的多媒体传感器网络峰均比特性研究

针对多媒体无线传感器网络数据处理和无线数据传输中信息量大、功耗限制严等具体问题,提出采用宽带数据传输技术——多频带正交频分复用(MB-OFDM)调制技术实现对大量多媒体传感信息的高速、可靠和实时处理。通过分析OFDM调制技术特点,研究其峰均功率比(PAPR)特性,提出了有效改善PAPR的插入相位识别码元序列技术方案。仿真结果表明:该方案可以用于提高多媒体传感器网络数据传输的可靠性,减少频带资源占用,减小系统发射功耗。     

降低OFDM系统峰均比方法的研究

针对正交频分复用系统（OFDM）所具有的高峰均比问题,提出了一种改进的预留子载波降低OFDM系统峰均比功率的方法。在系统的发送端利用IFFT/FFT变换对,产生频域消峰序列,以降低OFDM系统峰均比。该方法在产生消峰序列过程中不会导致误码率的增加,降低PAPR效果明显。仿真数据证明了该方法的有效性。     

降低OFDM系统PAPR的PTS算法研究与FPGA实现

正交频分复用是一种多载波传输技术,在无线通信应用中有很好的发展前景.但是在OFDM中存在一个比较大的缺点:过高的峰值平均功率比.研究了OFDM系统中PAPR算法中的部分传输序列(Partial Transmit Sequence,PTS)算法及其峰均比的抑制性能,并在其基础上提出一种能够降低传统PTS算法复杂度的m序列PTS算法,并采用MATLAB仿真验证了算法的可行性.提出了在FPGA中实现的峰均比抑制模块设计方案并加以验证,结果证明此设计方案能够很好完成峰均比抑制功能.     

一种改进的预留子载波降低OFDM系统峰均比的方法

针对正交频分复用(OFDM)系统中所具有高峰均比(PAPR)问题,提出一种改进的预留子载波降低峰均比算法-受控修剪算法.该算法为了消减OFDM时域信号中的高峰值,首先在预留载波上产生消峰用的原始核,然后将原始核循环移位移到时域信号模的最大峰值处,从而抵消最大峰值,达到降低峰均比的目的.该方法消峰过程中不会导致误码率的增加,降低峰均比效果明显.仿真例子证明了该方法的有效性.     

一种新的降低OFDM峰均比的压扩算法

提出了一种新的用于减小OFDM信号峰均功率比的压缩扩张技术,通过与改进的压缩扩张技术的对比,详细介绍了新方法并分析了对PAPR的改善程度及其用于OFDM系统时对系统误比特率的改善等性能。实验仿真结果说明,新的非线性压缩扩张技术可以获得更为高效的系统性能增益。     

基于优化功率分配的OFDM系统峰均功率比抑制

针对正交频分复用(OFDM)信号的高峰均功率比问题,提出了一种基于优化功率分配的OFDM峰均功率比抑制机制OPAR。在考虑功率放大器转化效率的前提下,分析了功率转化效率与峰均功率比之间的关系,推导了叠加的导频信号与数据信号功率分配的闭环表达关系式。在给定子载波数与峰均功率比概率阈值的条件下,OPAR能快速优化导频信号与数据信号的最佳功率分配。实验结果及与现有的机制比较表明,提出的OPAR机制可以获得更好的峰均功率比改善性能。     

无线传感器网络服务质量的随机控制策略

为使网络具有给定的感知范围或覆盖率,必须保证WSN传感器具有一定空间密度,因此网络中活动的传感器数量可作为QoS的一种度量[1]。在这种定义下,提出两种QoS控制方法,基于贪心算法的集中式控制方法和基于寿命的分布式随机控制方法。如果传感器能够存储运行状态信息或每隔一段时间能够交换节点寿命信息,前者可以获得最优的网络寿命;后者则通过交换初始传感器节点寿命,利用平均寿命信息随机调度活动的节点,从而延缓存活节点数的降低。仿真结果证实了这两种方法的有效性。     

无线传感器网络TDMA MAC协议的对比和改进研究

无线传感器网络MAC协议对网络的生命期有着重要影响,为找到适合一定环境所使用的MAC协议,必须对不同的MAC协议进行必要的分析。从数据帧着手,分析了不同的基于TDMA的调度式MAC协议的差异。针对原有TDMA MAC协议数据传输量不高、实现难度大等问题,提出相应的改进方法,并对三个基于LEACH的TDMA MAC协议进行了仿真实现,仿真结果与数据分析的结果一致。     

一种新的降低OFDM系统峰均功率比的压扩算法

为了降低OFDM信号峰均功率比本文提出了一种新的压扩算法。新算法通过保持中值信号不变,压缩大信号,放大小信号,从而降低了OFDM信号峰均比。通过与现有压缩算法对比,分析了本文算法对PAPR性能和系统误码率的影响。实验仿真结果说明,本文算法可以获得更低的峰均比,降低计算复杂度。     

A novel quadrilateral companding transform for PAPR reduction in OFDM systems

One of the major limitations of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) signal is high Peak-to-Average-Power-Ratio (PAPR). Non-linear companding transforms that expand small signals and compress the peak signals reduce the PAPR significantly. The proposed companding scheme transforms the Rayleigh distributed probability distribution function (PDF) of original OFDM signal magnitude into quadrilateral shape PDF; hence the name “Quadrilateral Companding Transform (QCT)”. The proposed method provides better design flexibility to achieve an effective trade-off between PAPR reduction capability and bit-error rate (BER) performance. Theoretical performance of the proposed scheme is characterized by means of transformation gain, complementary cumulative distribution function (CCDF) of PAPR and companding attenuation distortion. The parameters of the proposed companding function are also calculated for optimal BER and PAPR performance. Simulation results confirm that the proposed scheme achieves better BER performance as compared to exponential companding transform, trapezoidal companding scheme and trapezium distribution based companding methods, while achieving almost same PAPR reduction capability. It is also shown that the proposed scheme is a generalized companding scheme and exponential companding transform, trapezoidal companding scheme and trapezium distribution based companding methods are the special cases of our proposed quadrilateral companding transform. BER performance of the proposed QCT is also analyzed over fading channel with and without including the effect of power amplifier.     

无线传感器网络的设计与部署

首先分析了无线传感器网络与传统无线自组织网络的区别,从侧面阐述了无线传感器网络的特点。接着,讨论了对无线传感器网络设计与部署具有指导意义的无线传感器网络的评价指标。最后,从无线传感器节点到无线传感器网络、从个体到整体、从微观到宏观,较为全面地讨论了无线传感器网络的设计与部署问题,为无线传感器网络的实际应用提供了有价值的参考。     

分数阶傅里叶变换对OFDM系统峰均比的影响

分析并讨论了分数阶傅里叶变换对OFDM系统峰均功率比性能的影响,并与传统的采用离散傅里叶变换的OFDM系统的峰均功率比性能进行了比较。结果表明在子载波数较少的情况下,采用分数阶傅里叶变换的OFDM系统的峰均功率比性能要优于采用离散傅里叶变换的OFDM系统的峰均功率比性能,而随着系统子载波数量的逐渐增加,二者性能趋向一致。     

基于双向循环生成对抗网络的无线传感网入侵检测方法

针对无线传感器网络（WSN）入侵检测方法在离散高维特征的不平衡数据集上检测精度低和泛化能力差的问题,提出一种基于双向循环生成对抗网络的WSN入侵检测方法 BiCirGAN。首先,引入对抗学习异常检测（ALAD）通过潜在空间合理地表示高维、离散的原始特征,提高对原始特征的可理解性。其次,采用双向循环对抗的结构确保真实空间和潜在空间双向循环的一致性,从而保证生成对抗网络（GAN）训练的稳定性,并提高异常检测的性能。同时,引入Wasserstein距离和谱归一化优化方法改进GAN的目标函数,以进一步解决GAN的模式崩坏与生成器缺乏多样性的问题。最后,由于入侵攻击数据的统计属性随时间以不可预见的方式变化,建立带有Dropout操作的全连接层网络对异常检测结果进行优化。实验结果表明,在KDD99、UNSW-NB15和WSN＿DS数据集上,相较于AnoGAN、BiGAN、MAD-GAN以及ALAD方法,BiCirGAN在检测精确度上提高了3.9%～33.0%,且平均推断速度是ALAD方法的4.67倍。