交叉路口基于车辆权值分簇的中继转发方案

针对车辆自组网(VANET)中链路不稳定与可靠性低的问题,该文提出基于车辆权值分簇的中继转发方案。该方案首先提出基于车辆权值分簇算法,提高车辆通信链路的稳定性;该算法将车辆的相对距离、相对可达速度与连通率作为分簇属性,利用升排序法找到最优簇头并将其作为中继节点,提升簇结构的稳定性。其次,在NaKagami-m衰落信道条件下,采用双向DF的中继转发方式进行数据传输以提高通信的可靠性。仿真结果表明:在相同条件下,该分簇算法与基于车道的分簇算法相比稳定性提高8 s,该双向DF中继转发方式与双向AF转发方式相比中断概率降低了6%,通信可靠性得到提高。     

全双工多跳安全中继系统的性能分析

为了解决大规模无线网络或当源节点和目的节点相距较远场景的安全传输问题,提出一种采用波束成形的全双工多跳译码转发(Decode-and-Forward, DF)安全中继系统,考虑迫零发射、最大比合并波束成形技术,推导其在瑞利衰落信道上的平均安全速率(Average Secrecy Rate, ASR)的精确表达式。计算得到的全双工多跳DF安全中继系统ASR和仿真结果吻合,表明全双工多跳DF安全中继系统ASR理论分析的正确性;同时仿真结果表明,目的节点发射、接收天线数的增多可以提升多跳DF中继系统的物理层安全性能,且接收天线数的增多对系统安全性能的提升效果更加显著,而中继节点数的增多会恶化多跳DF中继系统的物理层安全性能。     

协作中继分布的系统性能分析

针对两类基本的单中继模型,通过分析瑞利衰落环境下放大转发和译码转发协作单中继系统的性能,研究了在放大转发和译码转发两种模式下,中继位置对系统容量和性能的影响.仿真表明中继位置对系统性能起着关键作用.对于放大转发模式,当中继位于源节点和目的节点连线的中点时,系统性能最优;对于译码转发模式,根据不同参数配置,当中继位于源节点和目的节点连线的中点且靠近源节点时,性能最优.     

合作分集授权系统性能研究

认知无线电接入现有授权网络中会产生干扰,基于此提出了解码转发（DF）中继协作的方法,加入中继协助传输授权信号,从而改善认知用户的检测性能.由于DF性能很大程度上依赖于源-中继端信道传输特性,提出改进的选择解码转发（SDF）中继协作的方法.理论分析与仿真结果表明,中继的协作能提供合作分集,减少对授权网络的干扰.而SDF性能比DF的更为可靠.     

对称信道下的混合前传协作通信方案

为了降低协作通信的中断概率,提出了一种对称信道下的混合前传协作通信方案. 该方案中,各中继节点根据源到中继的瞬时链路状态决定采用解码转发（DF）或放大转发（AF）协议进行协作通信,从而不同的中继节点可能采用不同的协议进行协作通信. 推导了混合前传协作通信方案中断概率的算术表达式,并将混合前传协作通信方案与传统的DF协作方案和AF协作方案进行仿真比较,结果表明,混合前传协作方案能有效减小通信系统的中断概率.     

无线传感器网络下中继辅助的分布式估计策略

与传统的星形拓扑结构下无中继辅助估计策略相比,新颖的中继辅助分布式参数估计(RADE)
策略能利用中继节点协作传输,提高系统估计性能,对传输能量和处理能力受限的无线传感
器网络有极大帮助. 根据中继节点的信号处理方式,分为放大转发(AF)和估计转发(EF)2种
中继辅助分布式估计策略. 通过凸优化算法得到上述2种估计策略的闭式解. 仿真结果表明
,此策略能在不额外占用带宽的情况下提供更好的估计性能.     

协作中继中断性能和差错概率分析

针对单峰窝下通信的三节点(源节点、中继节点和目的节点)协作传输模型,分析了中继节点分别采用放大转发模式和解码转发模式时对传输的中断概率和差错概率,并采用蒙特卡洛仿真对其性能进行评估。仿真结果表明,与放大转发模式相比解码转发模式可获得更低的中断概率,而解码转发模式的误比特率低于放大转发模式。     

VHF航空信道下一种多机协作通信新方法

针对航空通信中各种干扰导致的高误码率问题,对有无直接链路的情形分别提出多机协作通信提高分集增益的方法.该方法在机载通信设备调制技术和发射功率不变的条件下实现了高速率传输,有效抵抗多径衰落,扩大通信范围.通过分析VHF信道中是否存在直接链路,给出了基于航空信道模型的放大转发和解码转发协作通信方式,用最大比合并的方法提高了接收端的信噪比.仿真结果表明,在给定的空空和空地信道参数下,在直接链路存在下多机DF协作的误码性能最优,在无直接链路存在下多机AF协作的误码性能最优.     

译码转发中继系统中继节点选择及性能分析

在基于译码转发(DF)的多中继两跳传输系统中,为了达到系统传输速率和中继节点负载均衡的平衡, 提出基于负载均衡的中继选择方案. 同时, 利用极值理论分析了系统的平均传输速率和中继选择增益性能. 理论分析和仿真结果表明, 利用提出的中继节点选择方案, 系统可以同时满足中继负载均衡和系统传输速率的需求, 且系统传输速率和中继选择增益与系统中继数量成对数关系.     

自适应解码转发系统的增强型比例选择合并器

针对源和中继采用不同调制阶数以提高频谱效率的解码转发协作通信系统,提出了一种增强型的比例选择合并器(ESSC)。在合并信号时,ESSC通过为源-中继-目的支路设定比例系数,降低了错误传播对协作性能的影响。推导了瑞利信道下采用ESSC的解码转发系统的误比特率公式,给出了最优比例系数的计算方法。理论分析和仿真表明,ESSC能够获得接近二阶的分集增益。在此基础上,提出了一种解码转发协作系统的功率分配方案,进一步提高了协作传输的可靠性。     

异步协同通信频率选择性信道高速率编码应用

协同通信中各中继通过相互协作实现协作分集,采用分布式空时编码提高传输可靠性。协同通信中信号经过不同中继的信道衰落有差异,到达接收端的信号可能存在同步误差,造成异步通信,严重影响误码性能。该文提出了对待发送信号进行线性组合后再经过正交频分复用调制广播到中继,中继对信号进行共轭或时域逆序处理后放大前传,接收端进行最大似然解码获得误码性能。仿真结果表明,线性组合后的编码具有较好的系统误码性能,而且编码速率也得到提高。     

基于博弈论的协作超宽带系统资源分配算法

为使多用户协作超宽带系统的资源分配算法能在有效利用系统资源的同时满足用户的服务质量QoS（Quality of Service）公平性需求,在纳什议价解方法和凸优化理论基础上,将合作博弈论方法用于协作多频带超宽带系统的资源优化分配中。提出以最大化系统净效用为目标,以用户的QoS需求为公平性指标的协作超宽带系统协作伙伴选择算法和自适应功率分配算法。通过仿真与最大化系统速率（max-rate）和最大化最小用户速率（max-min）公平性算法作比较,证明了该资源分配方法在最大化系统速率和用户QoS公平性两方面有很好的折衷,适于超宽带系统。     

一种利用节点误码率大小的调制结构优化算法

为降低小波包调制系统的误码率,该文提出了一种利用各节点误码率大小的调制结构优化算法.该算法将满树结构各节点代表的子信道的误码率作为各节点的度量值,按照一定的剪枝规则将满树结构中导致系统误码率升高的子节点剪枝实现调制结构的优化.理论分析和仿真结果表明,与其他算法相比,该算法优化出的调制结构能够进一步降低系统误码率,且算法计算复杂度较低.     

基于CDMA-TDOA的室内超声波定位系统

针对国内外对室内定位技术中定位精度不高问题,提出一种基于CDMA（Code Division Multiple Access）-TDOA（Time Difference of Arrival）的室内超声波定位系统,并给出实时性差异等缺点,进行了其工作原理和超声波信号的分析。该系统基于射频和超声波传感器的固有性质,对超声波信号采用CDMA技术进行编码,以便在目标节点上能区分各个信标发来的超声波信号,并结合射频信号实现TDOA测距算法,最终实现三维定位。采用Matlab/Simulink模块对3个信标的超声波信号进行发射仿真与分析。仿真结果表明,该系统在目标节点上能被接收并识别相对应的超声波信号。     

协作通信网络中基于Lagrange算法的中继选择和功率优化方案

协作通信技术可以有效获取空间分集,并进一步改善系统的性能。为最小化多中继解码转发(decode-and-forward,DF)协作通信系统的总功率,同时满足系统要求的数据传输速率,提出了一种基于Lagrange算法的中继选择和功率分配的联合优化方案。首先根据信源与中继的瞬时信道状态信息(channel state information, CSI)使信源的发送功率最小化,然后选择出最大的可解码中继集合,再利用Lagrange算法对中继功率进行优化,根据得到的信源和中继的功率分配,选择出最佳中继集合,达到最小化系统总功率的目的。仿真结果表明,相对于直传方案和机会中继(opportunistic relay selection, ORS)方案,本研究中总功率消耗明显减少。     

基于超声波的室内三维定位系统

为满足对室内定位技术和系统应用平台的迫切需求,提出一种基于超声波的室内三维定位系统,阐述了其工作原理并对三边定位算法进行了研究。该系统基于射频和超声波传感器的固有性质,对超声波信号采用CDMA（Code Division Multiple Access）技术进行编码,以便在目标节点上区分每个信标发来的超声波信号,并结合射频信号实现TDOA（Time Difference Of Arrival）测距算法,最终实现三维定位。实验研究表明,以一个信标为原点,另外两个信标分别放置为X轴和Y轴上,建立三维坐标系,能简化三边定位算法,并能实现精度较高的三维定位。     

C-V2X下基于信用卡风险评估的中继选择算法

针对车载协作通信中由于中继的自私行为会导致通信系统数据传输速率低的问题,提出一种基于信用卡社交网络用户信任度评估的最优中继选择算法。首先,建立一个综合社交网络和物理层的D2D中继协作双层模型,模型刻画了车辆节点人为属性。再从业务需求节点角度,利用信用卡风险评估方式对中继用户的信任度进行评估,并通过决策论对用户进行信任等级划分;从中继用户的角度,对信任度较好的用户进行激励补偿。最后,筛选出信任度高价格合理的最优中继。数值分析结果表明,相比于仅对积极中继用户进行选择的算法,该算法的通信系统数据传输率提高了10%左右。     

基于粒子群优化的协作网络资源分配的博弈策略

应用基于竞价机制的斯坦克尔伯格博弈提出协作中继网络中的一种资源分配策略,用以解决单一中继节点对多用户节点协作带宽的分配问题。首先中继根据用户的协作带宽需求对资源定价,然后用户根据价格调整其纳什均衡策略,即获取协作效用最大化的最优带宽购买量。证明了纳什均衡的存在性,提出基于粒子群优化的均衡求解算法,分析了均衡的有效性,仿真给出了粒子群优化的全局最优带宽分配结果。仿真结果表明,所提出的博弈可以激励中继节点参与协作,并协调多用户节点间的资源分配。     

基于Cyclic-Music算法MIMO雷达的DOA估计

在具有循环平稳特性的信号环境中,传统DOA（Direction Of Arrival）估计算法精度很差,甚至失效。为此,将Cyclic-Music算法运用在MIMO（Moltiple Inpat and Multiple Output）雷达系统中,利用循环统计量理论计算接收信号间的循环相关函数,基于此构造循环互相关矩阵,并对其进行奇异值分解和谱峰搜索,从而得到信号的波达方向角。理论推导和仿真结果均表明,该方法可以有效估计具有循环平稳特性的人工信号波达方向,从有效性和精度两个方面改善了MIMO雷达的估计性能。     

改进的协作中继节点选择策略

协作伙伴的选取是影响协作通信网络性能的重要因素.为了增加系统可靠性及降低复杂度,提出了结合信道状态信息及距离信息的中继选择策略,探讨了中继选择标准和公式推导.选择因子是根据S-R瞬时信道增益和R-D距离共同确定,然后根据该因子得到最佳中继节点,同时给出选择策略的步骤.仿真结果表明,该策略能有效降低误码率,性能优于距离信息的中继点选择算法,运算量及复杂度低于瞬时信道信息的中继点选择算法.