可变速率多元LDPC码高阶调制系统

由于无线信道的时变性及无线频谱资源的短缺,码率自适应技术及高频谱效率的高阶调制技术均为未来高速率无线通信发展的必然方向,本文提出了一种基于多元速率兼容LDPC（RC-LDPC）码的可变速率高阶编码调制方案。该方案基于符号级的多元LDPC码缩短和打孔算法,并与高阶映射联合优化设计,获得了比二元RC-LDPC码方案优异的性能,实现了多元LDPC码率从1/3到5/6灵活变化,并且所有子码都可以共享母码的编译码器,因此相对于多元母码,基本不增加系统复杂度。仿真结果证明采用64-QAM调制时,本方案的误码率性能比二元码对应方案在各个码率分别有0.5到1.3dB的增益。      

基于深度学习与软件无线电的盲解调系统研究

盲解调系统能够在未知调制方式的条件下完成信号解调，在认知无线电、电子对抗等领域具有重要的应用价值。现有的盲解调系统，大多调制方式识别精度低，容易产生解调错误，且受硬件平台限制，拓展性较差。本文设计并实现了一套基于深度学习和软件无线电的盲解调系统。该系统利用最新的深度学习算法替代传统的基于特征的算法，用于提高调制方式识别精度；同时，还采用软件无线电平台替代传统的硬件电路，便于系统功能的升级和扩充。测试结果表明，本文实现的系统达到了设计需求，在各种场景下均能正确解调信号，且能够对调制方式的改变及时作出反应。      

精度约束下决策融合主用户检测的检测时间分析

在认知无线电中,次级用户对特定频段的主用户信号进行检测,以判断该频段是否能为自己复用。对主用户检测而言,检测精度和检测时间均是重要的性能指标。本文在保证所需检测精度的约束下,以基于AND准则和OR准则的主用户检测为例,分析了决策融合主用户检测的检测时间,并推导出了两种准则下平均检测时间的解析表达式。通过对比两种准则下的平均检测时间,本文还证明了,检测精度相同时,OR准则在检测时间方面优于AND准则。数值仿真验证了上述结论,并显示OR准则检测时间的优势在高检测精度约束或低信噪比的场景中更明显。      

认知无线电中基于特征值检测的频谱感知算法

频谱感知的任务在于利用感知节点(无线传感器或者认知用户)采集的数据判断频谱空洞是否存在。基于最大特征值检测(MED)和最小特征值检测(SED)的方法最近被应用到频谱感知当中。这两种算法在检测实际应用当中普遍存在的相关信号时表现出良好的检测性能。然而,MED和SED算法对应的判决门限求解非常复杂,从而限制了它们在实际的认知无线电频谱感知中的应用。该文利用取样协方差矩阵的所有特征值,提出了一种新的基于特征值检测(ESD)的算法。利用多元统计理论获得了相应的判决门限。ESD算法无需主信号和无线信道信息参与感知过程。与此同时,它保留了与MED和SED相同的计算复杂度。更重要的是ESD算法对应的判决门限可以通过一个简单的闭合表达式进行求解,其计算复杂度低。仿真结果验证了新算法的有效性。     

认知无线网络中硬合并协同频谱感知的融合准则优化

频谱感知是认知无线电一项基础的任务。在认知无线网络中,多个次级用户可以协同工作,对主用户进行可靠感知。如何融合多个次级用户的感知信息是实施协同感知的关键。本文围绕集中式认知无线网络中的硬合并协同感知技术展开研究,讨论了常用的k-out-of-m融合准则。与OR准则（k=1）、Half-voting准则（k=m/2）和AND准则（k=m）等特例不同,本文考虑参数k任意取值的场景,从最小化贝叶斯代价的角度,推导出了最优k值的闭合表达式。仿真结果验证了该闭合公式的有效性,并显示最优k值随判决门限、频谱非空闲与空闲先验概率比、漏检与虚警影响因子比的增大而减小,且在信噪比场景中更具应用价值。      

认知无线电中基于LSTM网络的MAC协议识别

认知无线电是缓解频谱资源短缺的关键技术之一。媒体访问控制（Medium Access Control，MAC）协议识别对于扩展认知无线电的应用有着重要的实用价值。传统的MAC协议识别技术准确率不高，同时依赖手动特征提取。为了克服这些问题，本文引入深度学习思想，提出了基于长短期记忆（Long Short-term Memory，LSTM）网络的MAC协议识别方法。该方法充分考虑接收信号的时域相关性，利用LSTM网络构造分类器，实现了四种常见MAC协议的识别。实验结果表明，与传统的机器学习算法相比，本文方法能够在较少人工干预的条件下达到更高的识别精度，具有很好的应用前景。      

可见光通信中一种基于分段误差函数的变步长LMS算法

均衡技术是一种对抗信道衰落、提高无线电通信质量的有效手段。在可见光通信中,由于传输媒介和实现方式与无线电通信存在差异,传统的均衡算法不一定适用。本文针对可见光信道的特点,总结现有最小均方误差（LMS）均衡算法,提出了一种适用于可见光通信的变步长LMS算法。该算法中,步长公式采用误差函数替代Sigmoid函数和箕舌线函数;此外,为了降低计算复杂度和硬件实现难度,它利用初等函数分段近似替代误差函数。仿真结果表明,在可见光信道条件下,改进后的算法与现有的几种算法相比,可以保证在较低的稳态误差下有更快的收敛速度,且具有较好的跟踪性,因而更适用于可见光通信系统。      

Nakagami信道下MIMO解码转发中继系统的安全性能分析

在协同自适应解码转发中继系统中,该文针对Nakagami-m衰落信道,研究了基于多天线低复杂度的机会式传输策略的物理层安全性能。为充分利用天线分集增益提升系统安全性能,发送节点均采用发送天线选择策略,接收节点均采用最大比合并策略。推导了系统安全中断概率的闭合表达式,并进一步提供了渐近性能分析,得到了系统的安全分集阶数。仿真结果验证了理论分析的正确性,并揭示了各系统参数对机会式传输方案的安全性能的影响。结果表明,通过增加合法节点的天线数和增大合法信道的Nakagami衰落信道参数可显著提升系统安全性能。