一种低速采样的协同宽带频谱感知方法

频谱感知是通信系统抗干扰和智能化的关键能力。针对认知无线电系统窄带频谱感知技术受制于数模转换器件的发展水平,难以解决认知无线电系统宽带、实时频谱感知的问题,提出一种多节点协作的认知无线电系统宽带频谱感知方法。该方法设计由多个认知节点对目标频段执行次奈奎斯特采样来降低采样速率,采用能量检测方式对采样矢量进行集中式融合判决,实现宽频段范围内干扰信号的谱定位和判断,降低各个感知节点的采样速率,支撑认知网络系统构建高实时、宽频带频谱感知的能力。计算机仿真试验结果表明,所提方法达到90%检测概率时压缩比要求为0.025,具有可靠性与有效性。     

一种新的自适应跳频通信系统

结合认知无线电中的频谱感知技术，提出了一种基于射频电磁环境检测改变跳频集的自适应跳频通信系统。该系统通过在发射端检测频谱空洞自适应调整跳频集使系统实时回避被干扰的频点。构建了系统的仿真模型，并在蓝牙、802．11和无绳电话共存的射频环境中对系统性能进行了仿真。结果表明：采用该文提议的技术，基于频谱空洞检测的自适应跳频系统在与802．11和无绳电话冲突时能更可靠有效地工作。这一研究结果对于通信系统共存有重要意义。     

战术认知无线电网络架构设计

认知无线电技术具有智能电磁频谱感知、干扰避免和动态频谱接入的能力,因此利用认知无线电技术可以提升战术网络的性能。由于战术作战的复杂性,需要建立适用于战术任务的认知无线电架构。首先分析了战术通信的特点和认知无线电技术在战术网络中的运用,以及目前国外战术认知无线网络的建设情况。结合战术通信网络移动性高、电磁对抗复杂的特点,利用对抗环境下的战术网络结构和模型,提出了分层的战术认知无线电网络结构以及面向作战任务的网络管理方法,形成拓扑结构分层次、管理运行分阶段的网络架构。该网络架构均衡考虑了网络的灵活性和稳定性,适用于动态变化的战术网络,为认知无线电在战术通信中的技术应用和网络设计提供了参考。     

基于认知无线电的多频段跳频通信系统

为充分利用认知无线电对环境频谱的感知能力,设计了一种基于 认知无线电的多频段跳频抗干扰通信系统,通过感知单元动态控制跳频序列生成,实现了干 扰频点的避让。具体实现时,采用低频段可靠传输高频段的频谱感知信息,高频段则主要用 于具体业务传输,利用不同频段实现了频谱控制与应用业务的分离。     

基于DOA估计的认知无线网络频谱感知

认知无线电技术中频谱感知性能的优劣直接影响认知通信系统的性能。针对该特点提出了认知无线电网络中基于波达方向（DOA）估计的主用户频谱感知模型,即单主用户多次用户和多主用户多次用户的系统模型,选取基于特征分解的多重信号分类（MUSIC）算法分析两种模型的感知性能,包括虚警概率、漏检概率、最小总错误概率、算法复杂度等,获得了闭值表达式,最后在两种模型下对算法进行了仿真。仿真结果表明：各参数主要影响虚警概率,而漏检概率几乎不受影响,验证了方法的有效性。     

认知无线电网络子空间映射频谱共享

针对集中式多用户多天线认知无线电网络,分析了子空间映射能够为认知系统提供的通信机会以及理想信道条件下的空间子信道分配方案。在此基础上,提出了一种基于子空间映射的频谱共享策略。根据认知系统的感知结果,计算可以利用的空间子信道数,通过认知用户接入控制和子空间映射避免或抑制系统间干扰,从而在保证授权用户通信质量的前提下,为认知用户提供通信机会。仿真结果表明,与已有的子空间映射频谱共享方法相比,该策略不仅具有更高的认知系统可达和速率,而且能够为认知系统提供更多通信机会。     

基于循环前缀频域自相关的OFDM信号频谱感知

针对无线通信频谱资源有限并且利用率非常低的问题,研究了认知无线电系统中基于信号典型特征的频谱感知策略,并进行动态频谱检测。提出了一种基于循环前缀频域自相关的频谱感知算法,利用正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）信号的循环前缀具有循环平稳特性,在信号频域进行自相关运算,设定判决门限,完成对信号频谱的检测,同时具备较好的抑制平稳噪声和干扰的能力。在低信噪比或者噪声不确定度大的应用场景下,能够获得比能量检测方法更优、更稳定的频谱感知效果,增强了噪声鲁棒性。在算法中采用双门限检测,进一步减弱了噪声不确定度对检测性能的影响,提高了频谱感知性能。     

频谱感知技术在短波通信中的应用

为了提高短波通信的频谱利用率,需要对短波频谱进行实时准确的频谱感知.针对短波信道特点,对几种频谱感知方法能否适用于短波通信系统进行了分析.结合国内外军用认知无线电的发展,并充分利用能量检测速度快、循环谱特征检测精度高的优点,提出了一种能量和循环谱特征联合检测的方法,并给出了基于感知技术的短波电台的基本架构,为缓解短波信道资源紧张提供了一条途径.     

认知无线电体系结构分析

分析了认知无线电网络的集中式、AdHoc式和Mesh式体系架构及其节点与链路特性。在 认知无线电终端方面,分析了系统组成,并阐述了其认知引擎中环境感知模块、方案制定与优化模 块、知识库、知识进化器和接口模块的功能定义以及认知循环过程。最后,论述了认知无线电的频谱 感知、频谱分配以及功率控制关键技术。     

自适应陷波器在连续波引信噪声抑制中的应用

为提高连续波多普勒无线电引信在噪声干扰环境中的工作可靠性,分析了噪声干扰对 连续波多普勒无线电引信的影响。根据连续波引信信号的单频率特点,将单频率自适应陷波 器应用到引信中,用来对引信通带内的噪声干扰进行抑制,分析了噪声抑制原理,并对噪声 抑制效果进行了仿真。仿真结果表明,信噪比为-10 dB时,利用单频率自适应陷波器仍 然可以达到很好的噪声抑制效果。     

应用于窄脉冲超宽带通信的均衡算法及其实现

由于高传输速率及多径效应的影响,在窄脉冲超宽带（IR-UWB）通信系统中,基于传统横向滤波器的时域均衡技术已无法对抗严重的码间干扰。通过收发两端联合设计,提出了一种以数据块为基础的基于码元的频域均衡技术,同时介绍了其应用前提和算法实现。仿真结果表明,所提方法能有效对抗超宽带通信系统中存在的码间干扰,是窄脉冲超宽带通信系统中更为现实的技术选择。     

一种改进的认知域自适应干扰温度估算算法

从认知无线电通信接入、干扰回避和功率控制的角度出发,采用自适应谱线增强技术 对基于多窗口谱估计的干扰温度估算算法进行了改进,并进一步推导了功率谱与 干扰温度的关系。依托符合IEEE 802.11G标准的无线环境对算法进行了性能仿真,仿真结 果表明,改进算法具有较好的检测性能,提高了干扰温度估算的精度和可信度 ,具有一定的实际应用价值。     

单音及窄带干扰下DSSS系统处理增益精确分析

针对直接序列扩频系统,理论推导出单音干扰和窄带干扰下系统处理增益的精确计算公式,并对所得公式进行了数值仿真。数值仿真结果表明,单音干扰对直接序列扩频系统的干扰能力与其相对于扩频系统的载波位置密切相关;窄带干扰对直接序列扩频系统的干扰能力与其相对于扩频系统的载波位置和干扰带宽密切相关。研究结果可为直接序列扩频系统的设计提供参考。     

UWB天线的宽带化技术及其发展

在现代通信技术中,为了实现通信保密、排除干扰、提高通信效率等,超宽带系统得到了大力发展,然而,在一定程度上却受制于系统中超宽带天线的阻抗带宽。详细介绍了展宽天线阻抗带宽的4种方法,包括渐变阻抗方法、分形几何方法、微带天线开槽方法和非频变结构方法,其中分形几何方法由于其几何结构的自相似性使得其贴片电流分布具有自相似性,从而导致天线的多频点谐振,有效拓展了天线带宽。上述4种天线尽管作用原理互不相同,但在超宽带天线的工程应用中,研究者可将这些方法单独或同时应用于天线结构设计,使得天线既能保持良好的方向性和增益等性能,又能获得较大带宽。     

协作多组多播认知无线网络的资源优化配置

考虑到无线电频谱资源日益紧缺,提出了一种基于组间组内协作传输的多播组新机制,涉及多个多播组并使用同一频谱资源以协作方式传输信息。基于认知无线网络中该机制,研究了系统的资源优化配置,理论分析得出了功率分配方案,进而讨论了系统加权总传输速率的优化,同时考虑了主用户和认知用户之间信号干扰及功率限制对传输速率的影响,最优化用户性能。仿真结果表明,优化方案下多播组传输速率随用户人数的增加而上升,达到最优化用户服务质量;当功率限制时,通过设置加权因子,能够保证主用户拥有良好的通信性能。     

一种新的认知无线电非合作功率控制博弈算法

当认知无线电网络以"衬底式"(Underlay)的方式与主用户网络共享频谱时,需要对认知用户进行功率控制,以确保认知用户在不干扰主用户的前提下,公平地共享认知频谱资源。利用博弈分析的方法,设计了一个基于链路增益因子的代价函数,并据此提出了一种新的非合作功率控制博弈算法。仿真结果表明,该算法的均衡结果既改善了用户的帕累托(Pareto)性能,又提高了链路增益较差的用户的吞吐量,实现了网络资源的平等共享。     

多用户检测在超宽带无线通信中的应用

在超宽带(UWB)通信系统中多址干扰是限制系统性能的重要原因,为了有效抑制多址干扰,本文将多用户检测技术应用于超宽带多用户通信系统中。通过分析信号特征,给出了应用在UWB系统中的几种次最佳多用户检测器的结构,考虑到实际UWB系统需要接收机有较低的复杂度,又提出了一种特别针对UWB系统的类最小均方差(MMSE)检测器并分析了其性能。在UWB室内信道环境下的仿真表明,采用本文提出的多用户检测器可以取得明显优于传统接收机的系统性能。     

一种适用于超宽带脉冲信号检测的改进CUSUM算法

将最快检测技术应用于超宽带脉冲信号检测中,具体采用改进的CUSUM(Cumulative Sum )算法来检测 超宽带脉冲信号。首先分析了经过多径信道衰减后的超宽带脉冲信号概率分布特性,进一步 提出了适用于超宽带脉冲信号检测的改进CUSUM算法。理论分析和仿真证明了所提改进 算法性能优越且实现复杂度低。该算法克服了块检测算法的信噪比门限效应,且具有最优的 检测延迟性能,相同虚警限制下其检测性能明显优于能量检测算法。