Nakagami-m衰落信道下差分跳频接收机性能分析

目前差分跳频系统的性能研究主要集中在无衰落信道和Rayleigh衰落信道,但短波信 道是一种典型的多径衰落信道,采用Nakagami-m信道衰落模型能够更好地描述短波信道 的特 性。研究了Nakagami-m衰落信道下序列检测线性合并差分跳频接收机的误符号性能,给 出了 误符号率的闭式表达式,并证明了在m=1时所得结果与已有的瑞利衰落信道下接收机性 能研 究结果的一致性。仿真结果表明：当信道衰落程度逐渐降低时,差分跳频接收机误符号性能 逐渐提高,并最终达到无衰落AWGN信道下的误符号性能。     

基于网络编码的衰落信道频谱感知算法

针对传统认知无线电网络中频谱状态转换频繁和频谱检测时延长的问题,提出基于随机线性网络编码的累积和能量检测频谱感知算法。该算法在主用户信道中引入随机线性网络编码,利用网络编码对频谱的整形作用,使频谱状态转换稀疏,频谱结构更规律化,减小频谱检测时延,提高系统吞吐率。此外,针对传统累积和能量检测算法抗衰落性能差的问题,通过比较该算法在五种衰落信道下的检测时延和吞吐率,研究该算法的抗衰落性能。实验结果表明,在一定的虚警概率下,该算法有效降低了检测时延,提高了吞吐率及抗衰落能力,能够更好地适应复杂的衰落信道环境。     

周期性协作频谱感知机制的优化

为了提高检测性能和频谱资源利用率,对认知无线电网络中的周期性协作频谱感知 机制进行了研究。针对不同的衰落信道环境,通过引入有效传输时长比例和干扰时长比例作 为次用户服务质量的衡量标准,给出了集中式协作感知下的检测时长、数据传输时长以及协 作用户数量等参数的最优选取方法,从而获得最高的信道效率。仿真结果表明,通过选取最 佳的协作感知机制参数,可在保证系统检测性能和干扰容限要求的同时,显著提高次用户在 空闲信道的有效传输时长比例,实现了频谱利用效率的最大化。     

协作认知网络中基于融合准则与感知时间联合优化的策略

在协作频谱感知网络中,感知时间和数据融合准则均影响着感知性能。假设控制信道 为二进制对称信道的前提下,基于“k秩准则”建立了协作感知网络吞吐量优化问题的 数学模型,目的是在保护主用户利益的前提下联合优化感知时间和k值使认知网络吞吐 量最大化。理论分析了最优感知时间和k值的存在性,并进行了相关的计算机仿真。仿 真结果表明：所提议的联合优化策略显著提高了协作感知网络的吞吐量,且认知网络的吞吐 量对控制信道状态的变化具有鲁棒性。     

同步捕获算法在莱斯衰落信道下的性能分析

跳频同步是跳频通信系统正常工作的重要前提,直接影响其工作性能,快速跳频通信系统实现同步更为困难,针对这个技术困难,提出了FH系统的一种基于双图案的同步捕获方法,运用理论分析并仿真验证了该同步捕获方法在各种衰落信道（其中包括Rayleigh衰落信道、Rician衰落信道、Nakagami-m衰落信道）下的捕获性能。结果表明：不同衰落信道对FFH/BFSK系统的同步捕获性能不同,在相同的同步捕获门限下,处于深度衰落的Nakagami-m衰落信道对捕获性能的影响最为显著,而就同步捕获性能对门限的敏感度而言,Rayleigh衰落信道下的影响最大。     

基于频谱检测的感知无线电信道的容量优化和感知持续时间分析

在感知无线电系统中，感知持续时间的设计对保证感知无线电用户的通信质量起着关键作用。首先，本文将交织型信道模型和干扰型信道模型结合在一起，引入开关的概念，形成了基于频谱检测的感知无线电信道的新模型，在考虑检测概率和虚警概率的情况下对信道容量进行了分析，导出了引入检测概率和虚警概率后的信道容量表达式。进一步，针对CPUP和CSIISIJ两种传输模式，分析了信道容量达到最大值的感知时隙持续时间的设计，建立了感知持续时间与信道容量的优化问题，给出了采用能量检测算法时，检测概率和虚警概率与感知持续时间的关系，以及信道容量和感知持续时间的关系。数据仿真验证了在新的感知无线电信道模型下，确实存在一个特定的感知持续时间使得信道容量达到最大；当采用协作检测时，感知持续时间越长，信道容量达到最大所需的协作感知用户数越少。     

一种贪婪的异构多信道并行合作频谱感知方法

为了同时对多个异构信道进行有效地合作频谱感知,并克服现有方法中只考虑检测准确性而忽略感知开销和系统效益,忽略不同认知用户对不同异构信道感知性能的差异以及参与合作感知的认知用户较多等问题,提出了一种贪婪的异构多信道并行合作频谱感知方法。根据对感知开销和传输收益的定义,充分考虑不同认知用户对不同异构信道感知性能的差异,利用贪婪算法在多个认知用户和多个异构信道间最优地进行感知任务分配,使总系统效益最大。仿真结果表明,所提方法与基于迭代匈牙利的并行合作频谱感知方法、改进的基于迭代匈牙利的并行合作频谱感知方法和随机的合作频谱感知方法相比,能够获得较高的总系统效益,且所需的参加合作感知的认知用户数较少。     

莱斯衰落中多用户大规模MIMO系统的安全通信

研究了莱斯衰落信道中多用户集中式大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统的安全通信问题。基站利用上行训练获取信道状态信息，之后利用最大比传输波束成形算法进行下行数据传输。基于随机矩阵理论，分别分析了合法用户和窃听者的信息速率表达式，从而得到了遍历安全速率的闭合表达式。基于获得的结果，进一步分析了极端莱斯K因子和无限发送数据功率下系统的极限安全性能。最后，通过不同条件下的实验仿真设计，验证了系统的安全性能，同时证实了所得结果的正确性。     

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.     

基于最小生成树的分簇协作频谱感知改进算法

为减少分簇过程中的时延,基于最小生成树的单向比较优势提出簇首快速推举方法,并提出改进的分簇协作频谱感知算法,分析了算法的时间复杂度。算法首先基于最小划分对所有次用户节点进行分簇,簇内节点根据设置的评价条件进行性能比较,推举簇首。由簇首进行本地簇内频谱检测,并上传检测结果,最后融合中心在簇首间实现协作的频谱检测。在瑞利信道条件下,仿真显示在大信噪比时,融合中心应用AND规则,系统具有较小的虚警率,所提算法检测性能优;小信噪比时,应用OR规则能扩展系统的有效检测区间,所提算法在满足系统要求的前提下检测性能较差,但簇内信道效率提高了n-1倍。