多天线频谱共享认知网络保密中断概率分析

针对单输入多输出认知无线电网络,研究了瑞利衰落信道下采用最大比合并时保密中断性能。在所研究的系统中,次用户发射机发送机密信息给另一个次用户接收机,次用户接收机配备多个天线并且采用最大比例合并多个接收信号。同时,拥有多个天线窃听者也采用最大比合并方案偷听次用户发射机和次用户接收机之间传送的信息。频谱共享下次用户发射机工作时必须保证主用户的服务质量。推导了保密中断概率的精确表达式,分析了系统保密中断概率渐近性能。仿真结果验证了分析的正确性。     

认知中继网络中基于频谱感知的自适应功率控制策略

针对采用联合overlay和underlay频谱共享模式的认知中继网络,基于频谱感知结果和干扰信道条件,提出了自适应功率控制策略,从理论上分析了次用户的中断概率。通过Monte-Carlo仿真,与单一overlay或underlay频谱共享模式和固定功率控制方案下次用户的中断性能进行了比较。仿真结果表明,采用自适应功率控制方案,在相同中断概率条件下,次用户对主用户的干扰概率降低了70%~80%;在相同干扰概率条件下,次用户的中断概率降低了1~2个数量级,频谱共享性能得到了有效提高。     

认知无线Ad Hoc网络单跳传输容量的研究

研究了认知无线电Ad Hoc网络的单跳传输能力,该网络与主用户网络工作在同一地理区 域和共享同一频谱。主用户网络具有更高的优先级访问认知用户网络频谱,认知网络需要控 制其发射机密度以限制对主用户干扰。认知、主用户节点位置假设服从泊松点分布,推导了 认知、主用户网络单跳传输容量,最后进行了仿真验证其正确性。仿真结果表明：主用户网 络传输容量随主用户中断概率增加而增加,随增量中断概率的增加而降低。认知用户网络传 输容量仅由次用户中断概率参数决定。     

非理想频谱检测对主用户干扰的性能分析

实际中认知中继网络的频谱检测不可能完全正确检测频谱状态,次级用户传输会对主用户传输产生干扰。在分布式协作频谱检测和集中式协作频谱检测情况下,研究了认知中继网络中非理想频谱检测对主用户干扰性能的影响。在瑞利信道下推导了非理想频谱检测条件下主用户干扰概率的数学表达式。最后,仿真结果证明了理论分析的合理性,并表明非理想频谱检测会对主用户产生较大干扰,而中继节点数目的增加可以明显降低干扰概率。     

功率约束下的星地协作网络中断概率分析

针对星地协作网络，考虑中继节点转发卫星节点信号时会受发射功率和干扰功率约束，提出了一种基于中继节点与目的节点间链路最大信噪比准则来选择中继节点的放大转发部分中继选择策略。在卫星链路遭受阴影莱斯衰落和地面链路遭受瑞利衰落情况下，推导出系统中断概率下界的闭合表达式。仿真结果表明了理论分析的正确性，并展示了不同阴影莱斯信道参数、不同中继数目、不同功率约束对中断概率的影响。     

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。     

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。     

基于用户中断概率的D2D通信干扰协调与资源分配

在LTE系统中引入设备直传（D2D）通信技术，会因为D2D用户复用蜂窝用户资源进行通信而产生同频干扰。在现有的干扰协调与资源分配研究中，都需要基站获取各个通信链路的信道状态信息（CSI），但这样无疑会增加基站的信令负担。为减小干扰与基站的信令负担，提出了一种基于用户中断概率的干扰协调与资源分配算法，首先在保证蜂窝用户正常通信的情况下，通过限制D2D用户到基站间的距离来降低干扰；其次通过遍历所有蜂窝用户的频谱资源，选择能使D2D用户的总中断概率最低的频谱资源进行复用。仿真结果表明，所提算法能够在保证蜂窝用户正常通信的情况下，明显降低D2D用户的平均中断概率,同时还能够降低基站信令负担。     

认知无线网络中基于Stackelberg博弈的功率控制新算法

针对认知无线网络中存在的干扰问题和功率消耗过大问题,提出了一种新的基于斯坦克尔伯格(Stackelberg)博弈的功率控制算法。建立了主次用户双层网络模型,将主用户设置为领导者,次用户设置为追随者,并对次用户产生的总干扰进行定量分析。在次用户多次博弈的过程中,动态地调整主用户单位干扰价格,在保证主用户自身正常通信前提下,尽量使得收益最大化,提高主用户的参与积极性。仿真实验表明,该算法在保证主次用户的服务质量（QoS）前提下,有效地减小了次用户的发射功率,而且能获得更高的系统容量。     

无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统

针对战场环境下复杂传播环境及敌方干扰对无人机通信系统性能的影响,提出了综合信道衰落和干扰共同作用下的无人机通信信道理论模型。在此基础上,基于微波暗室设计实现了无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统。该系统利用硬件现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实时模拟无人机通信信道和干扰信号,利用微波暗室模拟外场的无线传播环境,并通过天线位置和角度调节装置模拟发射机、干扰机和接收机之间的空间位置特性。实测结果表明,该半实物仿真系统能够真实复现无人机通信干扰电磁环境,可用于无人机数据链抗干扰性能的测试和评估。     

双向多中继协同通信系统的性能分析

针对频率非选择性瑞利衰落信道,研究了双向多中继协同通信模型的系统性能。首先,基于模型的信号传输过程分析了系统的信道容量;然后,根据接收信噪比的累积分布函数推导了系统中断概率的闭合上界表达式;进一步在MPSK调制方式下,通过计算在高信噪比条件下的矩母函数,推导了平均误码率的闭合表达式。仿真结果验证了理论推导的正确性,并且表明双向多中继模型的中断概率和平均误码率两项性能指标都优于双向单中继模型。     

邻频干扰对跳频系统中断概率的影响

在已知台站布置的跳频系统中,针对邻频干扰对系统中断概率的影响,分析了接收端信干噪比（SINR）的分布函数,得到了以信道参数、干扰台站数和可用频点数为变量的中断概率公式。理论计算和仿真结果表明,信道参数、干扰台站数是影响中断概率的主要因素,可用频点数与中断概率有类反比的关系。该结果为跳频系统的性能分析和台站布置提供了指导。     

一种低截获卫星通信技术及其抗侦测性能分析

针对海上低截获通信应用,提出了一种低截获卫星通信技术并分析了其抗侦测性能。通过宽频带、低信息速率实现高增益扩频,系统设计上综合高工作频率、高增益天线等措施,降低卫星通信信号的功率谱密度;结合卫星链路计算,重点分析在同步轨道、低轨道电子侦察卫星侦测时的抗截获性能。理论分析和数值计算结果表明,增大扩频增益和天线增益可有效对抗同步轨道电子侦察卫星天线增益优势,对抗低轨道电子侦察卫星轨道优势,实现卫星低截获通信。     

基于网络编码的用户协作分集系统性能分析

针对非协作通信和传统协作通信系统不能达到高天线分集增益的问题,提出基于网络 编码的用户协作系统模型。研究了基于网络编码不同协作用户的天线分集增益,并分析非协 作机制、传统用户协作机制和基于网络编码用户协作机制的中断概率。理论分析和系统仿真 表明,基于网络编码的用户协作系统能显著降低系统中断概率,获得更大的分集增益,且协 作用户数越多,系统分集度越好。     

认知无线电选择中继放大转发协议性能分析

研究了基于完全信道 信息和部分信道信息的最佳中继选择策略认知中继网络中断概率,详细推导了这两种策略中 断概率的封闭表达式,然后分析了它们的平均误码率。仿真结果表明,基于完全信道信息的 中 断概率和平均误码率性能要优于部分信道信息,并且两种策略的性能随中继节点数目、干 扰温度增加而提高。