有限字符输入系统的物理层安全传输条件

针对无线数字通信系统中人工噪声方法可被多天线窃听者破解的问题,该文提出有限字符输入下物理层安全传输的一个充分条件,并以此为指导设计了一种类符号人工噪声方法。分析表明,人工噪声方法下,有限字符输入信号和窃听者无噪接收信号之间的等效信道是一个离散有噪无损信道(Discrete Noisy Lossless Channel, DNLC)。由于DNLC输入信号的可逆性为窃密提供了必要条件,窃听者通过增加天线可使窃听信道容量达到合法用户的信道容量上限,致使系统的保密互信息为零,因此破坏输入信号的可逆性是有限字符输入下物理层安全传输的一个充分条件。类符号人工噪声方法满足这一充分条件,可以保证物理层安全传输,仿真结果也表明了该方法的有效性。     

有限字符输入DCO-OFDMA系统的资源分配算法研究

至今,有限字符输入可见光通信(Visible Light Communication,VLC)直流偏置光正交频分多址接入(Di?rect Current Biased Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access,DCO-OFDMA)系统的用户信息传...     

窃听环境下AF中继选择与功率分配的研究

传统的最佳中继选择方案仅参考了合法用户的信道状态信息,在实际的通信系统中由于存在窃听用户而无法保证信息的可靠传输。现有的最佳中继选择方案将窃听用户的信道状态信息纳入考虑后,系统的安全性能得到了一定改善,但是依然采用的是等功率分配。针对放大转发协议,本文在现有最佳中继选择方案的基础上,以降低系统安全中断概率为目标,在系统总功率受限的前提下,根据源节点和中继节点以及中继节点和目的节点间的信道参数引出功率分配因子,对源节点和中继节点间的功率进行适当分配。通过仿真对比,可以发现功率分配能够降低系统的安全中断概率,从而改善系统的安全性能。      

一种有限字符输入的线性预编码设计算法

针对有限字符输入下多输入多输出(MIMO)信道的互信息最大化问题,该文提出一种复杂度低的线性预编码算法。该算法根据水银/注水理论,融合基于均匀旋转的空时-线性星座预编码(Space-Time Linear Constellation Precoding,ST-LCP)矩阵的预编码方法和最大化最小输出向量信号间距的方法,从两者中选择互信息更高者用于预编码。然后,在基于均匀旋转的ST-LCP矩阵的预编码方法中,把MIMO信道的奇异值矩阵作为功率分配矩阵,并提出局部搜索和矩阵加幂两种改进措施。最后,利用有限字符集的对称性,进一步降低了互信息的计算复杂度。该算法在各种信道和信噪比条件下均能逼近互信息的理论最大值,并且减少甚至避免了搜索,计算复杂度大大下降。仿真结果验证了该算法的有效性。     

有限字符输入的空间调制物理层安全传输方法

针对有限字符输入系统的无线物理层安全传输问题,提出了一种空间调制安全传输方法。该方法以信息论为基础,利用多输入多输出(MIMO,multiple-input multiple-output)系统的接收天线索引承载信息,通过切换接收天线随机化窃听者的等效信道,保证物理层安全传输。首先分析了该空间调制传输系统中合法用户和窃听者的不同接收性能。然后计算出安全传输系统的保密互信息,指出获取正的保密互信息的2个充分条件。最后给出信道互信息的估计算法,并利用有限字符集的对称性进一步降低了计算复杂度。理论分析和数据仿真验证了该安全传输方法的可行性和有效性。     

隐藏有限字符特性的跳空安全传输方法

针对无线数字通信系统,从信息论角度推导了一个保障物理层安全传输的充分条件,并提出了一种隐藏有限字符特性的跳空安全传输方法。首先,在有限字符输入系统中,多天线窃听者具有离散有噪无损信道（Discrete Noisy Lossless Channel ,DNLC ）结构,可以恢复保密信号,致使人工噪声方法失效,因此破坏窃听者的DNLC结构是保证系统传输安全的一个充分条件。然后,利用无线信道特征的多样性和独特性,提出一种基于多输入多输出（Multiple In-put Multiple Output ,MIMO）系统的跳空安全传输方法,在传输信息的过程中随机切换收发天线并发送空域干扰,可以隐藏保密信号的有限字符特性并破坏窃听者的DNLC结构。最后,理论分析和仿真结果表明了该安全方法的有效性。     

TD-SCDMA中基于连续型模糊控制的外环功率控制算法

该文提出一种基于连续型模糊控制的外环功率控制算法,它对误块率的变化量进行模糊化处理,通过模糊控制规则和解模糊化处理得到输出值,作为内环功率控制的信干比目标值调整步长。该算法能精确给出最佳调整步长,在很大程度上避免了已有的外环功率控制方法的过调现象。并能随着网络及无线环境的变化,使实际系统的平均误块率快速收敛于满足服务质量所需的误块率目标值。实验结果验证了该算法的优良特性。     

TD-SCDMA系统中基于门限报告的外环功率控制研究

功率控制是TD-SCDMA系统正常工作所必须的,外环功率控制为内环功率控制提供SIR参考值。为此提出了一种门限报告算法,该算法通过统计误块数和误块容忍周期来决定是否调整目标信干比,同时还给出了具体参数的公式,可以较好地实现3GPP中对外环功率控制的要求。     

同频干扰环境下双向AF中继性能分析及参数优化

双向中继（two-way relaying, TWR）作为提高中继网络频谱效率的一种有效手段,近年来受到广泛关注。本文研究同频干扰环境下三时隙TWR策略的中断概率性能,中继采用放大转发（amplify-and-forward, AF）策略。首先,理论推导了策略中断概率下界的闭合表达式和高信噪比下的渐进表达式。仿真表明,理论结果能够匹配策略的实际中断概率性能。根据理论结果,以最小化中断概率为目标对中继节点功率分配和中继位置参数进行优化。提出三种优化问题,即（1）给定中继位置,中继功率分配优化问题,（2）给定中继功率分配方案,中继位置优化问题,（3）联合优化中继功率分配和中继位置。仿真结果表明,联合优化能够实现最优的中断概率性能。      

瑞利衰落时MIMO无线通信系统分集性能分析

针对多输入多输出（MIMO）无线通信系统提高系统性能的同时增加了系统的复杂度,提出了基于最大特征值传输的分集解决方案,在天线数量一定的情况下最大可能的提高系统的分集增益。对单输入多输出和多输入多输出的情况进行了数学分析,推导出了系统性能的变化范围,并且对分析的结果进行了数值仿真。     

主字母体制符号同步方法研究

针对主字母体制的信号结构和解调方式,首先提出直接能量检测法和差分能量检测法来进行符号(字母)同步。为了提高低信噪比下的同步性能,进一步提出了导频同步法。在详细分析它们的工作原理的基础上,推导了导频同步法的性能公式和用误差概率密度函数表示的同步误差概率分布情况,试验验证说明导频同步法的优越性。     

旋转编码协作方案中的功率优化分配研究

针对等功率分配(EPA)导致系统资源利用率低的问题,提出了一种旋转编码协作方案中的功率优化分配(OPA)方法。该方法首先利用Chernoff界推导了端到端系统误符号率(SER)的上界,然后在总功率一定的条件下,以最小化SER上界为目标,根据平均信道增益来计算源和中继间的功率分配因子。最后将功率分配信息通过反馈信道发送给协作用户,从而实现了功率的自适应分配,提高了系统的资源利用率。仿真结果验证了所提OPA方法的有效性。     

自由空间光通信中相干OFDM系统性能分析

结合正交频分复用（OFDM）技术和相干探测的优势,研究了相干OFDM自由空间光通信（FSO）系统的误码性能,考虑了OFDM映射方式以及映射阶数对系统误码性能的影响。在Gamma-Gamma大气湍流信道下,分别从平均信噪比和所需平均接受光功率的角度考虑了系统在弱、中和强湍流三种情况下的误码性能。在此基础上,推导了系统误符号率的闭合表达式。仿真结果表明,相干探测下OFDM FSO系统可以较好地克服大气湍流效应,在弱、中湍流情况下,QAM映射方式下系统的误码性能明显优于PSK方式,在强湍流下这种优势不明显,此外随着映射阶数的增加,系统误符号率增加,因此在实际应用中可以通过降低映射阶数来提高系统误码性能。     

含公零点FIR-MIMO信道的直接盲检测

首先在发送信号属于有限字符集和FIR-MIMO信道卷积矩阵行数大于列数的情况下,给出了FIR-MIMO均衡器存在的一个充分性条件。然后,利用变换矩阵的方法把盲信号检测问题转化为二值约束下的二次规划问题,并利用遗传算法求解二次规划,最后进行了实例仿真。仿真结果表明：在FIR-MIMO信道含公零点的情况下,所提出的均衡器可以正确地恢复发送信号;而无论FIR-MIMO信道是否含有公零点,提出的直接盲多用户检测算法都比经典的子空间算法性能优越。     

估计误差下DF协作系统性能分析

信道估计误差是引起无线通信系统性能衰弱的重要因素之一。分析了瑞利信道条件下估计误差对译码前传协作系统性能的影响。推导并给出了估计误差条件下正交幅度调制信号译码前传协作系统码元错误概率的解析表达式和上界表达式,并分析了不同信道的方差对协作系统性能的影响。仿真结果显示,存在估计误差时,码元错误概率性能并未随着信噪比的增大而提高。同时发现,中继-目的链路的较大方差较源-中继链路显著改善码元错误概率性能。