无线传感器网络启发式移动轨迹策略的研究

从进攻方的角度出发,该文研究目标如何以尽可能低的发现概率,消耗尽可能少的时间穿越已被传感器节点监控的区域。基于此研究目标,提出一种兼顾安全和时效性能的SS(Security and Speed)启发式的移动轨迹策略和相应的评价指标综合增益Integrated Gain (IG)。此策略无需全网拓扑信息的支持,能动态地反映目标对安全和时效两种性能的不同需求。通过仿真试验证明,该策略对网络中节点密度和分布有更低的敏感性;和经典的Voronoi算法相比,该策略克服Voronoi中存在的工作盲区和轨迹蔓延的问题,平均综合增益更加接近理想算法的结果,而计算复杂度却远远低于理想算法。     

基于Voronoi的无线传感器网络覆盖控制优化策略

针对无线传感器网络运行状态中存在覆盖空洞的问题,提出了一种基于Voronoi有效覆盖区域的空洞侦测修复策略。该策略以满足一定网络区域覆盖质量为前提,在空洞区域内合理增加工作节点以提高网络覆盖率为优化目标,采用几何图形向量方法对节点感知范围和Voronoi多边形的位置特性进行理论分析,力求较准确地计算出空洞面积,找寻最佳空洞修复位置,部署较少的工作节点保证整个网络的连通性。仿真结果表明,该策略能有效地减少网络总节点个数和感知重叠区域,控制网络中冗余节点的存在,同时其收敛速度较快,能够获得比现有算法更高的目标区域空洞修复率,实现网络覆盖控制优化.     

多跳无线网中基于空分TDMA的时隙分配策略

空分TDMA（STDMA）是基于TDMA的信道接入协议,该技术被应用于实时性要求较高的多跳（multi-hop）无线网络中,并可使多个在地理位置相互独立的移动终端使用相同的时隙来增加网络容量,不同移动终端之间的数据传输通过对终端调度安排来实现。调度算法一般分为基于节点或基于链路的分配方式。对这两种方式对比发现,在一定条件下两者都有不理想的特性。因此,结合两种方式优点提出了一种新颖的分配策略。仿真结果表明：该分配策略在高业务负载情况下能满足链路分配的高吞吐量,也能达到低业务负载下节点分配的低延迟。     

一种干扰最小化协作波束形成节点选择方法

针对无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）对周围无关基站造成干扰的问题，提出了一种基于禁忌搜索的协作波束形成节点选择方法。该方法以协作节点的组合方式为优化变量,以降低无关基站方向的波束能量增益为优化目标,能够在约束节点个数的条件下优化协作节点集，减小WSN对无关基站的干扰。仿真结果表明，所提方法能够有效降低协作波束形成在无关基站方向上的能量增益，与随机搜索算法、遗传算法和免疫算法相比,参数设置简单,寻优效率更高。     

一种面向无人机通信的协作干扰安全传输技术

本文利用无人机的高机动特性带来信道的动态变化这一机理,通过合理地控制无人机位置,靠近合法节点并远离窃听节点,增加合法节点的信道增益,削弱窃听节点的信道增益,从而提高信源端和目的端的安全通信容量。已有的无人机空地信道模型大多仅考虑视距传输链路,本文在此基础上增加了非视距链路（Not Line of Sight, NLOS）,并且在窃听者位置存在估计误差条件下,建立了两架无人机协同通信场景,在上述场景下通过合理规划两架无人机飞行轨迹,增强合法信道增益,削弱窃听信道增益,并联合无人机的功率分配,实现最大化平均保密速率。该优化问题为非凸问题,因此采用了连续凸近似（Successive Convex Approximation, SCA）以及块坐标下降算法 （Block Coordinate Descent Algorithm, BCD）来解决问题。仿真结果表明在视距链路和非视距链路同时存在的前提下,通过规划两架无人机的飞行轨迹,信号功率,能有效提升无人机通信系统的保密速率。      

一种基于角度和时差信息的改进型滤波算法

联合角度（DOA）信息和时差（TDOA）信息对运动目标进行多站无源定位实质上是一种非线性估计问题。文章基于DOA和TDOA信息，提出了二种多站对三维空间目标进行定位跟踪的修正增益扩展卡尔曼滤波（MGEKF）算法，文中分别推导了角度观测方程和时差观测方程的修正增益函数。计算机仿真表明该算法的定位精度和稳健性能均要高于扩展卡尔曼滤波（EKF）算法。     

基于译码——转发的多中继协作节点选择方法

由于协作通信技术能够抵抗信道衰落的影响,提供分集增益,成为目前研究热点之一。针对传统多中继译码转发协作通信中,所有潜在中继均参与协作从而导致系统的低资源利用率问题,提出了一种基于信道容量增益的中继节点选择策略。仿真结果表明,该策略只需选择一半的中继节点数就能获得和最优中继选择方法非常相近的系统性能,同时降低了系统的功率损耗和实现复杂度。     

无线传感器网络中的分布式Voronoi覆盖控制算法

以覆盖部分目标区域的传感器网络为研究背景,在通信半径不小于2倍传感半径的条件下,提出了一种维持网络原有覆盖范围、连通性的分布式Voronoi覆盖控制算法.首先,提出了一种基于局部Voronoi区域的冗余识别规则,其计算复杂度与节点密度无关;然后,提出了一种能量优先的Voronoi调度规则,通信相邻、局部Voronoi不相邻的节点可以同步执行冗余识别,提高分布式调度的收敛性.仿真实验表明,所提算法求解活跃节点的数量、平均覆盖度与集中式算法接近,优于一般的分布式算法,而在活跃节点的平均能量、算法性能等方面更加具有优势.     

异构传感器网络覆盖势力剖分算法

对于普遍存在的异构传感器网络,目前尚缺乏有力的方法解决其覆盖势力的剖分问题。对此,该文提出一种本地化的覆盖势力剖分算法CFA(Coverage Force Algorithm)。该算法根据节点感应能力的差异,构建基于感应异构性的通用Voronoi图,能有效对网络中异构节点的覆盖势力范围进行剖分。实验证明,CFA算法解决了异构网络覆盖性能分析问题,和传统的Voronoi图方法相比,具有广普性和本地化的特点。     

ATM VPX网络中一种生存性策略

在未来ＡＴＭ网络中，网络生成能力是一个关键而亟待解决的问题，在链路或节点失效的情况下，ＡＴＭ网络应能将连接快速切换到变更路由上，最大限度减少由此造成的经济损失和负面社会影响，本论文研究ＡＴＭＶＰＸ（ＶＰ交叉连接）网络中的生存性策略，提出关键的两个算法；混合式自愈算法和空闲资源算法，同时提出了与其相关的基于ＶＰ的综合控制机制，该策略能快速地恢复受失效影响的连接，又能使网络资源得以合理利用。     

OTHR短CIT条件下自适应舰船目标检测方案

针对在短相干积累时间（CIT）条件下,天波超视距雷达（OTHR）的多普勒频率分辨力和相干积累处理增益降低,导致对低可探测大中型舰船目标检测性能下降的问题,提出一种综合自适应海杂波抑制、重构并检测舰船目标信号的PHM方案。该方案首先利用峰值信噪比（PSNR）-高阶奇异值分解（HOSVD）算法进行自适应海杂波抑制,使信号稀疏化并减少后续检测环节中的虚警;然后利用改进的正交匹配追踪（MOMP）算法进行重构和检测舰船目标信号,改善对目标的检测性能,并提升检测结果中舰船目标的多普勒频率准确度。仿真分析和实测数据处理结果验证了PHM方案的有效性。      

基于Voronoi图的无线传感器网络覆盖算法研究

覆盖问题在无线传感器网络研究中具有很重要的地位,用最少的节点获得最大的覆盖面积是研究目标。Voronoi图,又叫泰森多边形或Dirichlet图,它是由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成。在一对邻近节点间,垂直平分线上的每个点被感知到的概率最小。文章中,作者提出一种基于Voronoi图的无线传感器网络覆盖算法,算法中先找出最大可能盲点,然后重新部署节点,以达到用最少的节点获得最大的监测面积。仿真实验证明了算法有效性。     

无线传感器网络中基于网格的目标跟踪算法

提出了一种适用于无线传感器网络中基于网格的目标跟踪算法，以解决在目标跟踪过程中信任度（belief）更新和传感器节点信息贡献量估计问题。该算法对信任度进行非参数化表示，用基于网格的算法对序列贝叶斯滤波过程进行实现。并且利用目标位置预测和基于网格的算法在不预先获知传感器节点测量数据的情况下，对节点的信息贡献量进行估算。在资源受限的无线传感器网络中，该算法在降低计算复杂度、提高算法适用范围方面都有显著改进。最后在仿真环境中验证了基于网格的目标跟踪算法的有效性。     

基于协方差反馈的多天线系统优化发送研究

为了克服多天线信道相关性的影响，提出一种新的自适应发送方案。应用空时分组码特征波束成型技术和格形编码调制（TCM）来获得分集增益和编码增益。针对采用和不采用交织器两种情况，基于成对差错概率（PEP）准则。分析了系统的统计性能，分别得到了使系统编码增益和分集增益最大化的TCM设计准则。根据注水法则和Lagrange乘子法求得波束间功率分配算法最优解。此外，码距作为优化功率加载算法中的权重因子，有效降低了获取波束成形分集的信噪比门限。分析和实验结果表明此方案复杂度低。能有效克服相关衰落。     

一种低信噪比条件下点目标检测方法

本文提出了一种低信噪比条件下从图像序列中检测点目标运动轨迹的新方法。基于目标运动轨迹的连续性，构造了一种准连续性滤波器结构，采用正向－反向二次滤波算法，有效地抑制了噪声的影响。在此基础上，依据待检目标运动轨迹的性质定义了一种目标函数，将轨迹检测问题转化成为寻找该目标函数最小值的问题。进而由Ａ算法在加权图中搜索最短路径以获取目标函数的最小值，从而确定点目标的运动轨迹。实验结果表明，该方法克服了以往算     

基于信道统计特性的中继选择算法

该文提出了一种在非再生协作网络中,基于信道统计特性的最优中继选择方法。首先在等功率条件下,根据信道统计特性,定义一个等效信道增益的参数,该参数反映了中继节点在协作过程中两个阶段的信道特性。然后提出一种基于该参数的降序排列的中继选择方法。该方法在不同的信噪比范围内,选择不同的节点集合,使得系统的吞吐率中断概率最小。分析表明该选择方法的分集增益阶数能达到N+1,N为中继节点数目。仿真结果表明这种中继选择算法的中断概率性能优于其他算法。该方法进一步与功率分配相结合,构成了一种低复杂度的次优的中继选择方法。仿真结果表明这种次优算法能够取得和穷举算法相似的性能。     

基于VC++6.0的图像分析及目标移动轨迹提取

通过图像信号分析目标移动轨迹是目前比较流行的轨迹分析方法，但是传统的目标轨迹提取算法是通过腐蚀算法提取目标轮廓，然后根据目标轮廓计算目标几何中心，并通过几何中心的位置变化计算目标轨迹。此算法需要先滤除无关背景，然后通过普通阈值变化（又叫门限变化）来二值化图像，其计算量大、操作不简便，因此提出一种简化的移动目标提取算法，经过编程实现，已经取得良好的效果。     

MANET中一种具有能量意识的无信标地理路由算法

 地理路由具有有效的传输性能和良好的可扩展能力,是当前移动Ad Hoc网络路由算法中的一个研究热点. 在许多实际场合下,网络中的节点能量有限并且难以补充,所以合理调整节点之间的能量消耗成为提高网络寿命的一种重要手段. 本文针对贪婪转发和空洞解决方案中存在的节点能量消耗不平衡的问题,提出了一种具有能量意识的无信标地理路由算法EBGR (Energy-Aware and Beaconless Geographic Routing). 该算法包括两个模式：贪婪竞争策略和空洞解决策略. 在贪婪竞争策略中,源节点或中继节点（即上游节点）广播数据包,位于数据包转发域内具有最小动态转发延迟的节点（即下游节点）转发数据包,其余候选节点侦听到该广播包后,自动放弃转发该数据包. 当遇到节点空洞时,将角度和能量信息同时加入到转发节点的动态延迟计算中,从而在数据包转发过程中有效地避绕空洞和平衡节点间的能量消耗. 仿真结果表明,与已有的BLR和GEAR等典型地理路由算法相比,平均投递率提高2%到4%;平均网络寿命提高了10%到20%.     

低复杂度校验节点调度的LDPC串行译码算法

置信传播算法（BP）是低密度校验码（LDPC）一种常用的译码算法。为了改善动态调度算法（IDS）在提高BP算法译码性能时复杂度较高的缺陷,提出了一种基于校验节点的串行消息更新策略（Min2-CSBP）。该策略定义了一种基于校验节点的可靠度测度并能近似表征对应的校验节点的可靠程度。可靠度测度仅用于确定消息更新的次序,而在消息更新的计算中仍然采用精确的概率值。每次迭代中对可靠度按升序排序并按此顺序进行消息更新。随后,对Flood算法、CSBP算法、NW-RBP算法及Min2-CSBP算法进行了复杂度对比。仿真结果表明:在使用LDPC短码时,Min2-CSBP算法比Flood算法及CSBP算法显著提高了误码率性能,并减少了迭代次数。      

Two-way中继系统协作节点选择及功率分配策略

为了提高Two-way中继系统总速率,该文提出了一种Two-way AF中继系统的双向中继选择(BRS)策略,该策略通过联合考虑中继节点处的接收信噪比和中继节点到目的节点间的信道增益,实现了最优中继选择。进一步,在最优中继基础上提出了Two-way中继系统两种优化功率分配策略:(1)基于凸优化的功率分配策略(OPA-CO);(2)基于信道增益差异的优化功率分配策略(OPA-DCG)。方案(1)提出了总功率受限的条件下最大化Two-way中继系统总速率的优化模型;方案(2)通过考虑链路之间信道增益的不同,提出了一种速率增量最大化的数学优化模型,为降低求解凸优化模型的复杂度,采用一种迭代功率分配算法求解上述优化模型。仿真结果证明两种策略均能提高系统总速率。