基于放大转发的双向中继信道密钥生成

根据基于放大转发的双向中继信道的特性,该文利用时分系统无线多径信道的互易性和卷积运算的交换律提取密钥,使得密钥可以在信道估计时生成,而无需预先进行分配。由于信道的稀疏多径特性,采用基于压缩感知的重构算法对信道状态信息进行估计,提出了基于多径相对幅度和基于多径相对相位的密钥生成方案进行密钥的生成,并与基于多径相对时延的密钥生成方案进行了比较。仿真结果表明,3种方案均可以达到较高的密钥生成一致性,解决了第三方窃听的问题,保证了物理层通信的安全。     

双向中继稀疏多径信道密钥生成与分发

本文利用时分系统无线多径信道的互易性,提取信道相位信息作为密钥,实现双向中继信道的密钥生成与分发。由于信道的稀疏多径特性,采用基于压缩感知的重构算法对信道状态信息进行估计。端节点采用正交导频设计,将双向中继信道分解为两个点对点的信道;而中继采用物理层网络编码的思想,广播导频和密钥比特的异或。这样,仅用2个时隙就实现了密钥生成与分发,还保证了密钥的安全,且无需预先进行密钥的分配。仿真结果表明,本文所提方案可以有效的实现双向中继信道的密钥生成与分发,保证了物理层的安全通信。      

一种MIMO-OFDM信道混合估计方法

传统的信道估计方法往往假设多径分量数已知且为常数,粒子滤波算法可估计服从高斯分布的时变信道。实际无线环境中,多径分量数目与幅度皆为时变,则粒子滤波估计方法性能恶化。本文提出基于二进制粒子群算法和卡尔曼滤波的MIMO-OFDM信道混合估计方法。采用随机集建模MIMO信道,并分析得到其多径转移概率模型;基于此模型将信道分解为离散部分和连续部分,推导得到此两部分与整体信道关系;采用二进制粒子群算法拟合信道离散部分,利用卡尔曼滤波估计信道幅度,将利用信道估计计算得到的观测值与真实观测值的近似程度作为适应度函数。仿真结果表明:本文所提出的信道估计方法性能优于基本粒子滤波的信道估计方法。     

宽带MIMO-OFDM系统信道估计算法研究

本文提出了MIMO-OFDM系统中基于LS准则的参数化信道估计方法(LSPCE),推导出其MSE性能的下界并给出一种最优导频序列.为了降低复杂度,本文还提出了一种迭代的算法,它利用有限冲击响应信道的抽头之间的相关性从噪声中提取出信道信息并同时估计出多径时延.仿真和分析表明,相比传统的LS信道估计算法,这种基于参数化的信道估计算法可以大大提高信道估计的精度,接收端的检测性能接近理想信道估计的性能.     

地空测控链路OFDM信道估计

针对无人飞行器大动态运动特点,提出利用地空测控窄带扩频链路的信道估计,辅助OFDM传输方式的下行宽带链路进行信道估计的方法。基于OFDM信道估计基带模型,设计了奇偶OFDM符号分组交错导频插入方式,设计了基于窄带链路多普勒频偏、多径时延信道估计的宽带链路信道估计算法。在大多普勒与多径传输信道下对算法误码率性能进行了仿真,验证了下行宽带链路具有较强的抗大多普勒、抗多径衰落的性能。     

基于信道缩短的多频带超宽带信道估计

针对多频带超宽带系统,提出了一种基于信道缩短的信道估计方法.利用循环前缀(CP)结构,在接收机前端设计信道缩短均衡器,解决了循环前缀长度小于信道最大多径延迟时难于估计信道参数的问题.根据均衡器输出序列估计出复合信道,通过反卷积解出原信道参数.计算仿真表明该算法具有良好性能.     

一种OFDM系统信道密钥生成方法

提出了一种在正交频分复用(OFDM)系统中提取信道频率响应(CFR)表征信道特征,经过探测、量化、协商、一致性确认以及隐私放大生成信道密钥的方法。首先,利用OFDM系统多载波的优势,在各个子信道提取信道特征,并进行量化;然后,采用滑窗密钥生成机制以及分段校验,通过一次位置信息交互,高效地完成协商,生成初始信道密钥;最后,利用隐私放大函数生成信道密钥。所提方法通过滑窗生成大量密钥比特,以一轮协商代替多轮协商;只限定初始密钥最大长度,使得初始密钥在长度及信息两个维度保持随机化。     

基于信道相位信息的光网络动态加密方案

针对光网络使用过程中下行通信数据传输至全部光网络单元内，提升非法用户窃取下行通信数据可能性的问题，以提升密钥安全性、确保光网络通信数据的安全为目的，研究基于信道相位信息的光网络动态加密方案。以小区参考信号为基础，采用最小二乘算法估算光网络导频位置的信道，获取信道频率响应估计值。采用基于信道相位的密钥提取方法，通过划分相位区域、选取密钥信息、相位与幅度量化等过程将光网络信道频率响应估计值转换成密钥比特，通过密钥合并获取密钥。通过一维Logistic混沌映射获取密钥流，利用密钥流对光网络通信下行数据实施异或加密和解密。实验结果显示，该方案所生成的动态密钥随着时间的改变而不断更新，加密方案所生成的密钥各检测项目所得评价值均高于0.01,且其中三个项目的评价值均能达到0.5以上，且具有较强的随机性，能显著提升光网络通信安全。     

多带OFDM超宽带系统信道估计的研究

超宽带(UWB)以其隐蔽性好、传输速率高,抗多径和窄带干扰能力强等优点,在短距多址无线通信中良好的应用前景而引起广泛研究.以多带OFDM超宽带通信系统为背景,主要研究UWB系统室内密集多径信道的估计,提出两种基于训练比特的UWB信道估计算法--ML算法和IML算法.仿真结果表明:两种信道估计算法都能够有效估计信道参数,而IML算法在消除多径成分之间相互干扰方面更优越.     

基于信道特征的协作密钥提取技术研究

利用无线信道物理特征的对称性来保证无线信道安全一直是学术研究的热点。Suhas等人在经硬件改造的802.11平台上实现了基于信道特征的密钥提取测试,但是密钥生成速率较低。针对这一点提出了改进,通过借鉴协作通信技术,在密钥提取过程中引入合作节点以提高密钥生成速率。这里将整个过程分为协作探测信道、量化与协商纠错和密钥融合3个步骤。这里给出的设计可以显著提高密钥生成的速率。     

高空平台站空地链路信道建模与QualNet仿真

高空平台站通信是实现中继通信的重要手段,其受大气效应及多径效应制约严重,但网络仿真器中缺少针对高空平台通信系统的准确信道模型,无法进行有效的仿真分析。为此,从分析ITUR模型与Ricean模型出发,在此基础上改进QualNet仿真器内置的信道模型,使之基本实现对真实空地链路信道的近似模拟,将该信道模型应用于网络仿真中,并分析信道特性对空地链路性能的影响。最后,搭建了基于QualNet的半实物仿真平台,进一步增强了空地链路仿真的准确性和合理性。该信道模型及仿真平台对高空平台站通信系统的参数设计、性能分析具有重要意义。     

地空衰落信道下JTIDS信号信噪比盲估计

针对地空衰落信道下联合战术信息分发系统（JTIDS）信号信噪比的估计问题,提出了一种适用于单脉冲和双脉冲时隙结构JTIDS信号的接收信噪比盲估计方法。首先,利用信道实时最大时延粗估计值确定无符号间干扰的数据区间;其次,基于JTIDS信号脉冲时隙结构中静默时间的保护间隔特性估计噪声功率;最后,根据选定区间数据的自相关函数估计接收信号的信号功率,从而估计出接收链路的信噪比。仿真实验结果表明,取单时隙样本长度时,在巡航、起降两种空中平台状态下,提出估计方法在较宽信噪比范围内具有良好的均方误差估计性能,可满足JTIDS系统的信噪比估计需求。     

基于无人机的空地信道特性测量系统

随着各种飞行器和通信一体化的发展,对空地信道特性的研究变得愈发重要且迫切。针对空地通信场景,本文研制了一套由无人机发射单元和地面接收单元组成的无人机空地信道测量系统。该系统选取具有平坦功率谱特性和大动态范围的ZC序列作为测量序列,利用硬件实现实时提取信道冲激响应(Channel Impulse Response, CIR),并通过采样偏差恢复、系统响应校正等方式,提高信道测量系统的准确性。实测验证结果表明,本文研制的信道测量系统与信道模拟器模拟结果和射线跟踪(Ray Tracing, RT)仿真结果基本一致。最后,开展了校园场景空地实测活动,分析了该场景路径损耗(Path Loss, PL)、莱斯K因子、均方根时延扩展(Root Mean Square-Delay Spread, RMS-DS)等信道特性。     

基于LTE的低空空地信道建模与仿真

低空空地情况下的信道建模是系统分析和设计的基础。在借鉴已有陆地和航空信道建模技术的基础上,分析低空空地信道的特殊性和不同场景下的小尺度衰落参数。针对现有小尺度衰落信道仿真模型的不足,提出了适应低空空地不同场景的小尺度衰落模型。仿真结果表明改进模型更符合理论分析结果。仿真在LTE系统中不同场景下的信道特性,说明区分场景建立低空空地信道模型是必要的。     

Underwater acoustic communication physical layer key generation scheme

To ensure the communication safety of unmanned underwater vehicle,a physical layer key generation scheme of underwater acoustic channel based on orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system was proposed.First,a local pilot assistance channel sounding protocol was proposed to solve the reciprocity impaired caused by the great propagation delay in the underwater acoustic channel,ensure high key randomness and enhance the defenses against nearby eavesdroppers.Secondly,double-layer compensation centralized combined with adaptive guard interval quantization method was proposed to improve key agreement rate and key generation rate.Simulation results show that the scheme effectively overcomes the problems of impaired reciprocity and ensures high key generation rate and high randomness on the premise that the key agreement is superior to the existing schemes.     

High‐resolution compressive channel estimation for broadband wireless communication systems

Broadband channel is often characterized by a sparse multipath channel where dominant multipath taps are widely separated in time, thereby resulting in a large delay spread. Accurate channel estimation can be done by sampling received signal with analog‐to‐digital converter (ADC) at Nyquist rate and then estimating all channel taps with high resolution. However, these Nyquist sampling‐based methods have two main disadvantages: (i) demand of the high‐speed ADC, which already exceeds the capability of current ADC, and (ii) low spectral efficiency. To solve these challenges, compressive channel estimation methods have been proposed. Unfortunately, those channel estimators are vulnerable to low resolution in low‐speed ADC sampling systems. In this paper, we propose a high‐resolution compressive channel estimation method, which is based on sampling by using multiple low‐speed ADCs. Unlike the traditional methods on compressive channel estimation, our proposed method can approximately achieve the performance of lower bound. At the same time, the proposed method can reduce communication cost and improve spectral efficiency. Numerical simulations confirm our proposed method by using low‐speed ADC sampling. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于信道特征量化的自适应密钥生成方案设计简

针对现有基于信道特征量化的密钥生成方法无法同时保证生成密钥的强度与系统的有效性,表现为密钥熵率低或不一致率高的问题,提出了一种基于信道特征量化的自适应密钥生成方案,利用密钥速率的上界函数曲线近似实际曲线,在保证一致率的前提下提高信道特征的量化精度,增加生成密钥的熵率;在此基础上依据接收导频信号的信噪比选择生成密钥熵率较大的协商方案。仿真结果表明,利用所提方案生成密钥可以保证密钥强度与系统的有效性。     

多径信道下MPSK信号的调制分类算法

针对多径信道中MPSK信号的调制分类问题,提出一种新的基于小波变换的分类算法.算法所用的小波变换相位信息特征对平坦衰落信道具有衰落不变性,对频率选择性衰落信道也具有很强的抗多径能力.与已有方法相比,新算法极大地降低了对多径信道冲激响应模式的限制,更具有普适性.理论分析和计算机仿真试验都证明了新分类算法的稳健性和有效性.     

通用滤波多载波通信系统中干扰抑制均衡算法

作为5G多载波技术强有力的候选对象,通用滤波多载波利用子带滤波技术抑制带外功率泄露,进而降低同步要求和获得更高的频谱效率。本文首先针对通用滤波多载波在慢时变多径信道下的性能进行了分析和研究;其次为消除多径信道所带来的干扰,提出了适用于该多载波系统的信道估计方案,该方案设计了具有重复样式的导频结构进行信道估计,复杂度低;最后针对通用滤波多载波在多径信道下容易遭受符号间干扰的问题,提出了基于干扰消除的Zero-Forcing均衡算法和基于迭代干扰消除的均衡算法,两种算法均能够在消除ISI的基础上进一步地消除ICI和IBI。仿真结果表明,本文提出的信道估计和均衡算法能有效消除通用滤波多载波技术在多径信道下所经受的ISI、ICI和IBI。      

Transmit scheme to improve coverage in simulcast system based on wideband channel measurement in indoor at 6 GHz

Array gain would be well exploited to improve power coverage if some powerful multipath components from different radio links can coherently combine at the receiver (Rx). Thus, in this paper, an algorithm is proposed for transmission in simulcast system, where partial channel state information (CSI) is needed. Based on measured multipath channel, performance of the proposed algorithm is evaluated. According to simulation results, the proposed algorithm outperforms the direction summation (DS) scheme and multipath antenna diversity (MAD) algorithm, with 2~4 dB advantage over the latters. Especially in line of sight (LOS) scenario, the advantage is more obvious. Besides, the proposed algorithm brings more gain with increasing number of transmit antennas without additional power. Finally, robustness of the proposed algorithm is examined with imperfect CSI.