小型声接收基阵在UUV远程水声通信中的应用

在远程通信时,由于单阵元接收信噪比低,导致通信误码率较高,为了提高接收信噪比,设计了用于水下无人航行器的小型声接收基阵;给出了一种改进的波束综合方法,并通过该方法设计了接收多波束系统;针对远程通信中.时域波束切换算法无法跟踪信源方位的缺点,给出了适用于MFSK调制方式的频域波束切换算法.利用计算机对实验结果进行分析.该基阵可以提供5 dB左右的信噪比增益.25 km通信距离下采用设计的多波束系统接收信号,解码无误码.     

智能天线跟踪波束与切换波束的比较

首先从波束形成或控制的角度界定了2类智能天线—跟踪波束智能天线(以下简称跟踪波束系统)和切换波束智能天线(以下简称切换波束系统)。其次分别介绍了其中关键部分:跟踪波束系统的自适应方法和切换波束系统的波束选择方法的设计考虑。跟踪波束系统的自适应方法是利用基于Lagrange公式的自适应算法跟踪最强信号源,而切换波束系统的波束选择方法则是基于正确波束接收的信号必然比任何其他波束接收的信号强这个事实。最后,依据其性能和所需的复杂度对跟踪波束系统和切换波束系统作了比较。     

采用定向天线的MANET邻居发现算法研究

在无线多跳移动自组织网(MANET)中采用定向天线(特别是波束成形天线)有一系列优点。这一技术能增加单跳传输的距离、减小干扰、提高空间复用度,从而能显著增大系统容量。然而,适应于采用全向天线的传统MANET的媒质接入控制(MAC)、功率控制、邻居发现、路由等方法必须作相应的修改。在分析前人相关研究的基础上,针对MANET使用定向天线情况下的邻居发现机制及算法进行了深入研究,提出了2种采用定向天线的MANET的邻居发现算法———非辅助TD模式的定向邻居发现算法与非辅助TRD模式的定向邻居发现算法。这2种算法与目前已提出的其他定向邻居发现算法的最大区别是,它们不需要依赖GPS或其他辅助信息就能独立实现邻居发现。     

60 GHz毫米波通信中上行链路混合波束赋形技术研究

该文针对60 GHz通信网络上行链路提出一种基于码本的混合波束赋形技术,实现复杂度与接收性能之间的折中。用户设备采用固定码本波束切换发射信号,接收设备首先利用码本执行到达角预估,在此基础上进一步设计最佳接收波束,以抑制上行链路相互干扰;并设计一种改进的最小均方误差(LMS)波束形成算法,通过设置有效初值提升迭代性能。仿真结果表明,混合波束赋形算法可有效提升60 GHz通信系统传输性能,同时验证新算法能显著提高接收信号的信干噪比。     

一种定向无线自组网邻居发现算法

针对使用定向天线的无线移动网络在自组网过程中邻居搜索时间较长且不确定性较大等问题,提出了一种根据二进制编码序列确定收发模式的异步邻居发现算法,通过为每个节点分配独立的二进制编码来确定节点的收发模式,并根据收发状态给出确定的节点波束扫描方式。讨论了应用于该算法的编码需要满足的条件,并给出一个满足要求的编码序列组,在节点时间异步情况下完成邻居发现的时长具有确定的上界。仿真结果表明,相较其他确定时长的异步邻居搜索算法,该算法能够提高节点间相互发现概率,缩减节点邻居发现的平均和最大用时。     

中继辅助MIMO系统中基于有限反馈的分布式波束成形

对协作式中继辅助的多输入多输出通信系统中基于有限反馈的联合波束成形问题进行了研究.首先推导了接收信噪比的下界,并基于该下界建立联合波束成形的数学模型.其次推导了分布式波束成形的最优方案.最后针对该最优方案,设计了一个迭代算法,优化得到分布式波束成形码本,从而分布式中继站的波束成形可基于码本序号的有限反馈来进行.实验结果仿真表明,所设计的联合波束成形码本在反馈开销很小的情况下获得明显的性能增益.     

毫米波移动通信中基于AUKF的波束跟踪算法

针对移动毫米波通信场景中收发波束存在角度偏差时接收信号质量急剧下降的问题,提出一种基于自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)原理的波束跟踪算法。针对低复杂度对于移动场景的适用性,该算法设计了一种有效的波束跟踪方案,在模拟波束形成架构中通过训练一个波束对以跟踪一条电磁波路径来保持有效的毫米波通信。通过引入自适应调节因子,在系统存在异常扰动时候,可以自适应调节预测和观测协方差矩阵,提高估计精度和收敛速度。仿真结果表明,所提的自适应无迹卡尔曼滤波算法明显降低了移动环境中的波束跟踪误差,具有稳健的波束跟踪能力。     

低轨卫星通信系统中的一种波束小区切换算法

针对低轨卫星移动通信系统中终端切换频繁,以及因邻区列表动态变化特性使得邻区测量存在较大不确定性的问题,提出了一种基于波束可视时间与接收信号强度的波束小区切换准则。推导了定向天线信号场值广播至地面的时变表达式,基于此预测切换触发时间,并进一步计算终端的邻区列表。根据波束可视时间与接收信号强度计算邻区的切换权重并进一步选择目标波束,针对重复切换的情形设置同一波束切换次数上限。仿真结果表明,该算法可以有效降低终端切换的频次并避免“乒乓切换”的发生,且终端纬度越高,算法效果越明显。     

Ad Hoc中基于编码的多约束多播路由安全高效算法

在Ad Hoc应用中,在保证多种网络服务质量(Qo S)的情况下,确保网络安全具有重要意义。文章分析了移动自组网应用的一般特点,提出了网络模型和编码方法,制订了安全规则,给出了一个基于网络编码技术的多约束安全多播路由算法(BFSMA),该算法能够提高数据发送可靠性,减少丢包率,降低平均延迟。仿真结果对本文提出的算法给予了支持,可提高移动自组网的通信质量和安全性。     

基于FSM检测的移动自组网攻击分类研究

在移动自组网环境下,由于移动节点可能被攻击截获,导致攻击从内部产生,传统的网络安全措施难以应用,只有通过入侵检测才能发现攻击者。通过分析移动自组网的攻击类型,并构造从恶意节点发起的攻击树,采用有限状态机的思想,设计一个基于FSM的入侵检测算法。采用该算法的入侵检测系统可通过邻居节点的监视,实时地检测到节点的各种攻击行为。     

多波束天线下多层蜂窝小区切换性能分析

分析了一种基于多波束天线在垂直面发射形成的多层蜂窝移动通信小区结构的切换性能.在切换算法中引入了以移动台所接收有用信号功率与干扰信号功率之和作为切换发起的判断规则之一,讨论了在阴影衰落无线传播环境下,该多层小区的3种切换发起规则,并给出了相应的切换发起概率表示式.最后计算机模拟结果比较了不同切换发起规则下切换发起概率与小区区群数和基站天线俯仰角间的关系.     

异构网络切换判决算法的研究

随着移动通信技术的发展,不同接入技术的融合是通信行业的发展趋势,因此异构网络的的切换以及网络的选择已经成为了研究的重点.传统的异构网络切换算法仅仅考虑信号质量（RSS）的比较,不适用于复杂的异构网络.针对传统的切换算法进行改进,改进的新算法综合考虑目标网络信号强度（RSS）和目标网络负载,将网络移入和移出门限作为切换判决的首要条件,将网络负载作为切换判决的次要条件.通过建模仿真对传统切换算法和改进算法进行对比,分析结果得出改进切换算法在切换成功率和切换次数上都有所改善,能够有效地减少业务中断及乒乓效应,同时并未过度地提高算法的复杂度.     

定向Ad hoc网络中一种带冲突避免的邻居发现算法

定向天线应用于ad hoc网络,一方面能显著提升网络性能,另一方面也需要新的MAC和路由协议来控制定向天线系统。邻居发现算法作为其中最重要的协议之一,是定向ad hoc网络组网的基础和前提,针对现有文献中提出的各种邻居发现算法大多没有考虑同一定向波束扇区内存在多个节点时的冲突情况,提出一种带冲突避免的定向邻居发现算法DAND/CA。DAND/CA通过随机选择发送控制消息占用的微时隙,能有效避免碰撞冲突的发生。仿真结果表明,提出的DAND/CA算法在邻居发现时间和成功率等方面明显优于现有算法。     

AODV_RR: A Maximum Transmission Range Based Ad Hoc on-Demand Distance Vector Routing in MANET

Nodes in a mobile ad hoc network are battery constrained devices and energy efficiency becomes an important consideration. In a multi-hop mobile ad hoc network the most common method to achieve energy efficiency is the transmission power control scheme in which a node transmits the data packets to its nearest neighbor which is at minimum required power level. However this scheme minimizes only the transmission power within the node’s neighborhood and energy efficiency at the link level is possible. With this scheme it is not possible to minimize the overall energy consumption of the network and the communication overhead of the network is not minimized. An analysis has been performed and our results have proved that instead of using low transmission power, the routing strategy needs to be controlled and only certain nodes are to be allowed to receive and process this routing request based on the received signal strength, then the overall energy consumption of the network can be minimized and the communication overhead is also minimized. The modified routing strategy is applied to the basic ad hoc on-demand distance vector (AODV) routing protocol and a maximum transmission range based ad hoc on-demand distance vector routing protocol named AODV range routing (AODV_RR) is proposed and studied under different network sizes. Measurable difference in performance is realized and the proposed AODV_RR perform better than normal AODV with respect to all the selected metrics.     

一种新的紫外光自组织网络的时分多址接入邻居发现算法

为了适应大 规模及拓扑变化较快的紫外光(UV)自组织网络,本文以提高邻居发现概率为目的,提出了一 种基于时分多址接入(TDMA, time division multiple access)的UV定向邻居发现新算法。新算法在DTRA(directional transmission and reception algorithm)协议的基础上采用了退避时延机制, 并通过邻居判断和维护机制让节点快速更新本地邻居表。实验结果表明,新 算法充分考虑了UV大气传输特性,能够有效地解决节点冲突问题,并通过找到一个最佳退避 时延使得节点冲突 概率和邻居发现时延之间达到一个较好的平衡。     

定向Ad hoc网络MAC组网技术研究

定向天线利用数字信号处理技术产生空间定向波束,将发射信号能量集中在某一个或者某些特定的方向上进行辐射,其应用于传统的Ad hoc网络中能够有效减少相邻节点间的互干扰,并能通过增加同时传输的节点对数达到显著提升网络空间复用率和容量的目的。首先简单介绍了定向天线和定向通信特点,然后对定向Ad hoc网络MAC层组网关键技术进行了综述,并对定向邻居发现协议、空分TDMA动态时隙分配机制、定向波束对准与跟踪技术等进行介绍和梳理,最后总结现有研究不足并指出未来重点研究方向。     

基于超表面的天线多波束偏转技术研究北大核心CSCD

5G移动通信对天线提出了多极化、多频段、多波束等更高的技术需求。超表面具有很强的电磁调控能力,利用这一特性可以实现天线多波束偏转。本文首先提出新型的基于行波激励网络的双波束偏转方法,利用超表面实现定向波束可控,设计了单频低副瓣高增益的双波束超表面天线。其次,提出基于多相位自由度理论的双频行波激励网络,结合双频超表面,设计了双频双波束偏转角可独立控制的超表面天线。在此基础上,提出基于正相位响应理论的稳定波束偏转角的方法,设计了具有稳定波束的±45°双极化超表面天线。与传统多波束方法相比,本方法省略了复杂的波束形成网络,设计简单、结构紧凑,而且能够实现双频、双极化等特性,可为新一代移动通信天线的研制提供技术思路。     

多网络共存下基于贝叶斯的垂直切换算法

针对目前的垂直切换技术普遍不能满足多网络下的切换问题,提出了一种改进的基于贝叶斯决策的垂直切换算法。首先根据接入终端网络的信号强度、网络负载、误码率和网络阻塞率以及用户业务对网络的实际需求偏好建立多条件相关的切换概率分布,计算出先验切换概率;然后通过贝叶斯决策算法计算出后验概率来进行判决比较,从而选取最优的接入网络。仿真结果表明,该算法不仅能有效地实现不同接入技术之间的垂直切换,从而减少不必要的切换,提高了切换成功的概率,而且还能在维持各网络平均负载达到30%~40%时减轻通信热点的阻塞情况,为用户提供更优的服务质量。     

Improved neighbor detection algorithm for AODV routing protocol

In this letter, a problem related to the behavior of WLAN 802.11 b network cards when working in the ad hoc mode is described. This behavior was noticed during experimental evaluation of an ad hoc network that was using the AODV (ad hoc On-demand Distance Vector) routing protocol. The observed problem affects the neighbor detection algorithm of the AODV routing protocol and has a deteriorating impact on performance of ad hoc networks that use this protocol. An improvement of the neighbor detection algorithm based on the differentiation of good and bad neighbors using signal to noise ratio (SNR) value is proposed, described and experimentally verified.