瑞利衰落信道最大比合并的误码率改进新方法

通过分析瑞利衰落信道模型,以及BPSK在最大比合并瑞利衰落信号下的误码率解析结果,提出了在最大比合并之前添加自动增益控制模块,弥补接收过程带来的信噪比损失,从而改善误码率性能。通过Matlab数值仿真的方法,证明采用在最大比合并之前添加自动增益控制过程的分集接收策略能有效地改善瑞利衰落对无线信道传输信号的影响。     

基于熵权法的CRSN软决策协作频谱感知方法

在实际的无线环境中,阴影和衰落的影响会导致传感节点接收到的信号具有不同的特征。因此,深度衰落中的一些协作节点会出现严重的漏检,这将影响融合操作的最终结果。针对上述问题,提出一种基于熵权法的认知无线传感网（cognitive radio sensor network,CRSN）软决策协作频谱感知方法。该方法将传感器节点组织成逻辑组,以获得能源效率和传感性能的提高,在接收到来自所有成员节点的软传感信息后,簇头采用等增益的软融合来进行簇间融合,然后将局部决策转发给融合中心,在最终决策过程中,采用熵权法为相应的聚类局部决策分配最优权值。仿真结果表明,该方法检测概率和总误差概率方面均优于典型的协作频谱感知分簇方案。     

无线传感网络中多普勒效应的研究与仿真

为了提高无线传感网络的性能,采用离散多径信道的可变延迟模型分析与计算机仿真结合的方法研究了影响无线传感网络信号传输的多普勒效应.仿真结果表明,多普勒效应对无线传感网络传输的信号电平产生干扰,对包络幅度产生不同程度的衰落,多普勒频移越大衰落越深.     

Ad hoc网络中衰落信道环境的适应方法研究

分析了Ad hoc网络中无线信道所产生的路径损耗和信号衰落的原理,设计了基于瑞利分布的小尺度信号衰落模型。通过仿真实验,给出了小尺度信号衰落对通信性能的影响,并提出了多种应对方法。     

不同衰落信道下的协作感知性能研究

认知无线电网络中,协作频谱感知技术可以有效地缓解由于信道衰落、阴影等因素造成感知性能下降的问题.该文对不同衰落信道环境下的本地感知性能进行了系统分析;研究了基于能量检测的协作感知方案在不同K-N决策融合准则以及不同协作用户数量条件下的感知性能;在此基础上,讨论了空间阴影相关性对协作感知性能的影响.数值分析和仿真研究的结果表明,本地感知在衰落信道下的性能较AWGN信道下有较大程度的恶化,其中尤以Suzuki信道下的性能最差,而基于K-N决策融合的协作感知一般在OR准则条件下最优,且随着次用户数量增加而改善.为了克服阴影相关性的不利影响,应尽量使节点间距增大.当协作范围一定时,用户数较少但更为分散的协作具有更好的感知性能.     

MANET中瞬时链路的成因与应对方法研究

研究了无线信道大尺度路径损耗和小尺度信号衰落的基本原理,论证在当前移动自组网的性能研究中,未引入小尺度信号衰落所造成的不客观性.对NS-2仿真软件进行开发,设计基于瑞利分布的小尺度信号衰落模型,实现真实无线信道环境的仿真.通过仿真实验,分析小尺度信号衰落所产生的瞬时链路对通信性能所产生的影响,并提出相应的应对思路和策略.     

非理想报告信道下协作频谱感知研究及性能分析

分析了理想报告信道下协作频谱感知性能,提出了基于改进的能量检测的协作频谱感知方案。改进的能量检测器通过对接收信号样本取任意正数p次方的和作为检测统计量,每一个认知用户将本地检测结果发送到数据融合中心,数据融合中心采用OR准则最终判断授权用户信号是否出现。针对非理想报告信道情况,推导了误检概率最小下参与协作的认知用户个数,并数值仿真得到了误检概率最小下的p值。数值仿真结果也表明协作频谱检测概率在低信噪比情况下随着p值的增大而提高。     

无线多跳传感器网络下基于粒子滤波的信道容错的目标跟踪方法

对信道衰落的无线多跳传感器网络下的目标跟踪问题, 提出一种新的信道容错的粒子滤波方法. 传感器观测数据被量化成二元信号, 经非理想无线信道多跳中继通讯到达融合中心. 中继节点采用一种二元中继策略, 中继输出是信道污染的中继信号的估计值. 在粒子滤波器下, 考虑实际的物理信道, 计算粒子的似然度函数. 将信道衰落结合进跟踪算法, 在已知信道衰落包络和信道统计分布下, 分别设计信道容错的粒子滤波算法. 仿真结果表明信道容错的粒子滤波器提高了目标跟踪的精度, 对非完美信道具有鲁棒性.     

基于噪声不确定性的双门限协作频谱感知算法

传统的双门限协作频谱感知算法忽略了两门限之间认知用户的本地感知信息,而利用这部分信息可以进一步提高认知无线电系统的感知性能。为此,在等增益合并的基础上,提出一种顺序自适应分步合并算法。两门限之间的认知用户根据接收信噪比分步上传本地感知信息,融合中心自适应地调整参与协作的认知用户数,以减小系统的上传数据开销。推导在Rayleigh衰落信道条件下,认知用户上传数据的平均比特数以及全局检测概率的闭式表达式。理论分析和仿真结果表明,该算法能以较小的数据开销获得较优的协作感知性能。     

基于超级节点MAC中继的复域分布检测非正交网络编码

为解决正交通信过程存在的数据发送等待问题,提出一种基于超级节点多接入信道（MAC）中继的复域分布检测非正交网络编码策略。首先,对经典正交信道分布检测技术进行介绍,并针对其存在的问题,使用中继MAC无线传感器网络,把复数域网络编码技术应用在无线传感器网络中,有助于实现协同分集降低信道衰落不利影响。其次,针对中继MAC复数域网络编码正交信道分布检测技术,基于传感器的虚警率和检测概率,提出结合网络符号差错概率的最大似然（ML）最佳传感器标签选择算法,降低误差概率,同时通过超级节点近似,获得中继功率和总发射功率的公平分配。仿真结果显示,该算法在非正交网络编码检测中,检测率指标可达到91.3%,而错误率指标仅为25.1%。实验结果表明,该算法可以有效地提高非正交网络编码算法在实际应用中的检测性能。     

大规模MIMO室外无线光通信系统中基于分段高斯近似的最大似然盲检测算法

在室外可见光通信场景下,现有的盲检测算法在近似信道模型时,往往未能与真实信道模型的概率密度函数在截尾处充分拟合,导致在寻找最佳判决门限时存在误差,从而影响系统的平均误符号率性能。因此,针对大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)室外无线光通信系统,提出了一种基于分段高斯近似的最大似然盲检测算法。该算法在强大气湍流情况下,得到各个子信道叠加后的等效信道模型服从伽马分布,依据等效信道概率密度函数的唯一极值点确定左右两个分段区间,得到各个子信道在两个分段区间的一阶和二阶统计信息,然后利用中心极限定理和大数定理得到等效信道在两个分段区间都近似服从高斯分布,弥补了等效信道模型与真实信道模型的概率密度函数在截尾处拟合较差的缺点,获得了精确的最佳判决门限,从而改善了系统的平均误符号率性能。为了验证该算法的优越性,通过MATLAB仿真实验将其与现有的盲检测算法进行平均误符号率性能对比。实验数据表明,在收发天线数为4和小信噪比的情况下,所提算法的平均误符号率性能相比现有盲检测算法性能提高近10倍。同时,在接收天线数为8时,所提算法的平均误符号率性能与现有盲检测算法在接收天线数为16时的性能接近,接收天线数是原来的50%。实验数据充分说明,相比于现有的盲检测算法,所提算法在仅利用信道的数学模型和统计信息的情况下,随着收发天线数的增加能够明显提高系统的平均误符号率性能。     

Fading severity effects on collaborative sensing for opportunistic spectrum access

This paper investigates the performance of collaborative sensing of opportunistic spectrum access in a Nakagami fading channel with non-integer fading parameters. This technique provides an opportunity for secondary users to utilize the unused spectrum bands by primary users (licensees). In particular, we looked at the scenario when the channel between primary and secondary users is a generalized Nakagami-m fading channel. Numerical evaluation of the probability of misdetection in Nakagami fading channel with real value fading parameters is presented. Soft decision combining techniques were considered, namely square law and maximum selection combining. The performance analysis was extended to hard decision combining techniques. The obtained results showed how the spectrum utilization improved significantly when combining techniques are applied. In addition, the results revealed how soft decision combining techniques outperformed hard ones.     

基于动态阈值的可信度加权协作频谱感知

为了提升受阴影衰落等因素影响下的协作频谱感知性能, 采取了一种改进的基于动态阈值和可信度相结合的协作频谱感知方法。该方法利用各认知用户的检测信噪比对检测可信度较低的认知用户进行过滤, 各认知用户根据检测信噪比设定一个适合自身的动态阈值进行能量感知, 融合中心结合各单节点感知结果和分配的传输可信度作出最终判决。仿真结果表明, 在检测信道和传输信道均受到阴影衰落等因素严重影响下, 与单纯的动态阈值协作感知和传统的可信任度协作感知方法相比, 该方法能获得较高的检测概率。     

Optimal MAC based cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks

This paper considers a cognitive radio (CR) system in non-ideal fading wireless channels and pro-poses cooperative spectrum sensing schemes based on coherent multiple access channels (MAC),serving as an alternative way to improve the cooperative spectrum sensing performance and provide space diversity for spec-trum sensing.Sufficient statistics are transmitted using a common channel from the secondary users (SUs) to a fusion center (FC) where the global decision is obtained.The optimal scaling factors of the proposed schemes are obtained by maximizing the detection probability under a target false alarm probability and a transmit power constraint.Because the proposed optimal MAC scheme has high computational complexity,a sub-optimal solu-tion based on maximization of the deflection coefficient (DC) is also proposed.Simulation results show that the proposed algorithms can significantly improve the spectrum sensing performance and approach the detection baseline.     

认知无线电中基于多址接入信道的多用户联合频谱感知算法

针对多用户联合感知场景问题,考虑次用户至决策中心之间有损信道的情况,提出了基于多址接入信道（MAC）的联合频谱感知算法。在系统结构和数学建模基础上,分析了传统MAC算法渐近性、中断概率等性能。在次用户平均发射功率约束下,以最大化检测概率为目标,对基于MAC算法中的发射增益进行优化;并考虑了一定服务质量情况下最小化次用户数目的问题。仿真结果表明,MAC算法能够保证良好的检测性能,以决策中心错误概率为例,提出的优化算法取得了指数级的性能提升。     

基于可信度的加权协作频谱检测算法

协作频谱检测技术可以有效解决认知无线网络本地检测存在的信道衰落、隐藏终端等问题。论文研究了加权协作频谱检测技术,提出一种基于可信度的协作频谱检测算法。每个感知节点基于最大最小值特征值检测完成本地频谱检测,并与融合中心的全局检测结果进行比较估计各自感知节点的频谱检测可信度;融合中心利用切尾平均法计算参与频谱协作检测的可信度门限,并选择可信度大于门限的感知节点参与协作频谱检测。该算法有效降低了认知网络协作检测的复杂性,提高了频谱检测性能,在噪声波动环境下具有良好的鲁棒性。仿真结果表明,算法频谱检测性能要优于其它加权算法1~3 dB,节省系统开销43.75%左右。     

Multiple tone interference of multicarrier frequency-hopping BPSK system for a Rayleigh fading channel with channel estimation errors

In this paper, we analyze the error probability performance of an uncoded multicarrier frequency-hopping coherent binary phase-shift keying (MC-FH/BPSK) signal transmitted over a Rayleigh fading channel with multitone interference (MTI) and channel estimation errors. The channel estimation errors are modeled as Gaussian random variables. The performance in presence of worst case MTI is evaluated as a function of signal to noise ratio (SNR), signal to jamming ratio, and channel estimation errors. The effect of channel estimation errors on the error probability performance is investigated in presence and absence of MTI. It is shown, from the analytical results that when channel estimation errors are not neglected, the asymptotic error probability performance for high SNR exhibits an error floor even in the absence of MTI. Worst case MTI causes large increase in this error floor. It is also shown that increasing the subband order L enhances the system performance against multitone interference.     

基于IMT-Advanced信道模型的室内MIMO性能研究*

LTE-Advanced与多输入多输出（MIMO）技术的结合极大地改善了MIMO在不同信道环境下的传输质量和可靠性。为此,在基于IMT-Advanced几何分布统计信道模型基础上,建立LTE-Advanced通信系统的MIMO信道模型,深入研究室内多天线系统的性能。针对MIMO发射分集技术,研究在瑞利衰落信道下不同调制技术对系统误码率（BER）性能的影响,并通过理论验证仿真结果的可行性,进而在非视距（NLOS）情况下,结合不同载波频率的路径损耗,理论分析不同载波频率对系统误码率性能的影响。仿真结果表明,IMT-Advanced室内信道模型只适用于8 GHz以下的低载波频段通信。     

基于判决反馈结构的自适应均衡算法仿真研究

在数字通信中,接收信号通常会受到码间干扰的影响,尤其是在多径衰落无线信道环境中,这种现象更为严重。采用自适应均衡技术可以对信道响应进行补偿。由于在数字通信系统中,信道往往为非最小相位系统,此时线性均衡器性能不佳,因此该文对比研究了非线性结构的自适应波特间隔判决反馈均衡器和自适应分数间隔判决反馈均衡器,并对其性能进行了计算机仿真。仿真结果表明,对于非最小相位信道,自适应分数间隔判决反馈均衡器的性能优于波特间隔判决反馈均衡器。     

A novel signal detection approach for fading channels with parameter statistics characteristics unknown

A novel signal detection approach is proposed in this paper. The approach exhibits the UMVUE of the probability density distribution function with respect to the received signal detection threshold value in wireless fading channels with unknown channel statistics characteristics. Multiscale particle filter is employed to extract the channel state information (CSI) from noisy observations available and to obtain a sufficient complete statistics of parameters. Based on the sufficient complete statistics, a conditional posterior probability density distribution for detection threshold value is derived via the Bayes statistic inference theorem in the presence of the additive white Gaussian noise (AWGN). Simulation results are given to illustrate the proposed novel scheme advantages.