认知无线电的联合频谱检测与共享算法

提出一种基于信任度因子的频谱空穴检测模型以确认频谱机会.当能量以信任度因子为1分布于检测区域时,认知用户将发送1 bit量化值以报告侦听结果;否则,认知用户将发送2 bit量化值.评估了平均侦听比特数和漏检概率的性能.基于此模型,给出一种多跳认知无线电网络的频谱共享算法.它允许激活认知用户节点以一定的接入概率充分利用分配给其他认知用户的时隙进行通信.同时,算法还采用基于发射码字的传输机制,即每个激活认知用户都有自己唯一的发射码.进一步地,推导出系统吞吐量,即被定义为平均成功传输的概率和能耗公式.最后,通过仿真评估了系统性能.     

基于频谱检测的短波认知用户性能优化

为保证短波通信传输可靠性,改善短波通信质量,提高短波通信频谱利用率,本文以Watterson短波信道模型为基础,研究基于频谱检测的短波认知用户性能优化方法。首先建立短波授权用户的业务量指数分布通信模型,在此基础上求取衡量认知用户检测性能的检测门限、检测概率和虚警概率之间的关系。重点分析一定授权用户干扰容限下,认知用户系统吞吐量最优化问题,通过数值理论简化得到可控参数的最优化近似解。最后在理想信道、好信道、中等信道和差信道上,分别从检测时间、数据帧长和授权用户业务量对认知用户系统吞吐量的影响进行评估。仿真结果验证了基于频谱检测的短波通信系统中存在可控参数的最优解。     

一种分布式协同优化的认知无线电网络频谱检测算法

针对动态认知无线电网络中频谱检测性能与资源消耗之间的矛盾,提出一种分布式协同优化的频谱检测算法.设置双门限将认知用户分成可信组和非完全可信组.采用次梯度法对频谱检测效用函数进行分布式协同优化,动态调整能量检测阈值,提高动态变化网络环境中的非完全可信认知用户检测结果的准确性,并根据优化过程的收敛速率,从中选择参与协作的认知用户.最后融合中心通过加权融合获得频谱检测结果.仿真实验和分析表明算法在提高认知用户频谱检测准确性和检测速度的同时,降低了网络开销.     

自适应子信道分配的多载波CDMA系统

多载波CDMA技术能够提供大的系统容量、对抗瑞利衰落和消除符号间干扰等优点,成为具有发展前景的调制技术之一.本文提出了一种自适应子信道分配的多载波CDMA系统.即对任一用户,根据各子载波上受到的窄带干扰和衰落大小,选择出最佳的传输子载波,则该用户的信息就通过此最佳传输子载波进行传输.通过衰落信道下（同时存在窄带干扰时）的仿真,结果表明：（1）在强的窄带干扰情形下,采用提出的自适应子信道分配算法的改进MC-CDMA系统的性能比采用并行传送方式的传统MC-CDMA系统以及直扩CDMA系统的性能有了很大程度的改善;（2）在弱的窄带干扰情形下,当子载波数目较大时,采用自适应子信道分配算法的误码率性能仍然比采用并行传送方式的传统MC-CDMA系统以及直扩CDMA系统的性能有所改善.     

适合于感知无线电网络的动态信道分配和注水功率联合的算法

随着无线通信技术的飞速发展,传统的静态频谱分配机制与频谱实际需求之间的矛盾日益显著,频谱短缺现象日益严重.频谱资源的利用率问题成为未来移动通信发展的一大瓶颈.有效的信道分配机制能够改善无线资源的使用效率.本文将注水功率分配算法和动态信道分配算法相结合,提出一种基于小区的分布式动态信道分配算法.此算法针对感知无线电网络频谱变化的环境和多业务的环境能够提供优越的性能和自适应能力.与其他基于小区的动态信道分配算法相比,此算法考虑用户之间的公平性,显著提高频谱使用效率.     

基于列车用户优先级的频谱共享博弈算法

不同业务优先级高速铁路用户的爆炸式业务需求与稀缺频谱资源的矛盾日益突出。针对运行于不同地形环境、在相同eNB覆盖范围内的高速铁路次用户的频谱共享博弈问题进行研究。基于次用户承载业务的不同优先级,提出模糊综合评判-优先级调度算法,将次用户间的频谱竞争建模为非合作博弈,通过次服务的频谱效用函数、主系统的频谱交易价格函数实现次用户间的差异化动态频谱共享。仿真结果表明,算法较好地反映了真实的频谱共享情形,可以更加准确地对次用户频谱需求进行业务优先级划分,提高频谱利用率的同时保证了其最大效用。     

高铁环境下基于QoS用户业务的公平性功率分配算法

鉴于高速铁路(HSRs)通信业务的多样性,侧重于单一类型业务的传输优化方案,已无法满足用户业务服务质量(QoS)差异性显著提升的需求。针对HSRs通信环境,将用户业务分为时延敏感业务和时延非敏感业务,以满足用户QoS需求且同时兼顾占用无线信道的公平性为优化目标,研究了基站(eNB)平均发射功率约束条件下的功率分配问题。根据eNB能否预先获知用户的期望速率,分别采用了基于用户期望和基于预分配的功率分配策略。仿真结果表明,ε-Optimal比例公平算法的eNB发射功率较高且用户满意度较低;信道反演算法只针对时延敏感用户能较好地满足其QoS(最大耐受时延映射的期望速率),并且固定功率分配算法仅能够满足时延非敏感用户的QoS,两种算法均无法保证用户间的公平性;所提算法既具有较高的用户满足度,又较好地保证了用户间的公平性。     

一种基于非合作博弈的分层网络频谱分配机制

由于毫微微蜂窝具有有线回程的特性,导致毫微微蜂窝基站和宏蜂窝基站间缺乏合作,分布式或去中心化的宏蜂窝用户与毫微微用户间的频谱分配机制,就成为具有挑战性的研究热点。本文提出一种基于非合作博弈的自适应频谱分配机制,在该机制中宏蜂窝基站和毫微微蜂窝基站作为博弈双方,共同的频谱资源作为博弈双方分配的对象,通过博弈可以最小化由于添加毫微微蜂窝基站引起的相互干扰。博弈的均衡即为频谱分配的最优方式,同时也给出当均衡不存在时的次优分配方案。仿真结果验证毫微微蜂窝在吞吐率、中断率和频谱效率上对宏蜂窝的影响,结果表明该机制在分层网络中能够有效地分配频谱,减少跨层干扰,提升系统性能。     

基于混沌预测的IP网动态QoS实现

综合业务应用的IP网络其流量具有突发、混沌与多重分形特征,本文利用混沌相关理论对实测的综合业务IP网络流量进行了混沌特性分析与预测,验证了IP网络流量具有典型混沌特征,证实了混沌预测方法在短期流量预测方面具有较高的预测精度;针对综合业务应用IP QoS的两种保证模型DiffServ与IntServ,本文基于DiffServ模型在核心、骨干网络中的良好适应能力及混沌预测在短期信号预测方面的优良特性,提出了基于预测的区分业务模型实现框架及基于混沌预测的动态QoS实现算法。通过OPNET的网络仿真实验表明,与传统的静态QoS参数配置方法和基于测量的动态QoS设置方法相比较,本模型及方法在网络重负载环境下使各业务的QoS性能指标及网络总体吞吐量均得到有效改善。     

基于实时频谱分析的铁路无线干扰监测技术研究

介绍了铁路无线干扰现状,对产生干扰的原因以及种类进行了总结;对现行无线干扰监测技术进行了研究分析,指出了现有无线干扰监测手段存在的不足;提出了实时频谱分析技术在高铁无线干扰监测方面的创新应用,对今后铁路无线干扰监测技术的发展提出了一些建议。     

QoS区分的高速移动OFDMA系统无线资源分配

针对高速移动环境下多业务多用户正交频分多址(OFDMA)系统下行链路提出一种动态资源分配方案。针对具有不同时延要求的多种类型数据包的数据流,提出了一种考虑多种时延服务质量(QoS)要求的动态资源分配算法。通过应用排队论原理,将用户的时延要求转化为速率约束,结合多普勒频移产生的中断概率的约束,形成一个高速移动环境下考虑用户不同QoS要求的最优化问题。该优化问题为混合整数非线性规划,直接求解的复杂度非常高。为了解决原问题,提出了次优方法。仿真结果表明,在高速移动环境下,提出的方法在保障用户各种QoS时延要求的同时,有效地提高了系统的容量。     

ORPR公平性算法研究

本文介绍ORPR节点模型.针对ORPR节点中光缓存容量较小,分析了ORPR网络和RPR网络在实现公平性时的不同,讨论了ORPR网络中的公平性原则,提出一种适合ORPR网络的公平性算法,给出了算法的实现方法,并和RPR的典型公平性算法做了比较.该算法通过一个在环中和发送数据流相反的方向循环流动的速率控制帧,将各个节点的速率信息分布在整个ORPR网络上,从而实现共享某链路的各个数据流公平的分配带宽资源,能够实现整个ORPR环网的公平性与高的链路带宽利用率.算法的一个显著特点在于不采用传统的缓冲器占有量监测来调节速率,其前摄机制可以有效保证各个数据流流量在发送时就受到控制,从而使该数据流在途经环中节点和链路时,不会发生拥塞现象,因此适合于缺乏缓存的ORPR网络.     

认知的铁路应急自组织网络研究

随着高速铁路对通信系统安全性要求不断提高,及业务需求不断多样化,GSM-R网络将面临更多的技术挑战。本文针对某些基站网元由于突发事件而不能为终端提供无线服务的问题,提出组建基于认知无线电技术的铁路自组织网络,以达到应急通信的目的。在对铁路应急通信场景进行描述的基础上,提出认知的铁路应急自组织网络模型,分析了认知的铁路应急自组织网络面临的技术挑战,包括双模终端的设计、分簇算法、频谱侦听和铁路运营模式等,重点阐述了簇头选择和分簇频谱侦听技术的设计方法。     

基于自适应调制技术移动自组网连接性增强机制

连接性是在对移动自组网进行规划与设计时需确定的重要基础性问题之一,目前一般研究的是物理连接性,而未考虑实际通信时的通信连接性.本文以IEEE 802.16a中所推荐的3种典型调制方式QPSK、16-QAM、64-QAM为例,研究了基于自适应调制技术的移动自组网的通信连接性增强机制.根据传送业务对端到端误比特率和对数据传送速率的要求,在节点间距离不同时,采用自适应调制方式,在保持网络正常通信、维持网络连接性的情况下,能够获得较大的网络吞吐量,同时可兼顾节点发射功率的要求.通过理论与数值分析发现,相对于传统的单一调制技术,自适应选择调制技术可在满足业务QoS要求的情况下,提高网络的连接性,进而提高网络的吞吐量.     

对地铁无线通信公网与专网相互干扰的研究

结合深圳地铁一期工程无线通信子系统的建设情况,简析了无线通信公网和专网的相互干扰的类型与产生原因,提出了优化设计方案以及避免两个系统频率干扰的措施。