双向中继稀疏多径信道密钥生成与分发
摘要：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,提出一种双向中继信道的密钥生成与分发的方法。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,同时广播导频以及密钥比特的异或值。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。广义分布式喷泉码的改进优化算法
摘要：广义分布式喷泉码是针对多信源单中继网络而提出的一种分布式喷泉编码方案,其采用两步优化算法,对中继和源的度分布分别采用线性和非线性规划进行优化求解。但该优化方法复杂度较高,且优化结果依赖于初始度分布的选取。针对该问题,本文对两步优化算法进行改进,提出了一种新的度分布优化算法。该算法基于非线性规划方程,对源的度分布只需进行一步优化,并避免了选取初值的问题,降低了度分布优化的复杂度。仿真表明,本文提出的改进优化算法能够提高优化的稳健性和可靠性,改善总体译码性能,降低系统的误码率。双层分级蜂窝网最优频谱分配与定价
摘要：针对异频组网的双层分级蜂窝网,提出了一种基于纳什谈判解法的最优频谱分配与定价策略,该策略能激励家庭基站采用开放用户组模式,最大化频谱效益。通过Stackelberg博弈建模,分析了频谱定价与用户需求的关系。通过纳什谈判解法,获得了最佳的频谱分配与定价策略,按需地为宏基站与家庭基站分配了带宽资源,定量地分析了家庭基站所提高的频谱效益。仿真结果表明,该策略相比非合作博弈方法,可有效提高运营商以及家庭基站拥有者所能获得的频谱效益,部署家庭基站将提高蜂窝网络的总效益。增强物理层安全的联合发射天线选择和人工噪声技术
摘要：针对未来多天线通信系统的安全问题,提出了一种增强无线物理层安全的传输策略。该策略基于发射天线的选择以及人工噪声,并采用Alamouti编码。它可以使发射机和接收机以较低的复杂度代价提高合法信道的分集增益,同时有效干扰窃听信道,使通信系统获得更高的安全容量。对系统安全容量、天线数量、以及信息信号与人工噪声之间的功率分配等问题进行了研究,仿真结果表明,该传输策略能够有效地增强物理层安全。Underlay协同频谱共享系统中基于SDF-DZFB的物理层安全传输
摘要：协同中继传输不仅能改善认知用户的传输可靠性,而且也能增强认知用户物理层安全性。针对Underlay模式下多中继协同频谱共享认知无线网络,本文设计了基于选择译码转发和分布式迫零波束成形（SDF-DZFB）的物理层安全传输方案,其中,假设存在单个被动窃听节点窃听中继节点的发送信号,在认知用户发送端同时考虑峰值干扰温度约束和最大发射功率约束,中继和认知用户目的端都受到主用户干扰。在此情况下,分析了认知用户发送端分别到目的端（称为主链路）和到窃听节点（称为窃听链路）的等效信干噪比的统计特性,进而推导出系统安全中断概率性能的闭式表达式。为了揭示所提物理层安全传输方案的安全分集度性能,本文进一步分析了高信噪比条件下安全中断概率的渐近表达式。计算机仿真验证了本文的理论分析结果。应用诱骗态的光子轨道角动量测量设备无关量子密钥分发协议的研究
摘要：轨道角动量作为量子信息的一种载体,可应用于测量设备无关量子密钥分发协议中,来消除发送端和接收端间的基校准。诱骗态技术可以消除量子密钥分发协议采用弱相干光源时易被分裂攻击的缺陷。本文将轨道角动量态、测量设备无关方案和诱骗态方案相结合,设计一种基于高效轨道角动量分离方法的诱骗态光子轨道角动量测量设备无关量子密钥分发协议方案,避免了极化方案中对极化基的依赖性缺陷,提高了密钥速率,本文给出了该方案密钥速率的理论推导,并分别对采用无限个诱骗态和两个诱骗态时该方案密钥速率进行了仿真。研究结果表明,在相同条件下,基于轨道角动量的MDI-QKD协议方案比极化方案密钥速率更高。颜色不变量空间下的行人跟踪算法研究
摘要：为了有效的克服遮挡问题准确跟踪行人,本文提出了一种通过不断学习新的外观模型来自适应跟踪行人的跟踪算法。该算法首先将颜色不变量特征平面作为根特征来表示初始特征空间;然后将跟踪问题转化为0或1的二进制问题,通过局部最小二乘法（PLS）来对目标外观特征和对应的类型标签进行建模得到前景和背景的模板。随着目标外观的变化,本文利用局部最小二乘法（PLS）在颜色不变量平面上分析多个外观特征的样本信息,不断的更新模板,从而达到对遮挡具有很好鲁棒性的行人跟踪效果。通过对通用数据集进行试验表明：该算法在颜色暗淡和颜色鲜明的视频图片中都能达到很好的跟踪效果。物理层安全约束下的AF双向中继系统波束赋形和人工干扰联合设计
摘要：波束赋形和人工干扰是现有研究中最为常见的两种物理层安全增强技术,本文针对AF（放大转发）双向中继模型,探讨了两者的联合设计问题。在已知理想信道状态信息的条件下,本文提出了一种波束赋形和人工干扰的混合协同传输方案,推导了总功率受限条件下的和安全速率,通过两步迭代搜索算法得到了其最佳联合方案,并与一种低复杂度的次佳联合方案进行比较。仿真结果验证了所得联合方案优于次佳联合方案,并进一步改善了AF双向中继系统的安全性能。适用于迫整接收机的排序格基规约算法
摘要：针对单用户多输入多输出（MIMO）无线信号传输系统,本文采用一种低复杂度高性能的线性接收机结构—迫整接收机（Integer-Forcing）,并在此基础上提出一种利用成对列变换依次减小格基的模长的格基规约（Lattice Reduction）算法—排序格基规约。迫整接收机利用整数域的闭环特性以及最大化每层信干噪比（SINR）的优化技术,可以用较低的复杂度获得较好的性能。鉴于最大化各层信干噪比等价于格理论中的最短独立向量组（SIVP）问题,本文提出的排序格基规约算法以较小的正交性能损失作为代价,有效的降低了解决该问题的复杂度,特别适合中大规模的MIMO系统。仿真实验和分析表明,不仅在格基模长性能上优于经典的LLL算法,而且具有更快的运算速度;同时,基于排序格基规约的迫整接收机显示出优于大部分线性接收机,且接近最大似然（ML）接收机的误比特率（BER）性能。感知频谱共享下的多天线功率优化分配算法研究
摘要：本文构建了一种在感知结果下具有多天线次用户的频谱共享模型,该模型由单入单出主用户对和多入单出认知用户对构成。当认知用户感知到主用户占用信道时,主用户向认知用户发送Message信息,使得认知用户发射端能够得知主用户对干扰总功率的限制要求,通过自适应地调整认知用户发射机的发射功率,以保证其对主用户不造成有害干扰;如果主用户未占用信道,认知用户立刻以最大发射功率占用信道。并分别在主用户存在和不存在两种情况下,优化认知用户发射机各天线的发射功率来最大化系统总的数据传输率。最后,通过数值仿真来验证推导出的功率分配策略,并对其进行分析和讨论。仿真结果表明：相比于机会频谱接入（Opportunistic Spectrum Access,OSA）和基于感知的频谱共享（Sensing-based spectrum sharing）模式,推导的功率分配策略在提出的模型中可以获得更高的信息传输率。多小区多用户分布式天线系统中发射功率、天线选择和波束因子的联合优化
摘要：本文研究多小区多用户的分布式天线系统中最大化用户的最小信干噪比的优化问题。通过块坐标下降法,逐次优化发射功率、天线选择和波束因子中的每一块变量,而固定其余两块变量,使得每个子问题容易求解,减少计算复杂度。由于目标函数中每个子问题都是NP-hard,因此我们基于半正定松弛和高斯随机化的近似算法求解每个子问题。本文逐级优化分布式天线系统的方法首次综合考虑了包括发射功率在内的主要系统参数,仿真结果表明本文所提出的算法优于以往文献中的方法。D2D通信中的基于联盟形成博弈的能量有效的无线资源共享机制
摘要：D2D（Device-to-Device）通信作为蜂窝网中的一种新型的通信方式,因其在提高传输速率和改善能效性能等方面的无可比拟的优势,受到人们越来越多的关注。但是,D2D通信技术在带来令人无法抗拒的优势的同时,亦会产生棘手的干扰问题。鉴于此,本文从降低干扰的不利影响、提高网络能效性的角度出发,综合蜂窝用户共享资源的主观性和客观性因素,探讨了无线资源共享机制的设计问题,即联合模式选择和链路资源分配。首先,分析了D2D通信中的两种通信模式下用户的能量有效性。其次,将能量有效的无线资源共享问题建模为效用不可转移联盟形成博弈,分析了博弈性质,并基于合并-拆分准则和帕累托偏好关系提出一种分布式算法,依此确定无线资源共享策略。最后给出并分析了数值仿真结果,以验证所提机制的可行性。带内全双工多用户MIMO系统中的用户选择
摘要：考虑一种多用户MIMO的传输设计,配置发射天线阵列和接收天线阵列的蜂窝基站可以工作在带内全双工传输模式。在该全双工通信方案中,基站的下行发射信号对基站的上行接收产生显著的干扰,即自干扰。这里,下行预编码处理和上行发射协方差矩阵处理将被依次进行,以简化全双工的设计。其次,为了进一步改善上、下行信道的和速率性能,我们提出一种尝试性的下行用户选择方案,其基本思想是：当某一个下行用户的信道矩阵的范数较小时,关闭该下行用户的数据流。计算机仿真结果表明,在基站下行总发射功率受限时,在低的和中等的下行信噪比区域,用户选择有助于提高下行和速率;在高的上行信噪比区域,简化的用户选择使得上行和速率明显提高。实现单通道MPSK信号盲分离的MCMC新算法
摘要：本文根据单通道接收两路MPSK混合信号在过采样下的基本模型,针对粒子滤波算法在单通道信号盲分离中的性能瓶颈以及高复杂度问题,提出了基于MCMC方法的新算法。该算法对接收信号进行过采样处理,能够利用更多的波形信息,从而有效抑制噪声的影响。新算法利用Gibbs采样估计MPSK调制符号的后验概率,近似实现了贝叶斯最优估计,并利用最小二乘法实现参数的迭代估计。理论分析与仿真实验表明,相对粒子滤波算法,本文提出的新算法在误码率性能以及复杂度方面具有良好的表现。碰撞冲突下认知无线网络能量效率分析
摘要：在认知无线网络的实际应用中,对于一些能量受限的认知用户来说,提高认知无线网络的能量效率尤其重要。该文从最大化认知无线网络能量效率的角度出发,考虑当认知用户在发送数据时突然出现的主用户信号引起碰撞冲突的情况,提出了对感知时间和帧周期进行分别优化和联合优化的单目标最优化问题,并进行理论推导分析。同时,实验仿真验证了理论分析的正确性。结果表明,能量效率分别随感知时间和帧周期的增大而先增大后减小,存在一组最优感知时间和帧周期使能量效率最大化。KeeLoq算法的改进与实现
摘要：随着电子门控设备的普及,通过手机实现门锁智能化控制开始逐渐兴起,但是提升其通信安全性仍是值得研究的问题。本文通过详析KeeLoq加解密算法基本原理,归纳当前的主要攻击方法,指出其安全性上的不足。借鉴3DES算法,提出了三重KeeLoq算法,加大破解难度,进一步改善其安全性能。并结合蓝牙通信及Android应用程序设计方法,将该算法成功地应用于智能门控系统中,将多种门锁钥匙软件化,实现低成本、高安全性、人性化及绿色环保智能门控系统的设计。认知无线电网络中基于动态信誉机制的频谱分配策略研究
摘要：认知无线电技术作为一种新型频谱共享技术而成为近年来研究的热点。如何确保频谱共享中资源分配的合理性和可靠性是认知无线电技术所面临的一个新的挑战。通过对认知用户不同情况下可能采取行为的分析和研究,提出一种结合VCG机制和主观逻辑理论的基于动态信誉机制的频谱分配策略。该策略能保证认知用户在理性的情况下提供真实的申请资源信息而对用户的非理性行为采取有效地控制。同时根据策略设计相应算法。仿真结果表明该算法能够有效地防止用户在申请资源时的欺骗行为以提高频谱利用率,并且能够减轻用户的非理性行为对系统造成的影响。高斯窃听信道中删余Polar码的设计方法研究
摘要：本文针对高斯窃听信道模型下的物理层安全问题,提出一种基于删余Polar码的、拥有编码比特的可信度计算的物理层安全编码方案。方案考虑到信道噪声对译码结果的影响,通过Bhattacharyya参数评估各信息比特的恢复差错概率,并将这恢复差错概率应用于编码比特的可信度计算。理论证明所提出的方案可使窃听者保持较高误码率,同时合法用户在高于自身信噪比门限时保证较低误码率。数值仿真结果表明所提出的安全编码方案能够有效地减小安全间隙。当窃听信道质量比合法信道质量稍差时窃听者误码率能迅速逼近0.5,而合法信道的误码率能够降到10-5以下,大大地降低了Bob和Eve间的安全间隙。
