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Generation and characterization of orthogonal FH sequences for the cognitive network

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Science China(Information Sciences) 2015年第2期58卷 140-150页

作者： GUAN Lei LI Zan si jiangbo HUANG YangChao State Key Laboratory of Integrated Services Networks Xidian University

The existing orthogonal frequency hopping(FH) sequence cannot support the high throughput and high spectrum efficient cognitive FH(CFH) network due to its small family size, high computational complexity and short period. To overcome these disadvantages, this paper investigates the generation of the orthogonal FH sequence and analyzes its multiple accessibility performance based on the CFH frequency division multipleaccess(FDMA) network model. By the random mapping and cyclical shift replacement(CSR) scheme, a large family size of orthogonal FH sequence with dynamic frequency slot number is generated. In this case, the external interference could be eliminated by avoiding the interfered frequencies, and blocking mutual interference incurred for the packet by the orthogonal frequencies. Moreover, the theoretical relationships of the throughput and transmission delay with respect to the user number and the packet arrival rate are given, which shows that our proposed orthogonal FH sequence could support high throughput and short packet transmission delay in CFH-FDMA network. The simulation results validate our theoretical analysis of the CFH-FDMA network performance, and show that our proposed sequence outperforms the widely used no hit zone FH sequences in terms of uniformity, randomness, Hamming correlation, complexity and sensitivity, etc.

关键词： cognitive frequency hopping orthogonal frequency hopping sequence frequency hopping network frequency division multiple access throughput

Cognitive Frequency Hopping Sequences

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Chinese Journal of Electronics 2016年第1期25卷 185-191页

作者： GUAN Lei LI Zan HAO Benjian si jiangbo NING Ben State Key Laboratory of Integrated Service Networks School of Telecommunications EngineeringXidian University

since the immutable conventional Frequency hopping(FH) sequence cannot keep high FH communication reliability in complex electromagnetic environment, we propose an algorithm that can generate high-performance Cognitive frequency hopping sequence(CFHS) for Cognitive frequency hopping(CFH) *** employing the pseudo-random perturbation mapping,the CFHS is generated by remapping the block cipher FH sequence with the adaptive frequency slot number and frequency gap. The CFHS inherits the great integrated performance and its parameters could change with the electromagnetic environment. The statistics properties of Markov and uniformity are analyzed based on the Markov process theory and probability theory. simulation results show that CFHS outperforms the widely-used FH sequences on the performance of uniformity, randomness, Hamming correlation, complexity and sensitivity. The proposed CFHS could be extensively applied in high reliable CFH system.

关键词： Cognitive frequency hopping(CFH) Cognitive frequency hopping sequences(CFHS) Adaptive frequency slots number Adaptive wide gap

无人机群辅助边缘计算系统的任务卸载和资源分配联合优化

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系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 751-760页

作者：刘世豪黄仰超胡航司江勃韩蕙竹安琪空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077 西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室陕西西安710071

为提升无人机群辅助边缘计算系统在负载不均衡场景下的性能,构建了一种新的无人机群边缘计算系统,利用无人机之间卸载数据来提高计算资源的利用率,通过联合优化多架无人机的卸载方案、部署和资源分配,使得系统的时延和能耗加权和最小。... 详细信息

为提升无人机群辅助边缘计算系统在负载不均衡场景下的性能,构建了一种新的无人机群边缘计算系统,利用无人机之间卸载数据来提高计算资源的利用率,通过联合优化多架无人机的卸载方案、部署和资源分配,使得系统的时延和能耗加权和最小。该问题高度非凸,为此提出一种高效的双层优化算法——启发最优评价算法,上层使用粒子群算法优化无人机位置,下层在确定位置的情况下使用块坐标下降算法优化无人机的数据卸载和资源分配。仿真结果表明,所提方案可有效降低系统成本,与基准策略相比优势明显。

关键词：边缘计算无人机群任务卸载资源分配位置优化

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新型抗噪声不确定度谱分段对消频谱感知算法

西安电子科技大学学报 2013年第6期40卷 19-24页

作者：齐佩汉司江勃李赞高锐西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室陕西西安710071

针对噪声不确定度严重影响能量检测算法频谱感知性能的问题,提出了一种基于功率谱分段对消的频谱感知算法.该算法利用被监测信号周期图估计功率谱谱线互不相关的性质,以频带内一些谱线强度和与剩余谱线强度和的比值作为检验统计量,可实... 详细信息

针对噪声不确定度严重影响能量检测算法频谱感知性能的问题,提出了一种基于功率谱分段对消的频谱感知算法.该算法利用被监测信号周期图估计功率谱谱线互不相关的性质,以频带内一些谱线强度和与剩余谱线强度和的比值作为检验统计量,可实时鲁棒地感知监测频段的占用情况.理论分析和仿真结果表明,该算法可以在较宽的信噪比范围内获得较低的虚警概率和较高的检测概率,能有效克服噪声不确定度对检测性能的影响,判决门限不随次级用户周围环境噪声电平的变化而改变,适用于复杂电磁环境下的频谱监测和认知无线电系统.

关键词：认知无线电频谱感知功率谱密度噪声不确定度

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无线协作网络中存在干扰时的中继选择协议

西安交通大学学报 2010年第2期44卷 72-76页

作者：司江勃李赞刘增基西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室

针对无线协作网络中共道干扰影响中继选择的问题，提出一种存在干扰的中继选择协议（Rsi）．该协议以最小化系统中断概率为目标，选择具有最大瞬时端到端信干比的中继节点转发源节点信息，并且在考虑直接传输时，目的节点采用选择合并... 详细信息

针对无线协作网络中共道干扰影响中继选择的问题，提出一种存在干扰的中继选择协议（Rsi）．该协议以最小化系统中断概率为目标，选择具有最大瞬时端到端信干比的中继节点转发源节点信息，并且在考虑直接传输时，目的节点采用选择合并策略合并直接传输和中继传输，从而充分利用空间分集增益，降低了系统的中断概率．Rsi协议不需要中继节点之间交互信息，通过竞争的方式完成数据传输，节省了系统开销，具有较好的实用性．仿真结果表明，在瑞利信道中，当中继节点个数为4、中断概率为10^-2时，与最大最小中继选择协议相比，Rsi协议能够取得约3～4dB的信噪比增益．

关键词：无线协作网络干扰中断概率中继选择

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一种双重序贯检测的协作频谱感知方法

西安交通大学学报 2014年第4期48卷 102-108页

作者：高锐李赞司江勃齐佩汉潘蕾西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室西安710071

针对现有认知传感网在低信噪比条件下感知性能差、感知时间长、协作开销大的问题,提出了一种双重序贯检测的协作频谱感知(CSDS)方法。该方法首先在各传感器节点将数据进行分段处理,以各分段的能量作为一个样本点进行序贯检测,当各节点... 详细信息

针对现有认知传感网在低信噪比条件下感知性能差、感知时间长、协作开销大的问题,提出了一种双重序贯检测的协作频谱感知(CSDS)方法。该方法首先在各传感器节点将数据进行分段处理,以各分段的能量作为一个样本点进行序贯检测,当各节点的对数似然比和大于门限时向融合中心发送协作信息,然后在融合中心再进行序贯检测直到作出判决。理论推导给出了平均样本数、平均感知时间等性能参数的精确表达式。采用Matlab的仿真结果表明:CSDS方法在低信噪比条件下,在保持感知性能的同时,所需平均样本数和平均感知时间低于能量检测的40%,且协作开销较现有协作序贯检测方法显著减少。

关键词：认知传感网协作感知低信噪比序贯检测

高动态环境下联合开环捕获和闭环跟踪的载波同步算法

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西北工业大学学报 2018年第6期36卷 1232-1235页

作者：韩春雷白滢钰司江勃中国电子科技集团公司第二十研究所陕西西安710068 西安邮电大学陕西西安710100 西安电子科技大学陕西西安710071

针对高动态环境下载波同步困难和跟踪精度低的问题,提出联合开环捕获与闭环跟踪的高动态载波同步算法。首先,该算法通过开环捕获得到多普勒频率偏移及多普勒变化率偏移的粗估计,将剩余多普勒频率偏移和变化率偏移控制在一个较小的范围... 详细信息

针对高动态环境下载波同步困难和跟踪精度低的问题,提出联合开环捕获与闭环跟踪的高动态载波同步算法。首先,该算法通过开环捕获得到多普勒频率偏移及多普勒变化率偏移的粗估计,将剩余多普勒频率偏移和变化率偏移控制在一个较小的范围内。其次,在载波跟踪阶段采用三阶锁相环(PLL)对剩余多普勒频率偏移和变化率偏移进行跟踪。提出的算法同时具有快速捕获与精确跟踪的良好特性。最后,通过Matlab仿真对同步算法进行验证。仿真结果表明,当信噪比为8 d B,归一化多普勒频率偏移和多普勒变化率偏移分别在(-0.25,0.25)和(-10-4,10-4)范围内时,该算法的误码率相比理论值仅损失0.7 d B。

关键词：高动态载波同步开环捕获闭环跟踪

基于正交时频空技术的低轨卫星通信的安全分析

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基于随机共振的复杂电磁环境下频谱感知方法及其性能分析

通信学报 2021年第8期42卷 25-32页

作者：李赞胡俊凡李兵石嘉司江勃西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室陕西西安 710071 陕西省电子技术研究所陕西西安 710032

为了提高低轨卫星下行通信系统的安全性能,引入协作无人机干扰机向窃听者发送干扰信号.为了弥补现有频偏补偿方法的不足,下行传输基于正交时频空技术,将时变频选信道转换为时延多普勒域中近似非衰落的信道,以应对低轨卫星高移动性带来... 详细信息

为了提高低轨卫星下行通信系统的安全性能,引入协作无人机干扰机向窃听者发送干扰信号.为了弥补现有频偏补偿方法的不足,下行传输基于正交时频空技术,将时变频选信道转换为时延多普勒域中近似非衰落的信道,以应对低轨卫星高移动性带来的严重多普勒效应.采用阶矩匹配的方法,求得阴影莱斯分布星地信道叠加和的概率分布函数,进而推导出合法接收端安全中断概率的闭式解.仿真结果验证了相对于正交频分复用方案,采用无人机干扰机可以有效增强保密传输能力,以及应用正交时频空方案对提高下行低轨卫星通信的安全性能的优势.

关键词：正交时频空技术低轨卫星通信物理层安全无人机协作

来源：评论

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高技术通讯 2013年第8期23卷 811-818页

作者：高锐李赞吴利平司江勃齐佩汉西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室西安710071

针对实际认知无线电网络常处于低信噪比、噪声高动态变化等复杂电磁环境,无法快速、准确频谱感知的问题,将非线性领域中的随机共振理论引入到频谱感知中,提出了一种基于双稳态随机共振的能量检测算法。该算法通过调节双稳态系统参数,使... 详细信息

针对实际认知无线电网络常处于低信噪比、噪声高动态变化等复杂电磁环境,无法快速、准确频谱感知的问题,将非线性领域中的随机共振理论引入到频谱感知中,提出了一种基于双稳态随机共振的能量检测算法。该算法通过调节双稳态系统参数,使得噪声、信号和非线性系统产生随机共振,从而有效增强信号。从理论上推导了所提算法改善接收信噪比、提升能量检测算法性能、抑制噪声不确定度三个重要结论,并分析了算法复杂度。仿真结果验证了理论推导的正确性,表明所提算法能够在复杂电磁环境下较现有能量检测算法提高3dB以上,且具有抑制噪声不确定度的特点。

关键词：复杂电磁环境频谱感知随机共振能量检测噪声不确定度