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混合卫星-地面无线网络中的安全速率最大化问题
1
作者 鲁伟鑫 李佳保 +2 位作者 安康 沈文科 王三喜 《信号处理》 CSCD 北大核心 2023年第7期1243-1250,共8页
本文研究了存在窃听情况下混合卫星-地面无线通信网络中的安全速率最大化问题,卫星网络作为主网络,地面蜂窝网络作为次级网络,二者一起构成混合卫星-地面无线网络。在混合网络中假设所有节点的信道状态信息完全已知,同时卫星主网络与存... 本文研究了存在窃听情况下混合卫星-地面无线通信网络中的安全速率最大化问题,卫星网络作为主网络,地面蜂窝网络作为次级网络,二者一起构成混合卫星-地面无线网络。在混合网络中假设所有节点的信道状态信息完全已知,同时卫星主网络与存在地面窃听用户的地面次级网络频谱共享。首先,基于安全速率最大化准则,以卫星主用户安全速率最大化为目标函数,地面次级用户的信干噪比门限和地面基站的发射功率满足要求为约束条件建立优化问题。其次,为了更好地求解优化问题,本文利用了基于变量替换和泰勒估计的迭代算法将原始非凸的优化问题转化为便于求解的半正定规划且满足凸形式的优化问题,并通过标准的数学工具包得到优化问题的最优解。最后,计算机仿真结果证实了所提算法的有效性及可行性。 展开更多
关键词 安全速率最大化 混合卫星-地面网络 波束形成方案 凸优化
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星地混合移动回传系统的干扰规避和减缓技术 被引量：1
2
作者 张晓燕 王贺 《天地一体化信息网络》 2021年第1期28-34,共7页
为了更有效地利用稀缺的频谱资源,最好的办法之一是让卫星和地面共享频谱。考虑在星地混合移动回传系统中加入诸如天线阵列、多天线通信技术、智能回传节点、干扰感知功率分配和授权共享访问等干扰规避和减缓技术来阐述如何增强系统容... 为了更有效地利用稀缺的频谱资源,最好的办法之一是让卫星和地面共享频谱。考虑在星地混合移动回传系统中加入诸如天线阵列、多天线通信技术、智能回传节点、干扰感知功率分配和授权共享访问等干扰规避和减缓技术来阐述如何增强系统容量且无干扰地共享频谱。通过对所提系统的理论分析和数值仿真,说明使用上述干扰规避和减缓技术可以达到满足未来回传网络容量需求、减轻地面传输负担、减轻同信道间干扰、节省硬件成本、降低能耗以及改善频谱使用效率的目的。 展开更多
关键词 星地混合网络 移动回传系统 干扰规避 干扰减缓 频谱共享
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星地融合认知网中下行波束形成算法
3
作者 姜杨威 许拔 +2 位作者 陶祥帅 尹春岩 李静 《电子质量》 2017年第12期6-11,共6页
针对卫星网络和地面网络频谱共享的星地融合网,提出了一种基于上下行链路对偶原理的下行波束形成(beamforming,BF)算法。在最大发射功率受限的多天线基站对卫星主用户(Primary User,PU)的干扰总功率小于门限值的约束下,为满足多个地面... 针对卫星网络和地面网络频谱共享的星地融合网,提出了一种基于上下行链路对偶原理的下行波束形成(beamforming,BF)算法。在最大发射功率受限的多天线基站对卫星主用户(Primary User,PU)的干扰总功率小于门限值的约束下,为满足多个地面网络次用户(Secondary user,SU)的最小信干噪比(signal-to-interference-plus-noise ratio,SINR)高于一定门限值的要求,基于上下行链路对偶原理和次梯度方法,设计出一种迭代算法求解出下行链路最优的波束形成权矢量和功率分配矢量。最后,仿真结果验证了算法的收敛性和有效性。 展开更多
关键词 星地融合网 波束形成 信干噪比
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多卫星的星地混合协作网物理层安全性能分析
4
作者 王小旗 侯争 +1 位作者 张捍卫 施闯 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期81-90,共10页
卫星通信因传输质量好、覆盖范围广、作用距离远等优点,在侦察、广播、预警、资源勘探、地形测绘等领域具有广阔的应用前景,目的针对其安全性问题,方法将多输入多输出(multiple-input-multiple-output,MIMO)技术应用于卫星中继系统中,... 卫星通信因传输质量好、覆盖范围广、作用距离远等优点,在侦察、广播、预警、资源勘探、地形测绘等领域具有广阔的应用前景,目的针对其安全性问题,方法将多输入多输出(multiple-input-multiple-output,MIMO)技术应用于卫星中继系统中,构建多卫星的星地混合协作网(hybrid satellite-terrestrial relay network,HSTRN),并对其物理层安全性能进行研究。中继采用放大转发(amplify-and-forward,AF)协议或译码转发(decode-and-forward,DF)协议,卫星链路服从阴影莱斯(shadowed-Rician)分布,地面链路和窃听链路服从瑞利(Rayleigh)分布,推导基于AF和DF中继的系统安全中断概率的理论表达式,以及高信噪比条件下安全中断概率的近似表达和系统吞吐量,并用计算机仿真实验验证理论分析的正确性。结果结果表明:增加卫星个数、减轻信道衰落有助于增强系统的安全性能;低信噪比情况下,基于DF中继的系统安全性能优于AF中继系统的,随着信噪比增加,两者逐渐趋于一致;信道衰落的改善和高信噪比将产生较大的系统吞吐量。结论卫星个数、安全速率阈值、信道衰落程度等参数对AF和DF中继HSTRN的安全性能具有重要影响,可为卫星通信物理层安全性能的后续研究提供参考。 展开更多
关键词 星地混合协作网 多卫星 物理层安全 阴影莱斯衰落 安全中断概率
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存在干扰的星地混合协作传输性能分析 被引量：6
5
作者 林敏 姜杨威 +1 位作者 欧阳键 安康 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期8-14,共7页
分析了地面多个中继节点采用放大转发协议辅助卫星通信构成的星地混合协作网存在同信道干扰时的性能.首先在用户端采用最大比合并方案并受到同信道干扰的情况下,得到其输出信干噪比的表达式.其次针对卫星链路服从阴影莱斯分布和地面链... 分析了地面多个中继节点采用放大转发协议辅助卫星通信构成的星地混合协作网存在同信道干扰时的性能.首先在用户端采用最大比合并方案并受到同信道干扰的情况下,得到其输出信干噪比的表达式.其次针对卫星链路服从阴影莱斯分布和地面链路服从瑞利分布的情况,推导出输出信干噪比的矩母函数,并进一步得到系统平均误符号率的解析表达式.接着,推导出高信噪比条件下系统平均误符号率的近似表达,为估算系统的性能提供了更加快速的方法.最后,计算机仿真验证了理论计算公式的准确性,并分析了信道参数、中继数目和调制方式对星地混合协作传输的影响. 展开更多
关键词 放大转发 星地混合协作网 同信道干扰 阴影莱斯 平均误符号率
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基于多天线中继的卫星-地面混合无线通信系统上行链路性能分析 被引量：5
6
作者 林敏 安康 欧阳键 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1115-1121,共7页
研究了Rayleigh-Rician非对称衰落信道下,以基站作为固定增益放大转发(AF)中继的卫星-地面混合无线通信系统上行链路性能。首先利用信道状态信息(CSI)得到中继配置多天线时系统的最大输出等效信噪比(SNR)。基于特殊函数推导出系统中断概... 研究了Rayleigh-Rician非对称衰落信道下,以基站作为固定增益放大转发(AF)中继的卫星-地面混合无线通信系统上行链路性能。首先利用信道状态信息(CSI)得到中继配置多天线时系统的最大输出等效信噪比(SNR)。基于特殊函数推导出系统中断概率(OP)和概率密度函数(PDF)的解析表达式,并进一步得到各种调制方式下系统平均误符号率(ASER)的理论计算公式。最后通过无穷级数展开推导出高信噪比时平均误符号率的渐近闭合表达式,分析系统能获得的分集增益和阵列增益。计算机仿真表明所提出的性能分析方法的正确性,分析了天线数量和信道参数对卫星-地面混合无线通信系统性能的影响,为实际系统设计提供了参考和依据。 展开更多
关键词 卫星-地面混合通信网 非对称衰落信道 放大转发中继 性能分析
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基于多用户反馈的星地协作传输系统性能分析 被引量：2
7
作者 袁祖霞 林敏 +2 位作者 刘笑宇 王子宁 黄波 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期1089-1098,共10页
研究了门限设置反馈条件下多用户星地混合协作传输系统的性能。首先,在中继端采用放大转发协议和多用户机会调度方案下,得到系统的输出信噪比表达式。其次,在卫星链路服从阴影莱斯分布和地面链路服从瑞利分布的情况下,推导出基于门限设... 研究了门限设置反馈条件下多用户星地混合协作传输系统的性能。首先,在中继端采用放大转发协议和多用户机会调度方案下,得到系统的输出信噪比表达式。其次,在卫星链路服从阴影莱斯分布和地面链路服从瑞利分布的情况下,推导出基于门限设置的信道状态信息反馈下系统的反馈中断概率、遍历容量和平均反馈用户数的闭合表达式。最后,计算机仿真不仅验证了理论分析的正确性,而且证明了所提出的基于门限设置反馈的多用户调度方案在性能几乎不变的情况下,显著降低了系统反馈量。 展开更多
关键词 星地混合协作传输系统 多用户反馈 反馈中断概率 遍历容量 平均反馈用户数
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基于Q学习的星地融合协作传输中继选择策略 被引量：1
8
作者 汪萧萧 孔槐聪 +1 位作者 朱卫平 林敏 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期250-260,共11页
协作网络中的中继技术能够实现空间分集,但中继选择会对系统性能产生较大影响。针对这一问题,本文提出了一种基于Q学习的星地融合协作传输中继选择策略。首先,所有中继节点在经过放大转发协议的情况下,在接收端得到最大比合并后的输出... 协作网络中的中继技术能够实现空间分集,但中继选择会对系统性能产生较大影响。针对这一问题,本文提出了一种基于Q学习的星地融合协作传输中继选择策略。首先,所有中继节点在经过放大转发协议的情况下,在接收端得到最大比合并后的输出信噪比表达式。然后,设定Q学习的状态、动作和奖励函数,选择累积回报最大的中继节点。接着,为了遍历所有状态,引入了Boltzmann选择策略,用概率的途径来选择动作,使源节点探索所有状态并利用最优状态。最后,在所选中继节点与源节点之间进行功率分配得到最优传输功率。仿真结果表明:与随机中继选择算法相比,所提出的Q学习中继选择策略对系统性能有较大地提升。 展开更多
关键词 星地融合协作网络 中继选择 Q学习 Boltzmann选择策略 功率分配
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基于中继选择的星地协作传输系统性能分析 被引量：13
9
作者 孔槐聪 林敏 +2 位作者 刘笑宇 吴雪雯 王金元 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期198-205,共8页
由于星地混合协作网络(hybrid satellite-terrestrial cooperative network,HSTCN)能显著提升卫星通信的服务质量,近年来受到了国内外学者的广泛关注,分析了基于中继选择的星地协作传输系统的性能。首先,在卫星和地面用户之间存在直达链... 由于星地混合协作网络(hybrid satellite-terrestrial cooperative network,HSTCN)能显著提升卫星通信的服务质量,近年来受到了国内外学者的广泛关注,分析了基于中继选择的星地协作传输系统的性能。首先,在卫星和地面用户之间存在直达链路,并且所有中继节点在采用门限判断译码转发协议辅助卫星通信的情况下,得到用户端经过最大比合并后的输出信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)表达式。其次,针对卫星信道服从阴影莱斯分布,而地面信道服从Nakagami-m分布,推导出随机选择和最佳选择两种中继选择策略下系统的中断概率闭合表达式。接着,进一步得到高信噪比条件下中断概率的近似表达式,为分析各种参数对系统性能的影响提供了更加便捷的方法。最后,计算机仿真不仅验证了理论推导的正确性,而且定量分析了协作传输带来的好处,从而为HSTCN技术的实际应用提供理论依据。 展开更多
关键词 星地混合协作网络 译码转发 中继选择 性能分析
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