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基于多级联混沌加密的MP-WFRFT安全通信方法

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北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1960-1968页

作者：王西康孟庆微许华齐子森张悦空军工程大学信息与导航学院西安710077

为提高无线通信物理层安全传输性能,提出一种基于多级联混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换(MP-WFRFT)安全通信方法。通过基于Logistic映射和Henon-Sine映射的多级联混沌系统实现比特数据的第1轮置乱加密和符号数据的第2轮相位加密,利... 详细信息

为提高无线通信物理层安全传输性能,提出一种基于多级联混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换(MP-WFRFT)安全通信方法。通过基于Logistic映射和Henon-Sine映射的多级联混沌系统实现比特数据的第1轮置乱加密和符号数据的第2轮相位加密,利用MP-WFRFT的星座裂变特性进行数据第3轮星座加密。三重加密方案极大提升了通信系统的保密性,有效防止了暴力攻击。相比传统的低维混沌加密方法,基于Logistic映射和Henon-Sine映射的多级联混沌具备更大的密钥空间,且系统运动轨迹更为复杂。针对多级联混沌加密方案在数据加密中的应用,提出了新的比特置乱和改进的移位星座旋转方法实现数据安全。仿真结果和分析表明:所提三重加密方案在不影响传输性能的情况下能够有效地对信息进行安全传输,非合作接收方在混沌密钥仅存在10^(-15)偏差的情况下误比特率始终保持在0.5左右。

关键词：物理层安全级联混沌多参数加权分数傅里叶变换比特置乱星座加密

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基于深度聚类的通信辐射源个体识别方法

空军工程大学学报 2024年第1期25卷 115-122页

作者：贾鑫蒋磊郭京京齐子森空军工程大学信息与导航学院西安710077 93184部队北京100076

针对非合作通信条件下缺少标签数据的通信辐射源个体识别问题,提出了一种基于深度聚类的通信辐射源个体识别方法。利用自编码器网络强大的特征提取和数据重构能力对原始I/Q数据进行表征学习,提取个体识别的指纹特征,同时将表征学习过程... 详细信息

针对非合作通信条件下缺少标签数据的通信辐射源个体识别问题,提出了一种基于深度聚类的通信辐射源个体识别方法。利用自编码器网络强大的特征提取和数据重构能力对原始I/Q数据进行表征学习,提取个体识别的指纹特征,同时将表征学习过程和特征聚类过程进行联合优化,使表征学习和特征聚类契合度更高,更好地完成无标签条件下的通信辐射源个体识别。通过对5种ZigBee设备采集的信号进行实验,结果表明在信噪比高于0 dB时,可以达到85%以上的识别准确率,证明了本文方法的有效性和稳定性。

关键词：个体识别深度聚类无监督通信辐射源特征提取数据重构

BOPPPS教学模型在通信类课程中的探索与实践

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科教导刊 2024年第3期 57-60页

作者：范宏程齐子森周良思空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

通信类课程是通信专业的基础课程,研究对象是电磁波,理解起来比较抽象,具有理论知识难度大,公式推导多的特点。为提升学生的课堂参与度,尝试将BOPPPS教学模型引入通信类课程教学过程中,该文首先阐述BOPPPS模型的教学理念,然后介绍基于BO... 详细信息

通信类课程是通信专业的基础课程,研究对象是电磁波,理解起来比较抽象,具有理论知识难度大,公式推导多的特点。为提升学生的课堂参与度,尝试将BOPPPS教学模型引入通信类课程教学过程中,该文首先阐述BOPPPS模型的教学理念,然后介绍基于BOPPPS教学模型的通信类课程教学设计和课堂实施方法。结果表明,将BOPPPS教学模型应用于通信类课程的教学过程中,能充分激发学生的积极性,增强学习效果,达到培养高素质通信人才的目的。

关键词： BOPPPS 通信类课程参与式学习教学模型

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基于自编码器的阵列时变幅相误差校正算法

西北工业大学学报 2023年第6期41卷 1134-1145页

作者：张梓轩齐子森许华史蕴豪空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

随着阵列天线在各类移动平台上的广泛应用,时变幅相误差成为影响阵列信号处理技术工程化应用的重要因素。针对当前时变幅相误差无法有效校正的问题,结合自编码器思想,提出一种基于深度学习的阵列时变幅相误差校正算法。算法充分利用自... 详细信息

随着阵列天线在各类移动平台上的广泛应用,时变幅相误差成为影响阵列信号处理技术工程化应用的重要因素。针对当前时变幅相误差无法有效校正的问题,结合自编码器思想,提出一种基于深度学习的阵列时变幅相误差校正算法。算法充分利用自编码器网络的数据特征提取与重构能力,设计了针对通道时变幅相误差校正的深度学习网络,给出了不含时变幅相误差数据(无扰数据)与含时变幅相误差数据(扰动数据)双驱动下的学习机制,基于期望输出与理想模型均方误差最小化原则,完成了对阵列流形隐匿特征提取,实现了阵列时变幅相误差的有效校正。仿真实验表明,所提算法可有效实现各通道时变幅相误差校正,在通道存在±80%随机时变幅度误差以及±5°随机时变相位误差时,幅度与相位误差校正后的均方差分别在0.5%和1.5%以内,当信噪比大于等于0 dB时,校正后数据的MUSIC算法测向精度与无误差数据基本一致,验证了所提算法的有效性。

关键词：阵列校正时变误差自编码器机器学习

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基于残差生成对抗网络的调制识别算法

系统工程与电子技术 2022年第6期44卷 2019-2026页

作者：秦博伟蒋磊许华齐子森空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

针对小样本条件下通信信号识别准确率不高、网络训练困难的问题,本文提出一种基于残差生成对抗网络的调制识别算法。首先,设计一种以Leakyrelu作为隐藏层激活函数的新残差单元,使得网络对输入为负值的数据也可以进行梯度计算;然后,将新... 详细信息

针对小样本条件下通信信号识别准确率不高、网络训练困难的问题,本文提出一种基于残差生成对抗网络的调制识别算法。首先,设计一种以Leakyrelu作为隐藏层激活函数的新残差单元,使得网络对输入为负值的数据也可以进行梯度计算;然后,将新残差单元组成的残差网络和卷积神经网络作为本文算法的基本网络结构,使用卷积步幅为1的非对称小卷积核,更好地提取信号的边缘特征信息;最后,用Dropout代替池化操作,并选择Adam梯度优化算法以交替迭代方式完成网络训练。仿真实验结果表明,小样本条件下,残差生成对抗网络算法复杂度明显降低,信噪比(signal to noise ratio,SNR)在0 dB以上时,对10种调制信号的识别准确率可以达到91%,验证了所提方法的有效性。

关键词：残差网络生成式对抗网络调制识别小样本

基于余幂-激活离散超混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换安全通信方法

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电子与信息学报 2023年第5期45卷 1688-1696页

作者：孟庆微王西康齐子森张悦空军工程大学信息与导航学院西安710077

为提高物理层安全传输性能,该文提出一种新的基于2维余幂-激活(2D-CPA)离散超混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换(MP-WFRFT)安全通信方法。首先,将激活函数和余弦函数作为非线性因子引入1维立方(cubic)混沌映射,构造2维混沌映射。非线... 详细信息

为提高物理层安全传输性能,该文提出一种新的基于2维余幂-激活(2D-CPA)离散超混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换(MP-WFRFT)安全通信方法。首先,将激活函数和余弦函数作为非线性因子引入1维立方(cubic)混沌映射,构造2维混沌映射。非线性因子可对原始cubic混沌映射的迭代过程进行扰动,从而获得更加饱满的相轨。利用分岔图、相图、Lyapunov指数谱等对提出的2维混沌映射动力学特性进行了验证。结果表明,构造的2维混沌序列随机性良好,可进入超混沌状态。然后,利用余幂-激活离散超混沌序列分别构建幅度变换矩阵、相位旋转矩阵和MP-WFRFT参数池,完成对星座幅相加密,以及MP-WFRFT动态变换加密过程,进一步消除数据统计特征,同时提升MP-WFRFT变换的抗参数扫描性能。数值仿真结果表明,加密数据的星座图呈类高斯分布,且传输系统对密钥的敏感性良好。

关键词： 2维离散超混沌星座加密多参数加权分数傅里叶变换 Lyapunov指数

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采用极化特征的通信辐射源个体识别方法

西安交通大学学报 2023年第10期57卷 207-220页

作者：张梓轩齐子森许华史蕴豪梁佳空军工程大学信息与导航学院西安710077

针对现有方法在通信辐射源空、时、频、能域特征相近甚至相同情况下,个体分类识别效果不佳的问题,提出了一种采用极化特征的通信辐射源个体识别方法。通过分析通信辐射源双极化特征表征方法,对通信辐射源的极化信号建模,根据极化信号模... 详细信息

针对现有方法在通信辐射源空、时、频、能域特征相近甚至相同情况下,个体分类识别效果不佳的问题,提出了一种采用极化特征的通信辐射源个体识别方法。通过分析通信辐射源双极化特征表征方法,对通信辐射源的极化信号建模,根据极化信号模型,借鉴幅度-相位法思路,构建了双极化接收系统实现极化信号接收和极化特征提取;通过对极化天线振动引起的通道不一致性进行分析,建立极化通道误差模型,得到含有时变幅相误差的极化信号表示,据此设计了基于自编码器的通道时变幅相误差校正算法,在扰动数据(含时变幅相误差和噪声的数据)与原始数据(只含噪声的数据)双驱动下,学习原始数据深层特征规律,实现对扰动数据的重构,克服了极化特征对通道噪声与时变幅相误差敏感的问题;经过设置的阈值规则进行通信辐射源个体的硬判决分类。仿真实验表明,在信噪比为10 dB时,所提方法对模拟辐射源的个体识别准确率达95%以上。实测数据表明:所提方法在暗室理想情况下,对辐射源个体的识别准确率达99%以上;在实采数据上叠加高斯白噪声、模拟信噪比为10 dB时,个体识别准确率达95%以上,所提方法的有效性得到了验证。

关键词：极化时变幅相误差自编码器个体识别

一种基于深度强化学习的协同通信干扰决策算法

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电子学报 2022年第6期50卷 1301-1309页

作者：宋佰霖许华齐子森饶宁彭翔空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

针对协同电子战中跳频通信干扰协同决策难题,通过构建“整体优化、逐站决策”的协同决策模型,基于深度强化学习技术,设计了在Actor-Critic算法架构下融合优势函数的决策算法,并在奖励函数中嵌入专家激励机制以提高算法的探索能力,采用... 详细信息

针对协同电子战中跳频通信干扰协同决策难题,通过构建“整体优化、逐站决策”的协同决策模型,基于深度强化学习技术,设计了在Actor-Critic算法架构下融合优势函数的决策算法,并在奖励函数中嵌入专家激励机制以提高算法的探索能力,采用集中式训练方法优化决策网络,使算法能够输出资源利用率最高的干扰方案,并大幅提高决策效率.仿真结果表明,相比于现有智能决策算法,本文算法给出的干扰方案能够节约8%干扰资源,决策效率提高50%以上,具有较大实用价值.

关键词：深度强化学习通信干扰决策干扰资源分配优势函数专家激励

基于DNA动态编码和VMP-WFRFT的安全通信方法

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兵工学报 2023年第8期44卷 2521-2532页

作者：王西康孟庆微许华齐子森张悦空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

为提高物理层信息传输安全,提出一种基于DNA动态编码和变化多参数加权分数傅里叶变换(VMP-WFRFT)的安全通信方法。将DNA编码引入比特置乱,针对现有DNA编码规则少所存在的安全隐患,构造低复杂度四维混沌序列,利用混沌序列随机选择比特矩... 详细信息

为提高物理层信息传输安全,提出一种基于DNA动态编码和变化多参数加权分数傅里叶变换(VMP-WFRFT)的安全通信方法。将DNA编码引入比特置乱,针对现有DNA编码规则少所存在的安全隐患,构造低复杂度四维混沌序列,利用混沌序列随机选择比特矩阵的DNA编码以及运算规则;为进一步掩盖信号调制样式,利用混沌序列动态调整MP-WFRFT参数,从而对调制信号进行VMP-WFRFT变换实现星座的混淆、扩散,同时增强了MP-WFRFT的参数抗扫描能力。仿真结果表明,该方法密钥敏感性良好、密钥空间大,能有效抵御穷举攻击,即使作为加密密钥的混沌初始值仅存在10^(-15)偏差,窃听者的误比特率仍始终保持在0.5左右。

关键词：物理层安全混沌加密 DNA动态编码 MP-WFRFT