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面向重大活动电磁安全管控的协同电磁压制方法

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1908-1919页

作者：石嘉李安童李赞肖什贵魏庆西安电子科技大学ISN国家重点实验室西安710071

该文研究了复杂环境条件下重大活动安保区域的电磁安全协同压制技术问题。首先采用了城市环境电波传播模型,建模分析了城市复杂电磁环境的特征。其次,针对高效电磁压制与有效避免有害干扰问题,利用势博弈方法设计电磁压制设备协同部署算... 详细信息

该文研究了复杂环境条件下重大活动安保区域的电磁安全协同压制技术问题。首先采用了城市环境电波传播模型,建模分析了城市复杂电磁环境的特征。其次,针对高效电磁压制与有效避免有害干扰问题,利用势博弈方法设计电磁压制设备协同部署算法,基于此,提出了基于遗传算法的压制设备功率优化方法,实现了电磁压制设备协同工作下干扰功率的高效投送。仿真结果表明,所提出的电磁压制设备位置部署算法可获得与理论最优方法(即遍历算法)近似的优异性能,且运算复杂度更低;在保证相同干扰效果下,所提功率优化算法相较于传统干扰功率分配方法的传输功率降低了50%以上,实现了精准协同管控。

关键词：通信干扰电磁管控重大安保活动博弈论遗传算法

面向阵列级同时同频收发的宽带自干扰空域抑制

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1951-1957页

作者：林朗赵宏志邵士海唐友喜电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室成都611731 电磁空间认知与智能控制技术实验室北京100089

具备阵列级同时同频收发能力的多功能一体化平台,面临发射阵列对接收阵列的强自干扰问题。针对这一问题,该文设计了一种宽带自干扰空域抑制方法,构造了限制主波束增益损失条件下,最小化残余自干扰和噪声功率的非凸优化问题,提出了交替... 详细信息

具备阵列级同时同频收发能力的多功能一体化平台,面临发射阵列对接收阵列的强自干扰问题。针对这一问题,该文设计了一种宽带自干扰空域抑制方法,构造了限制主波束增益损失条件下,最小化残余自干扰和噪声功率的非凸优化问题,提出了交替迭代的优化算法联合求解发射和接收数字波束成形系数,从理论上分析了所提算法的自干扰抑制极限性能,并给出了所提算法的计算复杂度。分析和仿真结果表明,给定2.4 GHz工作频率,100 MHz带宽,主波束增益损失限制在3 dB时,收发各30阵元的相控阵列宽带自干扰空域抑制能力,即有效各向同性隔离度达到168 dB,距离自干扰抑制性能极限差距7 dB。

关键词：同时同频收发数字波束成形空域自干扰抑制

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飞行自组织网的全双工双向时间传递技术研究

电子与信息学报 2024年第7期46卷 2732-2739页

作者：陈聪徐强赵宏志邵士海唐友喜电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室成都611731 电磁空间认知与智能控制技术实验室北京100089

针对飞行自组网(FANET)中节点间相对运动导致双向时间传递精度下降的问题,该文提出一种全双工双向时间传递(TWTT)方法。首先,根据全双工双向时间传递过程构造了需要求解的方程组,推导了单次时间传递的同步误差表达式;然后,分析了在无频... 详细信息

针对飞行自组网(FANET)中节点间相对运动导致双向时间传递精度下降的问题,该文提出一种全双工双向时间传递(TWTT)方法。首先,根据全双工双向时间传递过程构造了需要求解的方程组,推导了单次时间传递的同步误差表达式;然后,分析了在无频偏和有频偏条件下,迭代进行全双工双向时间传递的收敛性;最后,通过仿真分析和实验验证比较了全双工双向时间传递方法和传统双向时间传递方法的性能。仿真和实验结果表明,全双工双向时间传递方法在节点高速机动下,时间同步精度可达到与物理层时间戳相同的精度,优于现有的运动补偿方法。

关键词：飞行自组网带内全双工双向时间传递非对称传播时延

一种基于任务流图结构重构的极化码BP译码算法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：曹皓陈亦欧张润泽电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室

极化(Polar)码因其信道容量特征和具有较低的编译码复杂度，现已广泛应用于第五代移动通信技术(5G)当中。置信传播(BP)译码算法具有并行执行、高吞吐率的特点，是常用的极化码译码算法，为降低其译码复杂度和译码延时，提出了一种基于... 详细信息

极化(Polar)码因其信道容量特征和具有较低的编译码复杂度，现已广泛应用于第五代移动通信技术(5G)当中。置信传播(BP)译码算法具有并行执行、高吞吐率的特点，是常用的极化码译码算法，为降低其译码复杂度和译码延时，提出了一种基于任务流图结构重构(TGR)的极化码BP译码算法，通过图等价关系，对译码算法进行两步结构优化。采用冗余消除算法去掉BP译码算法中的冗余计算，简化算法运算结构；采用分支变换算法调整运算顺序，缩减关键路径延时。与三种典型的结构优化BP译码算法相比，所提的BP-TGR译码算法可以至少降低2.3%的关键路径延时，减少4.2%的计算复杂度，且几乎没有纠错性能损失，具有更优秀的综合性能，尤其是在延时敏感和信道条件较恶劣的应用场景中。

关键词：极化码置信传播译码任务流图等价结构优化关键路径

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无人机平台运动状态下节点间高精度时间同步

西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 19-29页

作者：陈聪段柏宇徐强潘文生马万治邵士海电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室四川成都611731 电磁空间认知与智能控制技术实验室北京100089

节点间的时间同步是无人机集群资源调度、协同定位、数据融合的基础,在同步精度要求较高的场景中常用双向时间同步进行节点间的时间同步。然而无人机的相对运动会导致两次同步消息的传播时延不等,进而引起时间同步误差。针对该问题,首... 详细信息

节点间的时间同步是无人机集群资源调度、协同定位、数据融合的基础,在同步精度要求较高的场景中常用双向时间同步进行节点间的时间同步。然而无人机的相对运动会导致两次同步消息的传播时延不等,进而引起时间同步误差。针对该问题,首先从线性方程组求解角度分析了时间同步误差的产生原因,提出了一种利用双触发双向时间同步以增加方程个数、并在节点匀速运动前提下减少未知量个数的方法。然后推导了该方法下钟差的求解公式,结果表明钟差求解与节点的匀速运动速度无关。随后比较了在加性高斯白噪声信道中双触发式双向时间同步方法与现有运动补偿方法的钟差估计性能,并分析了时间戳处理时延和速度改变对钟差求解精度的影响。最后通过外场实验验证了双触发式双向时间同步的有效性。仿真及实验结果表明,相比于传统双向时间同步,双触发式双向时间同步不会因节点的匀速运动导致主从节点间的时间同步出现系统偏差。

关键词：无人机双向时间同步非对称传输时延线性方程组

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磁子霍尔效应

物理学报 2024年第1期73卷 31-45页

作者：金哲珺雨曾钊卓曹云姗严鹏电子科技大学物理学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都611731

霍尔效应是凝聚态领域中古老却又极具潜力的研究领域,其起源可以追溯到数百年前.1879年,霍尔发现将载流导体置于磁场中时,磁场带来的洛伦兹力将使得电子在导体的一侧积累,这一新奇的物理现象被命名为霍尔效应.之后,一系列新的霍尔效应... 详细信息

霍尔效应是凝聚态领域中古老却又极具潜力的研究领域,其起源可以追溯到数百年前.1879年,霍尔发现将载流导体置于磁场中时,磁场带来的洛伦兹力将使得电子在导体的一侧积累,这一新奇的物理现象被命名为霍尔效应.之后,一系列新的霍尔效应被发现,包括反常霍尔效应、量子霍尔效应、自旋霍尔效应、拓扑霍尔效应和平面霍尔效应等.值得注意的是,霍尔效应能够实现不同方向的粒子流之间的相互转化,因此在信息传输过程中扮演着重要的角色.在玻色子体系(如磁子)中,相应的一系列磁子霍尔效应也被发现,他们共同推动了以磁子为基础的自旋电子学的发展.本文回顾了近年来在磁子体系中的霍尔效应,简述其现代半经典的处理方法,包括虚拟电磁场理论和散射理论等.并进一步介绍了磁子霍尔效应的物理起源,概述了不同类型磁子的霍尔效应.最后,对磁子霍尔效应的发展趋势进行了展望.

关键词：磁子霍尔效应非线性霍尔效应自旋电子学

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基于无监督图互信息最大化的海面小目标异常检测

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 2712-2720页

作者：许述文何绮茹宏涛西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071

受到复杂海洋环境的影响,雷达对海面慢速小目标难以实现高性能检测。对于这类目标,传统的基于能量的统计检测方法存在着严重的性能损失。针对这一问题,该文提出了基于互信息最大化框架下的海面小目标检测方法,实现海杂波背景下的无监督... 详细信息

受到复杂海洋环境的影响,雷达对海面慢速小目标难以实现高性能检测。对于这类目标,传统的基于能量的统计检测方法存在着严重的性能损失。针对这一问题,该文提出了基于互信息最大化框架下的海面小目标检测方法,实现海杂波背景下的无监督目标异常检测任务。首先,考虑到高分辨雷达回波不满足传统神经网络对样本独立同分布的假设,该文从图的角度重新建模数据,利用回波的空时相关特性来构建图拓扑结构。该文提出相对最大节点度并联合7个已有特征作为节点的初始表示向量。接下来,采用图注意力网络作为互信息最大化框架中的编码器学习节点表示向量。最后,使用异常检测算法进行目标检测,并实现虚警可控。经实测数据验证,使用快速凸包学习算法时,相比三特征检测器,所提检测器性能提升了9.2%;相比时频三特征检测器,性能提升了7.9%。当网络输出更高维的表示向量时,使用孤立森林算法的检测器的性能提升了27.4%。

关键词：海杂波目标检测图神经网络无监督学习

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面向高光谱异常检测的背景记忆模型

遥感学报 2024年第3期28卷 717-729页

作者：谢卫莹钟佳平李云松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西安710071

高光谱图像具有丰富的连续光谱信息,覆盖从可见光到红外波长范围内数百个波段。此数据特性使得高光谱数据在图像处理中有挖掘光谱内在特征的独特优势,从而有利于充分利用空间和光谱信息,检测感兴趣区域中的目标。但是由于高光谱数据的... 详细信息

高光谱图像具有丰富的连续光谱信息,覆盖从可见光到红外波长范围内数百个波段。此数据特性使得高光谱数据在图像处理中有挖掘光谱内在特征的独特优势,从而有利于充分利用空间和光谱信息,检测感兴趣区域中的目标。但是由于高光谱数据的高维性、实际场景的复杂性以及有标签样本数量的有限性,高光谱异常检测仍面临背景和异常不易区分和检测精度低的问题。为了解决以上问题,本文提出一种面向高光谱异常检测的背景记忆模型。首先,通过无监督的基于密度估计的粗检方法,获得伪背景和伪异常向量。其次,设计基于异常突出正则项约束的背景记忆生成对抗网络模型,扩大伪背景和伪异常间的距离,并采用弱监督—伪标签的训练方式,使得网络具有较强的背景生成能力,同时弱化其对于异常的重构效果,减少对于背景和异常重构的泛化性,增强输出检测结果中背景和异常的差异和辨别度。此外,在特征域和图像域进行对抗学习,提高样本生成能力,更好地学习到输入样本的分布情况,提高网络对背景的生成能力。最后,使用非线性背景抑制方法减小虚警率,进一步提升检测精度。实验结果表明,本文方法相比其他检测算法在不同数据集上具有更好的检测效果。

关键词：遥感生成对抗网络高光谱异常检测弱监督学习无监督学习

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太赫兹通信感知一体化技术综述

中国科学：信息科学 2024年第5期54卷 1215-1235页

作者：陈智刘轲李玲香陈思思陈文荣王珍张波电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室成都611731 西安电子科技大学电子工程学院西安710071

太赫兹通信具有频谱资源丰富、传输速率高、保密性强、易实现通信感知一体化等优势,在6G通信和空间通信等方面都具有重要的应用前景.然而,太赫兹频段的器件机理和传播特性迥异于微波频段:一是太赫兹波与现有器件材料的互作用效率较低,... 详细信息

太赫兹通信具有频谱资源丰富、传输速率高、保密性强、易实现通信感知一体化等优势,在6G通信和空间通信等方面都具有重要的应用前景.然而,太赫兹频段的器件机理和传播特性迥异于微波频段:一是太赫兹波与现有器件材料的互作用效率较低,二是通信和感知的波形体制相互矛盾,三是太赫兹波传播的粒子效应突出.这些差异使得太赫兹通信感知一体化面临信号高效调控难、信号处理复杂度高、移动接入和覆盖受限3个难题.针对如何突破这些难题,本文将从系统架构、射频前端、波形产生、信号处理、组网的角度出发,介绍太赫兹通信感知一体化的背景、概念、特征、面临的挑战、需要解决的关键问题、一些研究进展,以及未来研究方向.

关键词：太赫兹通信通信感知一体化一体化架构一体化波形一体化组网