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面向手机直连的星载相控阵:关键技术与未来展望

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电信科学 2024年第4期40卷 30-42页

作者：焦凌霄李文静童建飞李记锋上海卫星互联网研究院有限公司上海200120 上海市卫星互联网重点实验室上海200120

手机直连卫星通信传输距离远、链路损耗大的特点,对星载相控阵的能力提出了新要求。通过分析手机直连卫星场景的实际需求,概述了不同波束成形架构的优劣,提出了合适的波束成形架构选择策略,探讨了频分双工体制下双频共口径圆极化天线阵... 详细信息

手机直连卫星通信传输距离远、链路损耗大的特点,对星载相控阵的能力提出了新要求。通过分析手机直连卫星场景的实际需求,概述了不同波束成形架构的优劣,提出了合适的波束成形架构选择策略,探讨了频分双工体制下双频共口径圆极化天线阵设计,阐述了星载相控阵堆叠集成架构和芯片关键工艺技术。给出了在手机直连卫星场景下,星载相控阵未来的发展方向和关键技术路径。

关键词：手机直连卫星相控阵波束成形天线阵

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超相干长度的激光相干探测性能研究

中国激光 2024年

作者：潘含蕊卢智勇孙建锋周煜贺红雨许玲玲李超洋任伟杰姜玉鑫张龙坤贾弘辉袁浩铭上海卫星互联网研究院有限公司 3. 上海市卫星互联网重点实验室中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室

为实现大宽带频率范围的探测，本文提出一种基于本振可调谐的相干激光雷达方案，通过激光频率的调谐，降低了探测器和采集硬件的采样压力，并对回波信号通过相位测量和相位估计迭代进行相位补偿，最终可实现远距离弱信号目标的探测。本... 详细信息

为实现大宽带频率范围的探测，本文提出一种基于本振可调谐的相干激光雷达方案，通过激光频率的调谐，降低了探测器和采集硬件的采样压力，并对回波信号通过相位测量和相位估计迭代进行相位补偿，最终可实现远距离弱信号目标的探测。本文系统分析了相干激光探测系统的各环节（激光器、调制器、传输路径等）对系统相干性的统一影响，采用斯特列尔比来表征相干探测系统的相干性劣化程度，以及相干探测系统的相干时间（相干长度）情况。通过仿真结果验证，相干探测系统的相干性及探测精度受到激光器、相位调制、距离延迟等的相位影响。通过实验验证，在积分时间为相干时间0.7 ms时、回波信号功率为11 fW弱信号的情况下，相干探测系统的探测概率为52%，信噪比为10.1 dB，速度精度为11.4 cm/s；经相位补偿后，探测概率为74%，信噪比为19.8 dB，速度精度为0.16cm/s；在更长积分时间下，实现了更好的探测性能。综合表明相干激光雷达在超相干长度下，经过相位补偿后，系统仍具有高灵敏度、高探测精度的特性，为后续进一步开展超相干长度的远距离弱信号目标的探测提供实验可行依据，具有重要的研究意义。

关键词：相干探测系统相干时间斯特列尔比频率漂移相位补偿

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深空激光扩频通信测距一体化技术(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第7期61卷 133-141页

作者：李超洋孙建锋卢智勇周煜张龙坤姜玉鑫许玲玲潘含蕊贾弘辉袁浩铭陈卫标贺辉中国科学技术大学光学与光学工程系安徽合肥230026 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室上海201800 上海卫星互联网研究院有限公司上海200120 上海市卫星互联网重点实验室上海200120

在深空探测中,以微波为载体的通信、测距载荷面临链路损耗大、频谱资源紧张等问题。相比微波,激光光束发散角小,能量更为集中,可达更远的传输距离,以激光为载体的通信、测距载荷具有体积小、质量轻等优势。搭建了一套激光相干外差扩频... 详细信息

在深空探测中,以微波为载体的通信、测距载荷面临链路损耗大、频谱资源紧张等问题。相比微波,激光光束发散角小,能量更为集中,可达更远的传输距离,以激光为载体的通信、测距载荷具有体积小、质量轻等优势。搭建了一套激光相干外差扩频通信测距一体化深空探测系统,提出了一种基于曲线模型的插值重采样方法,并对该曲线模型进行了理论仿真和实验验证。该模型由系统先验信息构建,是伪随机码相位差的线性函数。实验结果表明,对于静态目标,测距偏差不超过0.55 mm,测距精度不超过0.42 mm。对于动态目标,测距偏差不超过0.59 mm。静态和动态目标测距中实现了零误码通信。此外,扩频通信测距一体化设计应用于深空导航和深空时频同步,可以提高实时性。

关键词：扩频通信插值重采样通信测距一体化深空探测

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深空激光扩频通信测距一体化技术（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第7期 141-149页

作者：李超洋孙建锋卢智勇周煜张龙坤姜玉鑫许玲玲潘含蕊贾弘辉袁浩铭陈卫标贺辉中国科学技术大学光学与光学工程系中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部上海卫星互联网研究院有限公司上海市卫星互联网重点实验室

在深空探测中，以微波为载体的通信、测距载荷面临链路损耗大、频谱资源紧张等问题。相比微波，激光光束发散角小，能量更为集中，可达更远的传输距离，以激光为载体的通信、测距载荷具有体积小、质量轻等优势。搭建了一套激光相干外差... 详细信息

在深空探测中，以微波为载体的通信、测距载荷面临链路损耗大、频谱资源紧张等问题。相比微波，激光光束发散角小，能量更为集中，可达更远的传输距离，以激光为载体的通信、测距载荷具有体积小、质量轻等优势。搭建了一套激光相干外差扩频通信测距一体化深空探测系统，提出了一种基于曲线模型的插值重采样方法，并对该曲线模型进行了理论仿真和实验验证。该模型由系统先验信息构建，是伪随机码相位差的线性函数。实验结果表明，对于静态目标，测距偏差不超过0.55 mm，测距精度不超过0.42 mm。对于动态目标，测距偏差不超过0.59 mm。静态和动态目标测距中实现了零误码通信。此外，扩频通信测距一体化设计应用于深空导航和深空时频同步，可以提高实时性。

关键词：扩频通信插值重采样通信测距一体化深空探测

基于时域二端口模型的综合能源系统气网动态仿真算法

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3093-3104,I0013页

作者：李咏秋徐晋汪可友电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市闵行区200240

为实现能源多梯度利用并减少环境污染,气-电耦合的综合能源系统(integrated energy system,IES)逐渐占据全球能源结构的重要部分。为明晰系统运行特性并充分挖掘能源子网调度潜力,综合能源系统动态仿真研究逐渐深入。天然气网中,管道传... 详细信息

为实现能源多梯度利用并减少环境污染,气-电耦合的综合能源系统(integrated energy system,IES)逐渐占据全球能源结构的重要部分。为明晰系统运行特性并充分挖掘能源子网调度潜力,综合能源系统动态仿真研究逐渐深入。天然气网中,管道传输过程深刻影响着其动态过程。然而现有管道传输过程时域仿真算法存在着精度与效率的两难。为解决上述问题,提出一种基于时域二端口模型的综合能源系统气网动态仿真算法。首先基于特征线法,构建气网源荷节点关系矩阵,进一步给出时域二端口模型;随后参考特征线法数值格式,构建状态量空间分布矩阵,用于获取气网状态量分布,并提出基于时域二端口模型和分布矩阵的气网动态仿真算法。算例结果表明,所提出的方法具有高效率和高精度两大优势,适合于气-电耦合的综合能源系统的较长时间仿真。

关键词：综合能源系统天然气网络特征线法时域二端口模型状态量分布矩阵

具备故障重构能力的双极直流接口变换器最优运行区域

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3998-4011,I0021页

作者：滕百川马建军朱淼方华松电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 上海交通大学智慧能源创新学院上海市闵行区200240

中低压直流配电系统中,现有的双极直流接口变换器通常无法在进入单极运行模式下实现故障阻断与重构功能。基于一种互联分布式电源与双极直流系统的故障重构型直流接口变换器拓扑,分析单双极性运行模式的工作性能。在正常的双极运行模式... 详细信息

中低压直流配电系统中,现有的双极直流接口变换器通常无法在进入单极运行模式下实现故障阻断与重构功能。基于一种互联分布式电源与双极直流系统的故障重构型直流接口变换器拓扑,分析单双极性运行模式的工作性能。在正常的双极运行模式下,变换器通过最小峰值电流控制策略,实现开关器件电流应力有效降低。在短路故障导致的单极运行模式下,变换器通过故障重构策略与恒功率传输控制策略,消除短路故障对正常端口的不利影响,维持关键负荷的连续供电。同时给出变换器在单双极模式的优化控制策略下的软开关运行区域,从而精确刻画出变换器的最优运行区域。实验结果证明理论分析的正确性,研究工作有助于指导中低压直流配电系统的工程实践。

关键词：直流接口变换器多重移相调制故障重构最小峰值电流控制恒功率传输控制直流配电

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面向链接预测的知识图谱表示学习方法综述

软件学报 2024年第1期35卷 87-117页

作者：杜雪盈刘名威沈立炜彭鑫复旦大学计算机科学技术学院上海201203 上海市数据科学重点实验室(复旦大学) 上海201203

作为人工智能的重要基石,知识图谱能够从互联网海量数据中抽取并表达先验知识,极大程度解决了智能系统认知决策可解释性差的瓶颈问题,对智能系统的构建与应用起关键作用.随着知识图谱技术应用的不断深化,旨在解决图谱欠完整性问题的知... 详细信息

作为人工智能的重要基石,知识图谱能够从互联网海量数据中抽取并表达先验知识,极大程度解决了智能系统认知决策可解释性差的瓶颈问题,对智能系统的构建与应用起关键作用.随着知识图谱技术应用的不断深化,旨在解决图谱欠完整性问题的知识图谱补全工作迫在眉睫.链接预测是针对知识图谱中缺失的实体与关系进行预测的任务,是知识图谱构建与补全中不可或缺的一环.要充分挖掘知识图谱中的隐藏关系,利用海量的实体与关系进行计算,就需要将符号化表示的信息转换为数值形式,即进行知识图谱表示学习.基于此,面向链接预测的知识图谱表示学习成为知识图谱领域的研究热点.从链接预测与表示学习的基本概念出发,系统性地介绍面向链接预测的知识图谱表示学习方法最新研究进展.具体从知识表示形式、算法建模方式两种维度对研究进展进行详细论述.以知识表示形式的发展历程为线索,分别介绍二元关系、多元关系和超关系知识表示形式下链接预测任务的数学建模.基于表示学习建模方式,将现有方法细化为4类模型:平移距离模型、张量分解模型、传统神经网络模型和图神经网络模型,并详细描述每类模型的实现方式与解决不同关系元数链接预测任务的代表模型.在介绍链接预测的常用的数据集与评判标准基础上,分别对比分析二元关系、多元关系和超关系3类知识表示形式下,4类知识表示学习模型的链接预测效果,并从模型优化、知识表示形式和问题作用域3个方面展望未来发展趋势.

关键词：知识图谱表示学习链接预测多元关系超关系

火星资源赋存状况及其原位利用技术研究进展与展望

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地质学报 2024年第2期98卷 611-622页

作者：赵健楠张诗琪耿志卿肖龙王江史语桐陆希中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地球科学学院行星科学研究所湖北武汉430074 上海卫星工程研究所上海200240 上海市深空探测技术重点实验室上海200240

太空资源的勘探及利用是深空探测的重要目的之一。火星是人类最容易到达和资源利用最为迫切的行星,对火星资源进行勘查和原位利用是未来火星载人探测及基地建设需要解决的重要问题。本文对火星大气资源、水资源、土壤与岩石矿物资源、... 详细信息

太空资源的勘探及利用是深空探测的重要目的之一。火星是人类最容易到达和资源利用最为迫切的行星,对火星资源进行勘查和原位利用是未来火星载人探测及基地建设需要解决的重要问题。本文对火星大气资源、水资源、土壤与岩石矿物资源、风能与太阳能资源等可利用资源的类型及赋存状况进行了分析,制作了火星资源的全球分布图,并从资源分布的角度提出了未来火星资源探测及火星基地建设的首选区域。同时,本文也总结了火星原位资源利用技术的研究进展及问题,认为未来需要从以下几个方面开展进一步研究:加强火星资源的针对性勘查与评估;开发新的资源利用模式与技术;建立资源利用成本的综合评估模型;完善资源开发与利用相关的法律法规。

关键词：火星太空资源原位资源利用火星基地建设备选着陆区

轻量级密码Pyjamask和SUNDAE-GIFT的不可能统计故障分析

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计算机学报 2024年第5期47卷 1010-1029页

作者：李玮高建宁谷大武秦梦洋刘源东华大学计算机科学与技术学院上海201620 上海交通大学计算机科学与工程系上海200240 上海交通大学上海市可扩展计算与系统重点实验室上海200240 上海交通大学上海市信息安全综合管理技术研究重点实验室上海200240

Pyjamask密码是2020年由Goudarzi等学者在国际对称密码学期刊中提出的密码算法,同时也是国际轻量级密码竞赛第二轮候选算法,旨在保护物联网中传感器、智能芯片和嵌入式设备的数据安全.本文结合Pyjamask密码的设计结构和实现特点,基于不... 详细信息

Pyjamask密码是2020年由Goudarzi等学者在国际对称密码学期刊中提出的密码算法,同时也是国际轻量级密码竞赛第二轮候选算法,旨在保护物联网中传感器、智能芯片和嵌入式设备的数据安全.本文结合Pyjamask密码的设计结构和实现特点,基于不可能关系策略和统计分析,提出适用于在唯密文环境下的不可能统计故障分析方法,并设计了 Wasserstein距离-汉明重量和Wasserstein距离-极大似然估计区分器.该分析方法分别仅需1024和1120个随机故障密文,即可在59.84ms和140.16ms内破译Pyjamask密码全部版本的128比特主密钥.并且,该方法和区分器均可用于认证加密算法SUNDAE-GIFT的分析中.不可能统计故障分析的攻击速度快,并且实现代价低,为轻量级密码的实现安全研究提供了有价值的参考.

关键词：轻量级密码 Pyjamask SUNDAE-GIFT 故障分析不可能关系密码分析