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基于能谱CT的青铜器等效原子序数与密度估计方法

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光学学报 2024年第4期44卷 168-174页

作者：李思宇张欣睿蔡爱龙王少宇李磊闫镔信息工程大学信息系统工程学院成像与智能处理河南重点实验室河南郑州450001

基于衰减效应提出一种高阶拟合模型,能够快速准确地估计青铜器内部材料的等效原子序数与密度。为验证该方法的可行性,使用能谱计算机断层成像(CT)技术采集多个能量下的成像数据,开展实际数据拟合实验。在实际数据实验中原子序数估计的... 详细信息

基于衰减效应提出一种高阶拟合模型,能够快速准确地估计青铜器内部材料的等效原子序数与密度。为验证该方法的可行性,使用能谱计算机断层成像(CT)技术采集多个能量下的成像数据,开展实际数据拟合实验。在实际数据实验中原子序数估计的最大误差在5%以内,平均误差小于4%;密度估计的最大误差在10%以内,平均误差小于4%。实验结果表明,该模型能够仅通过两种能量的成像数据,在无损条件下快速准确地估计青铜器内部材料的等效原子序数与密度。

关键词：测量青铜器能谱计算机断层成像衰减效应等效原子序数高阶拟合模型

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PCMA系统双同步序列联合盲估计

信号处理 2024年第2期40卷 313-325页

作者：李放邱钊洋查雄李钟书李天昀张昊信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450001

成对载波多址(Paired Carrier Multiple Access,PCMA)使用同一频率传输通信双方的调制波形,是一种重要的卫星通信多址方式。对PCMA信号进行盲分离是无线电频谱监测的重要内容,高精度的调制参数信息是盲分离的必要基础,同步序列辅助的调... 详细信息

成对载波多址(Paired Carrier Multiple Access,PCMA)使用同一频率传输通信双方的调制波形,是一种重要的卫星通信多址方式。对PCMA信号进行盲分离是无线电频谱监测的重要内容,高精度的调制参数信息是盲分离的必要基础,同步序列辅助的调制参数估计方法具有精度高、鲁棒性好等特点。然而在PCMA信号的盲接收中,往往无法预知同步序列,且两路同步序列估计需要在无法完成分离解调的条件下得到,因此难度较大。本文针对幅相调制(Amplitude-Phase Modulation,APM)类PCMA信号,利用通信系统数据帧的结构特性,采用子空间分解思想,重点分析了不同条件下的信号相关矩阵奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)结果,推导了特征值、特征向量与两路信号同步波形间的近似数学关系;提出“先整体后局部”的算法流程,首先对信号按帧长分段做整体SVD分解得到对同步波形及其位置的粗估计,而后对同步波形位置的原始PCMA信号做局部SVD分解,进一步提高估计性能,解决了PCMA信号盲接收中双同步序列估计的难题。仿真结果表明,本文算法可广泛适用于APM类PCMA信号的同步波形和同步序列盲估计问题,在低信噪比条件下算法性能优于最大似然的估计方法,随着信噪比的提升和使用数据量的增加,估计性能不断提高,能够得到对PCMA信号双同步序列的高精度估计,为数据辅助的参数估计方法应用于工程实践提供了先决条件,为PCMA信号调制参数估计和后续的盲分离技术研究提供重要基础。

关键词：成对载波多址奇异值分解同步序列参数估计

室内可见光通信亮度可控混合多层OFDM调制方法

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中国激光 2024年第2期51卷 97-105页

作者：任嘉伟汪涛徐志坚曲晶中国人民解放军战略支援部队信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450001

针对室内可见光通信的通照一体需求,为实现高效数据通信和调光控制相结合,在多层非对称裁剪光正交频分复用(LACO-OFDM)信号分时正负叠加调光方法的基础上,通过在LACO-OFDM信号上叠加一个经过设计的周期信号来产生叠加的LACO-OFDM(SLACO-... 详细信息

针对室内可见光通信的通照一体需求,为实现高效数据通信和调光控制相结合,在多层非对称裁剪光正交频分复用(LACO-OFDM)信号分时正负叠加调光方法的基础上,通过在LACO-OFDM信号上叠加一个经过设计的周期信号来产生叠加的LACO-OFDM(SLACO-OFDM)信号,可以在不引入额外干扰的情况下,降低多层信号的峰均功率比。再利用正负SLACO-OFDM信号按比例结合的方式来实现混合调光。分析了通信和调光约束条件下,层间功率比例因子和混合比例因子的设置方法。提出的混合SLACO-OFDM具有更小的峰均功率比,充分利用了发光二极管(LED)整个动态范围。仿真结果表明,提出的调制方法相对于传统的多层传输方式可以获得更好的误码率性能,相对于常见调光调制方式可以获得更高的频谱效率。

关键词：光通信可见光通信调光控制峰均功率比混合多层调制

基于干扰序列图的无人机定位系统电磁效应分析

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强激光与粒子束 2024年第10期36卷 124-132页

作者：白艺杰周佳乐柴梦娟余道杰李涛王怡澄梁丽月战略支援部队信息工程大学信息系统工程学院郑州450002

无人机定位系统是无人机与外部环境进行信息交互的重要核心模块,同时也为电磁干扰信号提供了耦合路径。围绕无人机定位系统电磁效应分析展开研究,关注未采取电磁加固措施的消费级无人机,基于无人机定位系统内部结构,建立了无人机定位系... 详细信息

无人机定位系统是无人机与外部环境进行信息交互的重要核心模块,同时也为电磁干扰信号提供了耦合路径。围绕无人机定位系统电磁效应分析展开研究,关注未采取电磁加固措施的消费级无人机,基于无人机定位系统内部结构,建立了无人机定位系统的干扰序列图,进而推导出无人机定位系统各模块的瞬态响应函数,基于干扰序列图构建了无人机定位系统物理模型,开展了定位系统电磁效应场路联合分析,仿真分析了定位系统及其敏感单元磁场强度H和磁感应强度B的分布与规律,得到了无人机定位系统的电磁效应分布特征与电磁薄弱环节。仿真结果表明:无人机定位系统电磁薄弱环节在芯片线路连接点处,且随着电磁脉冲干扰时间的增加,电磁效应持续累积且呈现趋势一致的震荡效应。

关键词：无人机定位系统电磁脉冲效应电磁拓扑干扰序列图瞬态响应转移函数

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基于解调重构的跳频信号辐射源个体识别方法

电讯技术 2024年第2期64卷 252-260页

作者：刘人玮查雄李天昀章昕亮龚佩信息工程大学信息系统工程学院郑州450001

现有跳频信号辐射源个体识别方法大多围绕跳变瞬态的特征进行讨论,其捕获和精准定位的难度较大。因此,提出了一种基于解调重构的跳频信号辐射源个体识别方法,能够有效利用跳频信号的稳态信息进行辐射源个体识别。首先对跳频信号进行跳... 详细信息

现有跳频信号辐射源个体识别方法大多围绕跳变瞬态的特征进行讨论,其捕获和精准定位的难度较大。因此,提出了一种基于解调重构的跳频信号辐射源个体识别方法,能够有效利用跳频信号的稳态信息进行辐射源个体识别。首先对跳频信号进行跳变定时,提取出各跳的基带波形;然后解调出各跳的符号,并将其经过理想成型滤波器,得到理想的重构基带波形;最后将原始波形和重构波形一起送入神经网络,得到分类结果。给出发射机畸变模型和畸变参数范围,经过多次测试给出网络参数的建议取值范围,并进行验证实验。实验结果表明,该方法能够有效地完成跳频信号辐射源个体识别任务。

关键词：跳频信号特定辐射源识别解调重构

光子计数探测器投影数据噪声的p-范分布统计分析

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光学学报 2024年第3期44卷 94-102页

作者：郭杰蔡爱龙王少宇郑治中李磊闫镔战略支援部队信息工程大学基础部河南郑州450001 战略支援部队信息工程大学信息系统工程学院成像与智能处理河南重点实验室河南郑州450001

光子计数型能谱计算机断层扫描(CT)已成为CT成像领域的最新技术,建立精确的噪声模型可以为开发高效的能谱重建算法和降低辐射剂量提供理论支撑。通过对光子计数型能谱CT投影数据噪声进行深入分析和理论推导,提出了能谱CT投影数据噪声的p... 详细信息

光子计数型能谱计算机断层扫描(CT)已成为CT成像领域的最新技术,建立精确的噪声模型可以为开发高效的能谱重建算法和降低辐射剂量提供理论支撑。通过对光子计数型能谱CT投影数据噪声进行深入分析和理论推导,提出了能谱CT投影数据噪声的p-范分布模型。首先,综合考虑光子计数探测器能量采集中的光子统计波动和电子热噪声,利用贝叶斯公式推导噪声分布模型。然后经过投影数据的密度函数拟合验证、拟合优度检验等实验环节对所提理论模型进行检验。结果表明,相比于传统分布模型,所提分布模型能够更加精准地刻画光子计数型能谱CT成像机理和物理过程。最后,对投影数据观测序列进行时间序列分析,并将预测得到的结果用于修复异常值。从仿真实验结果和实际数据实验结果可以看出,该预测值具有良好的修复效果。

关键词：光子计数型能谱计算机断层扫描投影数据噪声拟合优度检验一元p-范分布时间序列分析

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利用卷积长短期记忆网络预测全球电离层Ne

信号处理 2024年第7期40卷 1368-1376页

作者：侯世敏张剑杜剑平战略支援部队信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450001

由于电离层电子密度随时间变化,且空间分布不均匀,对不同频段的无线电波产生延缓和折射,因此电离层电子密度变化是影响短波通信、卫星通信、全球导航卫星系统和其他空间通信质量的一个主要因素,本文对全球电离层电子密度(Number of elec... 详细信息

由于电离层电子密度随时间变化,且空间分布不均匀,对不同频段的无线电波产生延缓和折射,因此电离层电子密度变化是影响短波通信、卫星通信、全球导航卫星系统和其他空间通信质量的一个主要因素,本文对全球电离层电子密度(Number of electron,Ne)的预测工作对短波通信设备三维射线实时追踪定位提供必要条件。本文采用国际电离层参考模型提供的2016年电离层Ne数据,根据数据的三维空间时间序列特征,搭建了自编码器和卷积长短期记忆(Convolutional Long Short-Term Memory Network,Conv LSTM)网络组成的网络结构,在不引入地球自转周期之外任何先验知识的条件下,对Ne数据进行深度学习并实现预测,首先通过实验对比了SGD、Adagrad、Adadelta、Adam、Adamax和Nadam六种优化算法的性能,又对比了三种预测策略的均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE),1h-to-1h预测策略的全球平均RMSE为1.0 NEU(最大值的0.4%),1h-to-24h和24h-to-24h预测策略的全球平均RMSE为6.3 NEU(2.6%)。由实验结果得出以下结论,一是Nadam优化算法更适合电离层Ne的深度学习,二是1h预测策略的性能与之前类似的电离层TEC预测工作(RMSE高于1.5 TECU,最大值的1%)相比有竞争力,但预测时间太短且对数据的实时性要求较高,三是两种24h预测策略虽能实现长期预测但性能不理想,要实现三维空间时间序列的长期高精度预测需要进一步改善神经网络、模型结构和预测策略。

关键词：卷积长短期记忆网络国际电离层参考模型电离层 Ne 预测深度学习

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空间耦合低密度奇偶校验码残差滑窗译码算法

电子与信息学报 2024年第3期46卷 867-874页

作者：周华李子杰南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

针对空间耦合低密度奇偶校验(SC-LDPC)码滑窗译码(SWD)算法中错误传播导致的高误码率问题,该文提出基于动态残差的滑窗译码(RSWD)算法。通过在窗口内计算边信息更新前后的残差值,动态选择可靠度最低(残差值最大)的边信息优先更新,降低... 详细信息

针对空间耦合低密度奇偶校验(SC-LDPC)码滑窗译码(SWD)算法中错误传播导致的高误码率问题,该文提出基于动态残差的滑窗译码(RSWD)算法。通过在窗口内计算边信息更新前后的残差值,动态选择可靠度最低(残差值最大)的边信息优先更新,降低边信息无效更新的频率,提高窗内译码收敛速度。仿真结果表明:相比于传统SWD算法,RSWD算法在窗口中各位置的误比特数明显降低,抑制错误传播效果明显;在高信噪比(SNR)区域或者低迭代次数的情况下,RSWD算法的误码率性能优于SWD算法;此外,将动态残差应用到消息复用(MR)和窗口扩展(WE)两种窗译码算法中,亦能得到类似结论,提升窗译码性能。

关键词：空间耦合低密度奇偶校验码错误传播滑窗译码残差算法

基于网络流量时空特征和自适应加权系数的异常流量检测方法

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2647-2654页

作者：顾伟行鸿彦侯天浩南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

针对传统异常流量检测模型对流量数据时空特性利用率较低从而导致检测模型性能较差的问题,该文提出一种基于融合卷积神经网络(CNN)、多头挤压激励机制(MSE)和双向长短期记忆(BiLSTM)网络的异常流量检测方法MSECNN-BiLSTM。利用1维CNN挖... 详细信息

针对传统异常流量检测模型对流量数据时空特性利用率较低从而导致检测模型性能较差的问题,该文提出一种基于融合卷积神经网络(CNN)、多头挤压激励机制(MSE)和双向长短期记忆(BiLSTM)网络的异常流量检测方法MSECNN-BiLSTM。利用1维CNN挖掘空间尺度下的异常流量特征,并引入MSE,多角度自适应特征加权,强化模型全局特征的关联能力。将网络流量的特征输入BiLSTM,捕捉流量数据的时序依赖性,进一步建立网络流量在时间尺度上的关系模型。利用softmax分类器进行预测分类,实验结果验证了所提模型在异常流量检测领域的有效性。

关键词：异常流量检测卷积神经网络长短期记忆网络挤压激励机制