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基于通感融合的无人机预编码及飞行轨迹设计

电子与信息学报 2024年第4期46卷 1266-1275页

作者：柴蓉崔相霖孙瑞锦陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安电子科技大学西安710126

无人机(UAVs)具有机动性强,低成本及易部署等特性,通过搭载通信及感知设备,支持通信与感知技术的高效资源共享,无人机可作为融合通信与传感技术的高性能空中平台。该文针对多输入多输出(MIMO)无人机使能的联合通信、感知场景,综合考虑... 详细信息

无人机(UAVs)具有机动性强,低成本及易部署等特性,通过搭载通信及感知设备,支持通信与感知技术的高效资源共享,无人机可作为融合通信与传感技术的高性能空中平台。该文针对多输入多输出(MIMO)无人机使能的联合通信、感知场景,综合考虑无人机飞行能量、多天线传输及用户业务需求等限制条件,建模无人机通信、感知预编码及飞行轨迹联合优化问题为多目标优化问题,以实现通信用户最低速率最大化及目标最小发现概率最大化。由于通信用户最低速率最大化问题为非凸优化问题,难以直接求解,将原优化问题分解为通信预编码设计子问题及无人机轨迹设计子问题,并采用交替迭代法依次求解两个子问题直至算法收敛,其中,对于通信预编码设计子问题,提出一种基于迫零(ZF)算法的求解策略;对于无人机轨迹设计子问题,提出一种基于连续凸逼近(SCA)算法的求解策略。基于所得到的无人机最优轨迹,将无人机感知位置选择问题建模为加权距离和最小化问题,进而应用泛搜索算法优化确定目标感知位置,并设计基于ZF算法的通信感知预编码联合优化策略,以实现通信感知性能的联合优化。最后通过仿真验证了该文所提算法的有效性。

关键词：无人机通感联合轨迹优化预编码设计

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

大规模卫星网络的立体可重构资源管控架构与方法

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无线电通信技术 2024年

作者：郝琪周笛盛敏史琰李建东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

大规模卫星网络（Mega Satellite Networks， MSNs）是由位于不同轨道高度、不同功能的卫星组成的多层卫星网络，可突破现有地面网络的覆盖限制，实现未来6G无缝覆盖的高质量服务需求。然而，MSNs中各类卫星高动态移动，致使网络资源异... 详细信息

大规模卫星网络（Mega Satellite Networks， MSNs）是由位于不同轨道高度、不同功能的卫星组成的多层卫星网络，可突破现有地面网络的覆盖限制，实现未来6G无缝覆盖的高质量服务需求。然而，MSNs中各类卫星高动态移动，致使网络资源异构且拓扑大时空尺度持续变化，对海量资源自主管控和保障多样化业务需求的实时响应提出了严峻的挑战。针对该挑战，设计了面向MSNs的立体可重构资源管控架构，通过在空间部署不同功能等级的卫星管控节点实现对MSNs异构资源的层次化管理，并提出基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning)的多维资源调度策略对多元业务需求动态重构不同管控节点的资源，以提高资源利用率和保障服务质量。仿真结果验证了基于所提架构的资源管控方法相较于传统启发式算法可提升11.64%的资源利用率和46.4%的任务完成率。

关键词：大规模卫星网络软件定义网络可重构管控深度强化学习

基于增强型微带耦合器组的全双工自干扰消除方法

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微波学报 2024年第4期40卷 24-29页

作者：杨普刘毅秦凡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

自干扰消除技术是实现同时同频全双工通信的基础。在现有全双工天线系统的基础上,文中提出了一种新型的基于增强耦合器组的自干扰消除结构,该增强型耦合器组采用多支微带耦合器作为结构单元,具有良好的阻抗匹配和相位平衡性能,可以在大... 详细信息

自干扰消除技术是实现同时同频全双工通信的基础。在现有全双工天线系统的基础上,文中提出了一种新型的基于增强耦合器组的自干扰消除结构,该增强型耦合器组采用多支微带耦合器作为结构单元,具有良好的阻抗匹配和相位平衡性能,可以在大带宽范围内(500 MHz)实现超过40 dB的收发隔离度(中心频点为2.4 GHz)。进一步结合抽头式自干扰消除电路和宽带式贴片天线,文中提出的天线域模拟域联合自干扰消除方案最终可在120 MHz带宽上实现超过50 dB的自干扰消除。

关键词：全双工自干扰消除准环形器单天线馈电网络

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两类多重置换阵列码的构造方法

西安电子科技大学学报 2024年

作者：王丹孙蓉韩辉西安电子科技大学计算机科学与技术学院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

具有高存储密度与良好可靠性的闪存是一种重要的非易失性存储技术。读/写干扰、单元间干扰与电荷泄漏等噪声可能导致闪存数据不能被正确读出而出现删除错误。等级调制方案下置换码/多重置换码等纠错编码技术可以克服闪存中的删除/插入... 详细信息

具有高存储密度与良好可靠性的闪存是一种重要的非易失性存储技术。读/写干扰、单元间干扰与电荷泄漏等噪声可能导致闪存数据不能被正确读出而出现删除错误。等级调制方案下置换码/多重置换码等纠错编码技术可以克服闪存中的删除/插入错误。与置换码相比较，多重置换码可以达到更高的信息存储率。近年来，学者们仅仅研究了纠单个或多个交叉插入/删除错误的几类二元码的构造及译码方法。然而，目前没有纠正交叉插入/删除错误的多重置换阵列码的相关研究工作。针对这一问题，利用置换的交织技术与重复码的思想，提出了纠单个交叉删除错误的平衡多重置换阵列码的两个构造方法，而且在其证明中给出了相应的译码方法。第一个构造方法基于置换的奇偶交织技术来确定码字阵列中被删除列的位置，而第二个构造方法基于LEVENSHTEIN置换码来确定码字阵列中被删除列的位置。而且，与第一个构造方法相比较，第二个构造方法得到的平衡多重置换阵列码可以达到更高的码率。通过实例验证了所提出的平衡多重置换阵列码的两个构造及其相应译码方法的正确性。

关键词：平衡多重置换阵列码交叉删除错误交织技术闪存

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高效通信的在轨分布式高光谱图像处理

测绘学报 2024年第4期53卷 589-598页

作者：谢卫莹王子璇李云松西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室陕西西安710071

随着在轨遥感卫星数量的增加及高光谱成像技术的进步,能够获取到的高光谱数据量急剧增长,人类步入了大数据应用和数据驱动的科学发现时代。然而,如此大体量、大幅宽的高光谱数据导致了深度学习算法难以在单节点上学习和推理,为实时高效... 详细信息

随着在轨遥感卫星数量的增加及高光谱成像技术的进步,能够获取到的高光谱数据量急剧增长,人类步入了大数据应用和数据驱动的科学发现时代。然而,如此大体量、大幅宽的高光谱数据导致了深度学习算法难以在单节点上学习和推理,为实时高效的信息智能解译带来了极大的挑战。因此,需要综合多星资源分布式协同解析,以解决分块处理带来的块效应。然而,协同处理必然伴随着信息的交互与传输,为进一步降低传输信息量,需要对梯度进行压缩,以缓解分布式学习中的通信瓶颈。本文综合探讨了多种主流的高效通信梯度压缩算法,特别关注其在通信受限的在轨环境下的优劣,并展望了梯度压缩的发展趋势。通过广泛的试验对比,本文全面评估了多种梯度压缩方法在高光谱图像处理中的表现,试验证明不同方法的适用性和性能差异,为未来在实际应用中选择最合适的梯度压缩方法提供了有力的参考。

关键词：分布式学习梯度压缩高效通信高光谱图像在轨处理

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针对浅海水声通信的极化码构造与应用研究

西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 116-125页

作者：邢莉娟李卓黄彦彪西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室陕西西安710071

为了实现浅海环境中高速率和高可靠通信,研究了极化码编译码技术在浅海水声通信中的性能。针对基于射线声学理论建立的时不变、准静止和时变3种浅海水声信道模型,采用蒙特卡罗构造算法完成相应极化码的构造,并分别与信道极化和信道退化... 详细信息

为了实现浅海环境中高速率和高可靠通信,研究了极化码编译码技术在浅海水声通信中的性能。针对基于射线声学理论建立的时不变、准静止和时变3种浅海水声信道模型,采用蒙特卡罗构造算法完成相应极化码的构造,并分别与信道极化和信道退化构造算法、基对称扩展极化权重构造算法进行了复杂度和性能比较。将构造的极化码作为文中基于正交频分复用的水声通信系统的信道编码方案,译码方案使用循环冗余校验辅助的串行抵消列表译码算法。通过仿真模拟分析了上述3种信道中极化码的性能,并与码长和码率相同的低密度奇偶校验码的性能进行对比分析;结果显示在这3种信道中,在关注的信噪比范围内极化码相对于低密度奇偶校验码约有0.5 dB~1.2 dB的增益。3种信道仿真对比结果表明,基于信道构造编码的极化码相比低密度奇偶校验码在恶劣的信道环境中有更好的增益效果,且极化码有更低的编译码复杂度,证明了极化码在能量和资源受限的浅海水声通信中具有广阔的应用前景。

关键词：水声通信正交频分复用极化码蒙特卡罗构造

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区块链互操作性技术研究进展

计算机科学与探索 2024年第1期18卷 75-92页

作者：陈先意王康丁思哲付章杰南京信息工程大学数字取证教育部工程研究中心南京210044 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710126

区块链技术因其去中心化、高透明度等优良特性引领了新一代数据存储技术的发展,近年来广泛应用于社会治理、金融保险、数字版权等领域。然而,作为一个基于规范和协议的自封闭系统,区块链不同链间无法直接实现数据通信,难以满足跨领域应... 详细信息

区块链技术因其去中心化、高透明度等优良特性引领了新一代数据存储技术的发展,近年来广泛应用于社会治理、金融保险、数字版权等领域。然而,作为一个基于规范和协议的自封闭系统,区块链不同链间无法直接实现数据通信,难以满足跨领域应用的数据共享需求,区块链互操作性技术应运而生。目前,该技术的项目实例分析较少。基于区块链互操作性最新研究成果,系统性总结了近年来互操作技术的代表性方案,并归纳展望了发展前景。首先,按照通信各链的结构差异,将区块链互操作方法划分成同构扩容和异构互操作两种类型;其次,按照技术发展脉络和区块链分层架构,分别介绍两种类型的代表性方法,分析比较了各方法的实现原理和技术细节,归纳总结它们的优缺点;再次,介绍了目前已经实施的区块链互操作性项目研发进展,重点介绍其实现思路、运营模式和现状,并在吞吐量、安全性等多个指标上对比分析其性能;最后,展望了区块链互操作性技术各方向的发展趋势。

关键词：区块链互操作性跨链区块链生态系统

量子定位系统在沙尘暴背景下的最优纠缠度自适应策略

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光电子．激光 2024年第8期35卷 861-867页

作者：马虎森聂敏杨光张美玲孙爱晶裴昌幸西安邮电大学通信与信息工程学院陕西西安710121 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陕西西安710071

量子定位系统(quantum positioning system,QPS)具有定位精度高、安全系数高的特点,然而沙尘暴会使得光量子纠缠度产生较大变化,进而影响到量子定位系统的定位误差。为了降低这种误差,本文基于双卫星星地链路切换策略提出了抵抗沙尘暴... 详细信息

量子定位系统(quantum positioning system,QPS)具有定位精度高、安全系数高的特点,然而沙尘暴会使得光量子纠缠度产生较大变化,进而影响到量子定位系统的定位误差。为了降低这种误差,本文基于双卫星星地链路切换策略提出了抵抗沙尘暴干扰的最优纠缠度自适应(optimal entanglement degree adaptive,OEDA)策略。建立了沙尘暴各参数、传输距离与纠缠度之间的关系,并且将沙尘暴整体特征对系统的定位误差在自适应调整前后进行对比。仿真结果表明,当沙尘暴整体特征聚合因子为10,传输距离为10 km时,采用OEDA算法后,系统定位误差由0.14 m缩减至0.02 m,因而可知经过OEDA策略后可以提高沙尘暴天气下QPS的精确度。

关键词：量子光学量子定位系统纠缠度沙尘暴自适应