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全双工主动窃听非正交多址接入系统智能超表面辅助物理层安全传输技术

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 798-807页

作者：阔永红曹琳吕璐贺冰涛陈健西安电子科技大学通信工程学院西安710071

针对全双工被动窃听和主动干扰攻击下的多用户非正交多址接入(NOMA)系统,该文提出一种智能超表面(RIS)辅助的鲁棒波束赋形方案以实现物理层安全通信。考虑在仅已知窃听者统计信道状态信息的条件下,以系统传输中断概率和保密中断概率作... 详细信息

针对全双工被动窃听和主动干扰攻击下的多用户非正交多址接入(NOMA)系统,该文提出一种智能超表面(RIS)辅助的鲁棒波束赋形方案以实现物理层安全通信。考虑在仅已知窃听者统计信道状态信息的条件下,以系统传输中断概率和保密中断概率作为约束,通过联合优化基站发射波束赋形、RIS相移矩阵、传输速率和冗余速率,来最大化系统的保密速率。为解决上述多变量耦合非凸优化问题,提出一种有效的交替优化算法得到联合优化问题的次优解。仿真结果表明,所提方案可实现较高的保密速率,且通过增加RIS反射单元数,系统保密性能更佳。

关键词：智能超表面非正交多址接入物理层安全波束赋形

多逻辑比特表面码结构设计及其逻辑CNOT门实现

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物理学报 2024年第4期73卷 47-59页

作者：权东晓吕晓杰张雯菲西安电子科技大学通信工程学院西安710071 西安电子科技大学量子信息协同创新中心西安710071

量子计算因具有并行处理能力,相比于经典计算有着指数级的加速,但量子系统具有脆弱性,极易受到噪声的影响,量子纠错码是克服量子噪声的有效手段.量子表面码是一种拓扑稳定子码,由于其结构上的最近邻居特点和较高的容错阈值,表面码在大... 详细信息

量子计算因具有并行处理能力,相比于经典计算有着指数级的加速,但量子系统具有脆弱性,极易受到噪声的影响,量子纠错码是克服量子噪声的有效手段.量子表面码是一种拓扑稳定子码,由于其结构上的最近邻居特点和较高的容错阈值,表面码在大规模容错量子计算方面具有巨大的潜力.目前已有的基于边界的表面码均为编码一个逻辑比特的表面码,本文主要研究基于边界如何实现多逻辑量子比特的编码,包括设计表面码的结构,根据结构找出对应的稳定子和逻辑操作,进一步根据稳定子设计出基于稳定子实现的编码线路;在研究基于测量和纠正的单量子比特间CNOT实现原理和基于融合操作和分割操作的单逻辑量子比特表面码间CNOT门实现原理的基础上,优化了基于融合操作和分割操作的单逻辑量子比特表面码间CNOT门实现方案,将其扩展到所设计的多逻辑量子比特表面码上实现了多逻辑量子比特表面码之间的CNOT操作,并通过仿真验证量子线路的正确性.本文设计的多逻辑比特表面码克服了单比特表面码不能密铺于量子芯片的缺点且提高了某些逻辑操作的长度,提高了容错能力.基于联合测量的思想降低了对辅助比特的要求且减小了实现过程中对量子资源的需求.

关键词：量子表面码多逻辑比特编码逻辑CNOT门融合操作分割操作

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基于压缩感知的智能反射面信道估计

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2490-2497页

作者：刘刚李雨航杨庆鑫郭漪西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071

针对智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的通信系统中稀疏度未知信道的估计问题,提出了一种基于压缩感知的稀疏自适应信道估计算法。首先,研究了正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法下信道的残差l2范... 详细信息

针对智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的通信系统中稀疏度未知信道的估计问题,提出了一种基于压缩感知的稀疏自适应信道估计算法。首先,研究了正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法下信道的残差l2范数与输入的信道稀疏度之间的关系,得出了OMP算法恢复稀疏度未知信道的迭代终止条件;然后,提出了一种二阶段稀疏自适应信道估计算法,在第一阶段估计信道稀疏度,在第二阶段增加或删减支撑集原子,最终使得恢复的信道向量误差最小。仿真结果表明,与经典的最小二乘法、已知稀疏度的OMP算法、稀疏自适应匹配追踪(sparsity adaptive matching pursuit,SAMP)算法相比,提出的算法性能良好,鲁棒性强。

关键词：智能反射面压缩感知稀疏自适应信道估计

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一种自注意力序列模型的视频流长期预测方法

西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 88-102页

作者：葛云峰李红艳史可懿西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071

视频流量预测是实现传输带宽精准分配和提高互联网业务服务质量的关键技术。然而视频流量固有的高速率变异性、长期依赖性和短期依赖性使得其难以快速、精准、长期预测,具体表现为:①现有预测序列依赖关系的模型复杂度高;②预测模型失... 详细信息

视频流量预测是实现传输带宽精准分配和提高互联网业务服务质量的关键技术。然而视频流量固有的高速率变异性、长期依赖性和短期依赖性使得其难以快速、精准、长期预测,具体表现为:①现有预测序列依赖关系的模型复杂度高;②预测模型失效快。针对视频流精准预测问题,提出了画面组帧结构特征嵌入的自注意力序列模型。自注意力序列模型对离散数据非线性关系的建模能力强,基于视频帧的特点和相关分析的发现,首次将时间序列自注意力模型应用于视频流量长期预测。现有时间序列自注意力模型无法对视频帧的类别特征有效表示,通过引入基于画面组帧结构嵌入层,将画面组帧结构信息有效嵌入时间序列,提升模型的准确度。结果表明,所提基于画面组帧结构特征嵌入的自注意力序列模型相比于现有的长短期记忆网络模型、卷积神经网络模型等,推理速度快,预测精度在平均绝对误差指标上至少降低约32%。

关键词：预测时间序列分析网络管理视频流

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面向带宽受限场景的高效语义通信方法

西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 9-18页

作者：刘伟王孟洋白宝明西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071

语义通信为通信系统优化和性能提升提供了新的研究角度,然而,目前语义通信的研究忽略了通信开销的影响,未考虑语义通信性能和通信开销的关系,导致带宽资源受限时语义通信性能难以提升。为此,针对带宽受限场景,提出一种基于信息瓶颈的语... 详细信息

语义通信为通信系统优化和性能提升提供了新的研究角度,然而,目前语义通信的研究忽略了通信开销的影响,未考虑语义通信性能和通信开销的关系,导致带宽资源受限时语义通信性能难以提升。为此,针对带宽受限场景,提出一种基于信息瓶颈的语义通信方法。首先,该方法采用Transformer模型进行语义和信道联合编解码,并设计特征选择模块以识别和删除冗余语义信息,构建了端到端语义通信模型;进而考虑语义通信性能与通信开销之间的折衷关系,基于信息瓶颈理论设计损失函数,在保证语义通信性能的同时,降低通信开销,完成语义通信模型的训练和优化。实验结果显示,在欧洲议会平行语料库上,与基线模型相比,所提方法在保证通信性能的同时可降低约20%~30%的通信开销,在相同带宽条件下该方法的BLEU分数可提升约5%。实验结果表明,所提方法可以有效降低语义通信开销,从而提升带宽资源受限场景下的语义通信性能。

关键词：语义通信通信系统深度学习 Transformer 特征选择模块信息瓶颈理论

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叠加导频传输无标识随机接入方案研究

西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 1-8页

作者：郝孟男李颖宋光辉西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071

在无标识随机接入中,基站只需要恢复各个活跃设备发送的数据,而不需要识别活跃设备的信息。这使得大量活跃设备可以在无需事先请求资源的条件下,随时接入基站,从而极大地降低信令开销和传输时延,成为近期的研究热点。目前的研究大都采... 详细信息

在无标识随机接入中,基站只需要恢复各个活跃设备发送的数据,而不需要识别活跃设备的信息。这使得大量活跃设备可以在无需事先请求资源的条件下,随时接入基站,从而极大地降低信令开销和传输时延,成为近期的研究热点。目前的研究大都采用基于前导序列来设计的随机接入方案,但这类方案在活跃设备数改变时的鲁棒性较差,且不能充分利用信道带宽,导致活跃设备数较大时系统性能较差。针对这一问题,提出一种叠加导频传输方案来提升信道利用率,并通过最优功率分配进一步提升不同活跃设备数下的系统性能,使系统在活跃设备数变化时具有良好的鲁棒性。在该方案中,首先将需要发送的消息序列的前B p个比特做为索引,选择一对导频序列和交织器。然后,利用选中的交织器对消息序列进行编码、调制和交织,并将选中的导频序列与交织后的调制序列进行叠加来得到发送信号。针对该传输方案,提出基于最小错误概率的功率优化方案来得到不同活跃设备数下的最优功率分配比例,设计了叠加导频检测消除和多用户检测译码的两阶段检测方案。仿真结果表明,叠加导频传输方案可以使基于前导序列的无标识随机接入方案和基于前导的稀疏无标识随机接入方案的性能分别提升约1.6~2.0 dB和0.2~0.5 dB,可以灵活地改变所能承载的活跃设备数量,并具有较低的译码复杂度。

关键词：无标识随机接入叠加导频多用户检测和译码功率分配

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基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 1128-1137页

作者：肖嵩陈哲杨亚涛马英杰杨腾西安电子科技大学通信工程学院西安710071 北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070

针对卫星图像在传输、存储过程中涉及的信息安全问题,该文提出一种新型的基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法。首先,提出一种改进型无限折叠混沌映射,拓宽了原有无限折叠混沌映射的混沌区间。之后,结合改进型Chebyshev混沌映... 详细信息

针对卫星图像在传输、存储过程中涉及的信息安全问题,该文提出一种新型的基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法。首先,提出一种改进型无限折叠混沌映射,拓宽了原有无限折叠混沌映射的混沌区间。之后,结合改进型Chebyshev混沌映射与SHA-256哈希算法,生成加密算法的密钥流,提升算法的明文敏感性。然后,利用混沌系统的状态值对Hilbert局部置乱后的像素进行DNA编码,实现DNA动态编码,解决了DNA编码规则较少所带来的容易受到暴力攻击的弱点。最后,使用混沌序列完成进一步混沌加密,从而彻底混淆原始像素信息,增加加密算法的随机性与复杂性,得到密文图像。实验结果表明,该算法具有较好的加密效果和应对各种攻击的能力。

关键词：卫星图像加密混沌理论 DNA动态编码哈希算法

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多径利用雷达目标探测技术综述与展望

雷达学报（中英文） 2024年第1期13卷 23-45页

作者：孔令讲郭世盛陈家辉吴佩仑崔国龙电子科技大学信息与通信工程学院成都611731

多径利用雷达(MER)目标探测技术主要基于电磁波在介质表面的反射、衍射等非直视(NLOS)多路径传播特性,实现对城市街角、车辆遮挡等“视觉”盲区内隐蔽目标的有效探测,其能够为城市作战、智能驾驶等多种应用提供服务,具有重要的现实意义... 详细信息

多径利用雷达(MER)目标探测技术主要基于电磁波在介质表面的反射、衍射等非直视(NLOS)多路径传播特性,实现对城市街角、车辆遮挡等“视觉”盲区内隐蔽目标的有效探测,其能够为城市作战、智能驾驶等多种应用提供服务,具有重要的现实意义和研究价值。为获知该领域的发展脉络,并预测未来可能的发展趋势,该文对21世纪初以来该领域国内外公开文献进行了归纳总结。相关文献的梳理结果表明,根据探测平台类型的不同,多径利用雷达目标探测技术目前主要包括两类:基于空中平台的多径探测技术和基于地面平台的多径探测技术。这两类技术均已取得一定具有实际意义的研究成果。针对空中平台,该文围绕可行性验证、影响因素分析、建筑环境感知和非视距目标探测4个方面展开梳理;针对地面平台,该文则从目标检测与识别、目标二维定位、目标三维信息获取及新型探测方法4个方面展开论述。最后,对多径利用雷达目标探测技术进行总结和展望,指出该技术在目前实际应用中所面临的潜在问题和挑战。这些结果表明,多径利用雷达目标探测技术正朝着多样化、智能化的方向发展。

关键词：城市遮蔽环境非直视(NLOS) 多径利用雷达(MER) 目标探测未来发展

通信链路感知的多智能体动态事件触发一致性控制

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北京邮电大学学报 2024年第2期47卷 103-109页

作者：张雅淳武艳杨清海西安电子科技大学广州研究院广州510555 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

在多智能体信息交互过程中,由于通信带宽有限,需要减少资源消耗。对此,提出了一种基于通信链路感知的动态事件触发控制方案。考虑到触发条件中信道容量的影响,设计了链路感知的一致性触发机制。该机制的触发频率可随通信资源的变化而智... 详细信息

在多智能体信息交互过程中,由于通信带宽有限,需要减少资源消耗。对此,提出了一种基于通信链路感知的动态事件触发控制方案。考虑到触发条件中信道容量的影响,设计了链路感知的一致性触发机制。该机制的触发频率可随通信资源的变化而智能调节。在通信网络带宽状态一般时,降低触发频率可减少网络中的通信量;在通信网络带宽性能较好时,增加触发频率可加快系统的收敛速度。此外,为增加系统的可扩展性,引入了具有有限稳定耦合增益的自适应控制协议,使得控制策略不需要使用网络拓扑相关的全局信息。基于稳定性定理对多智能体系统的一致性进行了推导,并通过正下界法证明了系统不存在Zeno行为。仿真结果表明,所提的通信链路感知动态事件触发机制可在通信资源和收敛速度之间起到调节作用,有效提升系统网络带宽的利用率。

关键词：多智能体动态事件触发链路感知一致性控制