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反向散射NOMA赋能的混合多播-单播协作传输方案

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2372-2381页

作者：阔永红薛彦文吕璐贺冰涛陈健西安电子科技大学通信工程学院西安710071

针对协作中继通信系统频谱效率低和链路利用率低的问题,面向多播、单播业务共存场景,该文提出一种反向散射NOMA赋能的混合多播-单播协作传输方案。机会式选择一个多播用户作为协作节点,将其接收信号的一部分功率用于自身解码,剩余功率... 详细信息

针对协作中继通信系统频谱效率低和链路利用率低的问题,面向多播、单播业务共存场景,该文提出一种反向散射NOMA赋能的混合多播-单播协作传输方案。机会式选择一个多播用户作为协作节点,将其接收信号的一部分功率用于自身解码,剩余功率反向散射以增强其余用户的接收质量。为提升系统性能,通过联合优化基站功率分配系数、协作用户反向散射系数和协作节点选择变量,在保障多播服务质量的前提下,实现单播用户最小可达速率的最大化。为解决上述高度非凸联合优化问题,该文设计一种协作用户选择准则并提出了一种迭代算法来获取原问题的最优解。仿真结果验证了所提迭代算法的快速收敛性,相较于传统非协作传输方案,所提方案可将单播用户最小可达速率提升11.5%,有效保证多业务服务质量。

关键词：反向散射非正交多址接入协作式多播-单播用户选择

基于深度强化学习的空天地一体化网络资源分配算法

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 2831-2841页

作者：刘雪芳毛伟灏杨清海西安电子科技大学通信工程学院西安710071

空天地一体化网络(SAGIN)通过提高地面网络的资源利用率可以有效满足多种业务类型的通信需求,然而忽略了系统的自适应能力和鲁棒性及不同用户的服务质量(QoS)。针对这一问题,该文提出在空天地一体化网络架构下,面向城区和郊区通信的深... 详细信息

空天地一体化网络(SAGIN)通过提高地面网络的资源利用率可以有效满足多种业务类型的通信需求,然而忽略了系统的自适应能力和鲁棒性及不同用户的服务质量(QoS)。针对这一问题,该文提出在空天地一体化网络架构下,面向城区和郊区通信的深度强化学习(DRL)资源分配算法。基于第3代合作伙伴计划(3GPP)标准中定义的用户参考信号接收功率(RSRP),考虑地面同频干扰情况,以不同域中基站的时频资源作为约束条件,构建了最大化系统用户的下行吞吐量优化问题。利用深度Q网络(DQN)算法求解该优化问题时,定义了能够综合考虑用户服务质量需求、系统自适应能力及系统鲁棒性的奖励函数。仿真结果表明,综合考虑无人驾驶汽车,沉浸式服务及普通移动终端通信业务需求时,表征系统性能的奖励函数值在2 000次迭代下,相较于贪婪算法提升了39.1%;对于无人驾驶汽车业务,利用DQN算法进行资源分配后,相比于贪婪算法,丢包数平均下降38.07%,时延下降了6.05%。

关键词：空天地一体化网络资源分配算法深度强化学习深度Q网络

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机载双基雷达波束域杂波抑制方法

系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 1935-1945页

作者：杨艺琼吴建新梁毅中山大学电子与通信工程学院广东深圳518107 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071

阵元域杂波补偿和抑制算法在阵元数增加时运算量急剧增大,采用同时多波束接收的空域降维方案能够显著降低系统复杂度,但波束域的机载双基雷达杂波非平稳性给杂波抑制带来了很大的困难,且波束域的补偿方法目前没有相关研究。针对上述问题... 详细信息

阵元域杂波补偿和抑制算法在阵元数增加时运算量急剧增大,采用同时多波束接收的空域降维方案能够显著降低系统复杂度,但波束域的机载双基雷达杂波非平稳性给杂波抑制带来了很大的困难,且波束域的补偿方法目前没有相关研究。针对上述问题,本文提出了一种适用于波束域的机载双基雷达非平稳杂波抑制方法。通过构造一个距离空变插值矩阵,对不同距离门的回波数据做不同的插值处理,实现了波束域距离非平稳性补偿,针对补偿后的数据采用波束域空时自适应处理方法,在降低复杂度的同时实现了有效的杂波抑制。仿真实验验证了该方法的有效性和可行性。

关键词：机载双基雷达波束域杂波补偿杂波抑制

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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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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

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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基于自然语言处理的意图驱动网络表征

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 318-325页

作者：姬泽阳杨春刚李富强欧阳颖刘祥林西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 西安电子科技大学杭州研究院浙江杭州311200 中国电子科技集团公司数据链重点实验室陕西西安710068

巨量网络规模、复杂网络结构和低效人工配置等问题需要网络配置自动化和无人化。意图驱动网络可实现去人工的网络自动配置,其中意图表征是关键;然而,现有意图表征范式未能形成统一的标准语法规则。提出了自然语言处理与知识图谱相结合... 详细信息

巨量网络规模、复杂网络结构和低效人工配置等问题需要网络配置自动化和无人化。意图驱动网络可实现去人工的网络自动配置,其中意图表征是关键;然而,现有意图表征范式未能形成统一的标准语法规则。提出了自然语言处理与知识图谱相结合的意图驱动网络表征系统,该系统支持语音、文本等形式的意图输入。所提意图表征方法利用文本检错、纠错和相似度检测技术提升了意图表征的效果,将意图表征结果保存为知识图谱,实现了标准、统一的语法规则,并通过实验验证了该系统的有效性。

关键词：意图驱动网络意图表征自然语言处理知识图谱

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意图驱动数据链网络策略协商模型与算法

系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 2128-2137页

作者：刘祥林杨春刚李富强欧阳颖宋延博西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 中国电子科技集团公司数据链技术重点实验室陕西西安710068

针对意图驱动数据链网络中多条意图策略冲突问题,提出一种基于优先级的意图协商算法,实现网络资源受限条件下意图策略最优配置。所提算法综合考虑时间、带宽两个维度的资源,通过回收已配置低优先级意图资源间接增多可用的网络资源,提高... 详细信息

针对意图驱动数据链网络中多条意图策略冲突问题,提出一种基于优先级的意图协商算法,实现网络资源受限条件下意图策略最优配置。所提算法综合考虑时间、带宽两个维度的资源,通过回收已配置低优先级意图资源间接增多可用的网络资源,提高待配置高优先级意图业务质量。同时,利用最优化求解得到待配置高优先级意图、被回收低优先级意图的最佳资源分配方式,避免意图因资源不足强行降级而导致服务质量急剧下降的问题。实验结果表明,所提算法提高了数据链网络资源规划能力,相较于已有的协商算法,在意图服务质量上有6.0%和5.5%的提升。

关键词：意图驱动网络资源分配意图协商网络架构数据链网络