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一种光载太赫兹通感高阶正交幅度调制与线性调频信号的产生与传输分析

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光学学报 2024年第13期44卷 26-37页

作者：左延群赵峰王琎钱强候帅帅段云飞孔令杰西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121 西安邮电大学通信与信息工程学院陕西西安710121

针对6G技术愿景中的高速率通信和高精度感知一体化的需求,提出了一种基于高阶正交幅度调制与线性调频(MQAM-LFM)的太赫兹通感一体化信号的产生与传输方案。理论分析了通感一体化信号的产生、传输、感知与接收原理,利用VPI Transmission... 详细信息

针对6G技术愿景中的高速率通信和高精度感知一体化的需求,提出了一种基于高阶正交幅度调制与线性调频(MQAM-LFM)的太赫兹通感一体化信号的产生与传输方案。理论分析了通感一体化信号的产生、传输、感知与接收原理,利用VPI Transmission和MATLAB仿真软件联合仿真验证了通感一体化信号的通信性能、感知性能和通感性能边界。结果表明:在相同波特率下,MQAM-LFM信号相比正交幅度调制(QAM)信号的通信性能在一定程度内有所降低,但MQAM-LFM信号相对于线性调频(LFM)信号的测距分辨率得到了一定的提升;同时,在相同测距条件下,MQAMLFM信号的感知精度比LFM信号提高了约1.8倍。在现有的器件条件下,本方案可实现40 Gbit/s的通信速率和1.3 cm的距离分辨率,为未来高速率通信和高精度感知通感一体化信号的实现提供了技术参考。

关键词：高阶矢量调制一体化信号线性调频信号马赫-曾德尔调制器

基于双线性调频的光载太赫兹通感信号产生与传输分析

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光学学报 2024年第13期44卷 53-62页

作者：段云飞赵峰左延群王琎候帅帅孔令杰钱强西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121 西安邮电大学通信与信息工程学院陕西西安710121

提出一种基于双线性调频(DLFM)的光载太赫兹通感一体化信号产生、传输与接收方案。通信调制格式采用概率整形(PS)64QAM,一体化信号产生采用时分复用(TDM)技术。理论分析了基于DLFM的一体化信号产生与感知原理,分析了信号带宽和持续时间... 详细信息

提出一种基于双线性调频(DLFM)的光载太赫兹通感一体化信号产生、传输与接收方案。通信调制格式采用概率整形(PS)64QAM,一体化信号产生采用时分复用(TDM)技术。理论分析了基于DLFM的一体化信号产生与感知原理,分析了信号带宽和持续时间对感知分辨率的影响;仿真分析了不同传输距离下系统的通信与感知性能界限。结果表明:在255 GHz频段,当无线传输距离为10 m、通感信号时宽比为3∶5时,通信与感知性能达到平衡,此时通信速率为31 Gbit/s,距离分辨率为7.5 mm,速度分辨率约为114 m/s,测距精度约为7 mm,测速精度约为15 m/s。基于PS64QAM-DLFM的一体化系统在完成高速率通信的同时,能够实现对高速移动目标距离的准确测量,解决了距离和速度联合测量时的模糊问题,为6G通感一体化提出了一种可行的方案。

关键词：光通信太赫兹通信感知一体化双线性调频测距测速

基于对称双环嵌套管的低损耗弱耦合六模空芯负曲率光纤

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物理学报 2024年第7期73卷 90-103页

作者：惠战强刘瑞华高黎明韩冬冬李田甜巩稼民西安邮电大学电子工程学院西安710121 西安市微波光子与光通信技术重点实验室西安710121

本文设计了一种具有对称双环嵌套管结构的新型低损耗少模空芯负曲率光纤,该光纤支持LP_(01),LP_(11),LP_(21),LP_(02),LP_(31a),LP_(31b)共6种纤芯模式.所设计的光纤以SiO(_2)作为基底材料,采用特殊的对称双环嵌套结构将包层区域进行划... 详细信息

本文设计了一种具有对称双环嵌套管结构的新型低损耗少模空芯负曲率光纤,该光纤支持LP_(01),LP_(11),LP_(21),LP_(02),LP_(31a),LP_(31b)共6种纤芯模式.所设计的光纤以SiO(_2)作为基底材料,采用特殊的对称双环嵌套结构将包层区域进行划分,能够有效地减小纤芯模式与包层模式的耦合.使用有限元法对该少模空芯负曲率光纤的结构参数进行优化,并分析了纤芯各个模式的限制损耗和弯曲损耗.仿真结果表明,所提出的少模空芯负曲率光纤能够同时支持弱耦合的6种纤芯模式独立传输(相邻模式间的有效折射率差均大于10~(–4),有效地避免了纤芯内模式间的耦合).在400 nm带宽(1.23—1.63μm,覆盖O,E,S,C,L波段)范围内,纤芯中的6个模式均保持低损耗稳定传输.各模式限制损耗在1.4μm处达到最低,其中基模LP_(01)模式的限制损耗最低,为4.3×10^(–7)d B/m.此外,当弯曲半径为7 cm时,各模式在一定工作波长范围内均保持低弯曲损耗传输.公差分析表明,当结构参数偏移±1%时,该少模空芯负曲率光纤仍然可以保持低损耗弱耦合的传输特性.

关键词：空芯负曲率光纤少模光纤限制损耗弯曲损耗

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考虑多类型时间依赖资源约束的敏捷卫星调度优化

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 1038-1046页

作者：李君邢立宁彭观胜徐运保湖南工程学院管理学院湖南长沙410073 西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院北京100000

随着现代空间科技的迅猛发展,光学遥感图像数据的应用需求越来越广泛,大力推动了光学对地观测卫星的发展.然而,由于高昂的发射成本的约束,对地观测卫星的资源是有限的,远远无法满足各类数据需求.因此,提高对地观测卫星的使用效率,提高... 详细信息

随着现代空间科技的迅猛发展,光学遥感图像数据的应用需求越来越广泛,大力推动了光学对地观测卫星的发展.然而,由于高昂的发射成本的约束,对地观测卫星的资源是有限的,远远无法满足各类数据需求.因此,提高对地观测卫星的使用效率,提高其任务执行率,具有非常重要的应用价值.本文聚焦于敏捷对地观测卫星的任务调度问题,即在给定的调度周期内,对有限的卫星资源制定合理的任务调度方案,在满足一定星上资源约束下,最大化观测任务收益.该问题难点在于星上的资源是非常有限的,例如存储图像数据的固存资源、用于采集数据和卫星姿态切换的能量资源及执行任务活动耗费的时间资源.需要注意的是,能量消耗量和时间消耗量依赖于任务的执行时间,这是敏捷卫星相对传统的非敏捷卫星独有的特性.不同任务场景对不同类型资源的需求不同,多种资源约束互相耦合,资源约束具有时间依赖特性,这些难点无疑极大地增加了卫星调度的求解难度.为高效地求解该问题,本文构建了多类型时间依赖资源约束的敏捷卫星调度整数规划模型,并针对问题特性提出了一种基于自适应选择因子的迭代局部搜索启发式算法.自适应选择因子综合考虑了目标收益、资源消耗量、资源约束的松弛量,采用动态变化的资源重要度,能快速自适应地根据当前场景下各种类型的资源数据使用量来确定最佳局部搜索方向,从而在有限时间内找到高质量的解.实验结果证明,本文所提出的算法在多种情况下相比当前最好算法求解效果显著更优.此外,算法独有的自适应选择因子相比传统的选择因子的求解质量更高,这是因为所设计的自适应选择因子兼顾了目标收益和资源消耗量之间权衡关系的同时,采用动态变化的资源重要度准确捕捉了资源需求的迫切程度.

关键词：卫星调度迭代局部搜索动态规划时间依赖性数据验证

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基于广义Curvelet变换和相空间特征聚类的VSP波场分离方法

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地球物理学报 2024年第1期67卷 289-307页

作者：赵亮高静怀李振张伟田亚军西安交通大学信息与通信工程学院西安710049 海洋油气勘探国家工程研究中心西安710049

垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)蕴含大量的地层地质信息,是连接地震反射数据与测井资料之间的桥梁.VSP数据分辨率高,资料丰富,包括上行波、下行波、转换波等多种类型的波场,常被用于地层反射界面标定、介质衰减参数反演... 详细信息

垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)蕴含大量的地层地质信息,是连接地震反射数据与测井资料之间的桥梁.VSP数据分辨率高,资料丰富,包括上行波、下行波、转换波等多种类型的波场,常被用于地层反射界面标定、介质衰减参数反演等.其中,如何有效地分离波场是将VSP资料应用于油气勘探的关键之一.广义Curvelet变换是一种具有多尺度、多角度的相空间变换,能够进行相空间域波场特性的提取.本文聚焦于VSP波场的上下行波分离问题,提出一种基于广义Curvelet变换和相空间特征聚类方法.首先,采用广义Curvelet变换对VSP波场进行特征提取,构造融入相空间角度信息的特征数据集;然后,利用K-means聚类算法在相空间对波场特征进行分类;最后,对分类结果进行反变换,完成VSP上下行波波场的自适应分离.为了验证方法的有效性,本文将所提出的方法用于合成数据和实际VSP数据的波场分离,并与常用的基于F-K变换的波场分离方法进行对比.处理结果表明,本文方法角度分辨率高、抗噪能力强,波场分离结果的保真保幅性好,这为后续的成像与地层的特征分析提供了重要基础资料.

关键词：垂直地震剖面(VSP) 波场分离 Curvelet变换广义Curvelet变换 K-means聚类

基于改进的最大熵算法与滚动引导滤波的图像融合算法

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北京邮电大学学报 2024年第3期47卷 117-123页

作者：蒋杰伟刘尚辉金库巩稼民西安邮电大学电子工程学院西安710121 西安邮电大学通信与信息工程学院西安710121

随着应用环境的改变,大多数红外与可见光图像融合算法的工程化部署能力普遍较差,存在目标提取不充分、细节丢失、算法复杂、效率低和适用性差等问题。针对上述问题,提出了一种基于改进的最大熵算法与滚动引导滤波的红外与可见光图像融... 详细信息

随着应用环境的改变,大多数红外与可见光图像融合算法的工程化部署能力普遍较差,存在目标提取不充分、细节丢失、算法复杂、效率低和适用性差等问题。针对上述问题,提出了一种基于改进的最大熵算法与滚动引导滤波的红外与可见光图像融合算法。首先,使用改进的最大熵算法对红外目标进行提取,并利用滚动引导滤波的尺度感知和边缘保持特性将可见光图像和红外图像分解为基础层和细节层;然后,提取出的红外目标和可见光基础层图像通过基础层融合规则得到基础层融合图像;最后,基础层融合图像通过细节层融合规则得到最终的融合图像。实验结果表明,所提算法的融合图像目标明确、纹理清晰、细节信息丰富,且算法简单高效、适用性强。相比其他4种对比算法,所提算法在主、客观评价上均有优势,具有一定的工程化部署能力。

关键词：图像融合细节增强最大Shannon熵滚动引导滤波

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基于深度学习的空中目标威胁评估技术研究

系统仿真学报 2024年

作者：江达伟董阳阳张立东路宵董春曦中国人民解放军93209部队西安电子科技大学电子工程学院

在电子对抗作战中，目标威胁评估的准确性直接影响作战决策以及作战资源的分配，为了实现对空中作战目标的有效评估，提出了一种基于深度学习的空中目标威胁评估方法。根据空中目标的威胁特性，从平台层和设备层两个角度出发，对电子对... 详细信息

在电子对抗作战中，目标威胁评估的准确性直接影响作战决策以及作战资源的分配，为了实现对空中作战目标的有效评估，提出了一种基于深度学习的空中目标威胁评估方法。根据空中目标的威胁特性，从平台层和设备层两个角度出发，对电子对抗作战所面对的空中目标的威胁属性进行了分析，构建了空中目标威胁评估指标体系，并建立了空中目标威胁评估指标数据集。以卷积神经网络为基础，并引入残差结构对该网络进行优化，建立了威胁评估模型，并利用构建的指标数据集进行训练，从而得出空中目标的威胁排序。通过仿真实验，验证了本文所提威胁评估方法准确率高，鲁棒性强具有较好的适用性和有效性，为威胁评估提供了一种新思路。

关键词：电子对抗威胁评估深度学习残差网络残差卷积自编码器

航空发动机滑油系统LRU级故障树建模与分析

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液压与气动 2024年第1期48卷 172-180页

作者：李哲豆鹏飞刘津宏王卓健空军工程大学航空工程学院陕西西安710038 中国人民解放军95092部队河南开封475003 中国人民解放军95478部队重庆401329

滑油系统是航空发动机的关键系统之一,一旦发生故障,严重影响飞行安全。滑油系统结构复杂,排故难度较大。对滑油系统进行LRU级故障树建模和分析,能够为快速定位LRU级故障源提供指导性建议。根据滑油系统工作原理、组成与运行特点,构建了... 详细信息

滑油系统是航空发动机的关键系统之一,一旦发生故障,严重影响飞行安全。滑油系统结构复杂,排故难度较大。对滑油系统进行LRU级故障树建模和分析,能够为快速定位LRU级故障源提供指导性建议。根据滑油系统工作原理、组成与运行特点,构建了以LRU级故障为底事件故障树模型,运用下行法求解故障树最小割集,采用不交化的最小割集表达式,计算滑油系统顶事件故障发生概率,以及滑油压力异常、油液污染、滑油消耗量大、滑油系统部件损坏等典型故障发生概率;在不交化最小割集矩阵中,与求顶事件概率相对应,分析LRU级故障树底事件概率重要度和相对概率重要度;通过概率重要度分析明确航空发动机滑油系统的易损部件,为日常维护与管理提供参考。

关键词：滑油系统 LRU级故障树概率重要度相对概率重要度航空发动机

IRS辅助去蜂窝大规模MIMO系统反窃听安全波束赋形研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第7期38卷 133-141页

作者：鲜永菊于东方邢智童梁吉申李云重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 中国人民解放军陆军工程大学通信士官学校重庆400035

为提高物理层安全通信性能,针对目前物理层通信容易受到建筑物遮挡和非法用户窃听的问题,提出了一种智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助去蜂窝大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统反窃听安... 详细信息

为提高物理层安全通信性能,针对目前物理层通信容易受到建筑物遮挡和非法用户窃听的问题,提出了一种智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助去蜂窝大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统反窃听安全传输波束赋形方案。考虑信道理想的情况下,以还原合法用户接收信号和阻止非法用户接收信号为目标,最小化发射波束赋形向量,构建了一个基站主动波束赋形向量和IRS相移的联合波束赋形问题。通过交替优化将原问题分解为基站波束赋形向量优化子问题和IRS相移优化子问题,并通过解非齐次线性方程组思想的方法,对优化子问题进行求解。仿真结果表明,相较于传统物理层安全通信方案,提出的方案能够有效使非法用户窃听信号为0,降低传输功率,并且具有较好的误码率。

关键词：智能反射面去蜂窝大规模MIMO 波束赋形物理层安全