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基于软件无线电的通信卫星柔性测试技术

航天器工程 2024年第3期33卷 129-134页

作者：侯国帅黎明柴源刘博远倪睿孙华鑫中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对通信卫星有效载荷地面测试系统专用化程度高、人员操作性差、软件兼容性低、迭代更新成本高的问题,文章提出一种基于软件无线电的卫星柔性测试技术,发挥软件无线电支持高级语言编程和灵活程度高的特点,将不同通信卫星有效载荷体制... 详细信息

针对通信卫星有效载荷地面测试系统专用化程度高、人员操作性差、软件兼容性低、迭代更新成本高的问题,文章提出一种基于软件无线电的卫星柔性测试技术,发挥软件无线电支持高级语言编程和灵活程度高的特点,将不同通信卫星有效载荷体制以软件自定义实现的方式统型到通用的硬件平台,设计可用于各型通信卫星有效载荷测试的通用化地面测试设备,实现卫星有效载荷测试技术经济一体化。经在卫星移动通信载荷和航空监视载荷中实际测试验证,结果表明:基于软件无线电的卫星柔性测试设备满足通信卫星有效载荷的测试需求,可为软件无线电技术在卫星测试领域的探索和应用提供参考。

关键词：通信卫星测试系统软件无线电柔性测试技术

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手机直连卫星系统发展及关键技术综述

航天器工程 2024年第4期33卷 117-123页

作者：鲍莉娜张千周俊伟赵梓琪李丽楠中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

手机直连卫星系统即在商业移动通信的智能手机上可以无缝隙、用户无感地在地面移动通信网与卫星通信网自动切换的卫星通信系统,对航天技术和信息产业的创新发展具有巨大带动性。文章基于存量手机直连、定制手机直连、未来天地融合通信... 详细信息

手机直连卫星系统即在商业移动通信的智能手机上可以无缝隙、用户无感地在地面移动通信网与卫星通信网自动切换的卫星通信系统,对航天技术和信息产业的创新发展具有巨大带动性。文章基于存量手机直连、定制手机直连、未来天地融合通信标准模式手机直连等3种不同发展路线系统总结了国内外手机直连卫星系统的发展现状,从卫星研制方角度梳理分析手机直连卫星涉及的通信系统、卫星总体与有效载荷等关键技术,提出对手机直连卫星系统建设和技术研究的建议,可以为我国开展手机直连卫星系统建设提供参考。

关键词：手机直连卫星太空移动星链卫星通信系统有效载荷

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基于神经网络和多目标优化算法的掺铋光纤放大器设计

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光学学报 2024年第2期44卷 112-119页

作者：侯文强裴丽王建帅郑晶晶徐文轩田梓辰王丁辰王丽红李晶宁提纲北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

掺铋光纤放大器有助于将光纤通信系统拓展至新的传输波段。然而,其增益和噪声性能存在相互制约的关系,提升增益往往会导致噪声性能的恶化,反之亦然。因此,提出一种结合反向传播神经网络(BPNN)和带精英保留策略的快速非支配排序遗传算法(... 详细信息

掺铋光纤放大器有助于将光纤通信系统拓展至新的传输波段。然而,其增益和噪声性能存在相互制约的关系,提升增益往往会导致噪声性能的恶化,反之亦然。因此,提出一种结合反向传播神经网络(BPNN)和带精英保留策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的多目标优化方法,通过对两级掺铋光纤放大器结构进行设计,实现了增益和噪声性能的同时优化。使用经过训练的BPNN对增益和噪声系数预测的均方根误差分别为0.191和0.084,具有较高预测精度。以高增益和低噪声系数为目标,使用NSGA-Ⅱ算法进行优化,得到包含500个解的Pareto最优解集。优化后,放大器所能实现的平均增益范围为15~37 d B,相应的平均噪声系数范围为4.95~5.31 d B。利用BPNN代替求解耦合微分方程来评价个体适应度,使得优化时间较传统方法由106s左右降低为80 s左右,大幅提升了优化效率。所提方法也为其他掺杂光纤放大器的高效率、多目标结构优化设计提供了一种新的思路。

关键词：光纤通信掺铋光纤放大器反向传播神经网络多目标优化带精英保留策略的快速非支配排序遗传算法

面向5G-R调度通信业务的媒体数据加密方法

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铁道标准设计 2024年

作者：李春铎郭强亮闫晓宇蔺伟中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所国家铁路智能运输系统工程技术研究中心

调度通信是铁路行车指挥控制的关键业务，其业务数据安全直接影响铁路运输安全。5G-R为IP化网络，业务数据以IP报文的形式在网络中明文传输，存在被伪造、窃听和篡改的风险。为保证业务数据在5G-R网络中传输的安全性和完整性，研究提出... 详细信息

调度通信是铁路行车指挥控制的关键业务，其业务数据安全直接影响铁路运输安全。5G-R为IP化网络，业务数据以IP报文的形式在网络中明文传输，存在被伪造、窃听和篡改的风险。为保证业务数据在5G-R网络中传输的安全性和完整性，研究提出一种面向5G-R调度通信业务的媒体数据加密方法。首先，提出5G-R调度通信系统的密钥管理架构，明确各组成单元功能和相关接口；其次，对媒体数据加密涉及的安全实时传输协议SRTP、密钥管理协议MIKEY及基于MIKEY的调度通信系统密钥分发机制等关键技术进行研究；最后，梳理分析调度通信媒体加密相关密钥的生成和应用场景，对个呼、组呼、短消息和文件业务的数据加密流程展开研究。针对点对点通信，提出一种基于共享PCK生成会话密钥的加密方法；针对铁路组通信的特殊场景，提出基于共享GMK生成会话密钥的组呼叫加密方法及基于CSK和GMK混合加密的组数据和文件加密方法。研究提出的业务加密方法能够实现铁路5G专网调度通信业务媒体数据的加密传输，保障铁路关键业务数据的安全。

关键词：铁路 5G-R 调度通信媒体加密密钥分发机制

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基于FPGA的多总线可动态重构监测系统

仪表技术与传感器 2024年第3期 66-70页

作者：全贺王红亮厉智强王浩王学斌中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室北京宇航系统工程研究所

针对传统多总线数据监测系统中存在的数据传输实时性不高、系统硬件占用资源多、系统可维修性低等问题,设计了以FPGA为核心,以多路RS422、RS232、1553B总线作为通讯接口,以信息识别、信息提取、数据融合、多总线动态重构、双冗余传输为... 详细信息

针对传统多总线数据监测系统中存在的数据传输实时性不高、系统硬件占用资源多、系统可维修性低等问题,设计了以FPGA为核心,以多路RS422、RS232、1553B总线作为通讯接口,以信息识别、信息提取、数据融合、多总线动态重构、双冗余传输为主要功能模块,以信道速率动态调节的RS422为数据传输路径,采用双冗余传输方式,依据FPGA标准化设计思路,提出了基于FPGA多总线动态重构监测系统设计方案。实验测试结果表明:在20、60、-40℃环境温度下,多总线动态重构时间均小于1 s,数据传输误码率远低于0.02%,系统工作稳定,满足设计需求。

关键词： FPGA 多总线动态重构数据融合双冗余

基于图拉普拉斯正则化的柯西非负矩阵分解高光谱解混

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激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 268-278页

作者：陈善学许少华重庆邮电大学通信与信息工程学院移动通信教育部工程研究中心重庆400065 重庆邮电大学通信与信息工程学院移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

基于欧氏距离标准的非负矩阵分解(NMF)在面对含有噪声和异常像元污染的高光谱图像时,容易造成解混的失败。为了抑制噪声或异常像元的影响,采用基于柯西损失函数的NMF模型以提高解混的鲁棒性。由于对异常值的抑制可能会破坏高光谱图像内... 详细信息

基于欧氏距离标准的非负矩阵分解(NMF)在面对含有噪声和异常像元污染的高光谱图像时,容易造成解混的失败。为了抑制噪声或异常像元的影响,采用基于柯西损失函数的NMF模型以提高解混的鲁棒性。由于对异常值的抑制可能会破坏高光谱图像内在的丰度结构,因此为保证原始高光谱内部数据不被破坏,将图拉普拉斯约束引入模型中。同时,为提高丰度矩阵的稀疏性,提高解混性能,引入重加权稀疏约束项,提出基于图拉普拉斯正则化的柯西非负矩阵(CNMF-GLR)分解的算法。考虑到图拉普拉斯约束对邻域选择的需求,使用局部邻域加权的方法,通过矩形窗结构来确定局部邻域。在模拟数据集和真实数据集上使用相同初始化条件与其他经典算法进行比较,结果表明,所提算法具有更好的鲁棒性和解混性能。

关键词：高光谱解混非负矩阵分解柯西损失函数图拉普拉斯重加权稀疏

基于Transformer的多尺度遥感语义分割网络

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智能系统学报 2024年第4期19卷 920-929页

作者：邵凯王明政王光宇重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065 重庆邮电大学移动通信教育部工程研究中心重庆400065

为了提升遥感图像语义分割效果,本文针对分割目标类间方差小、类内方差大的特点,从全局上下文信息和多尺度语义特征2个关键点提出一种基于Transformer的多尺度遥感语义分割网络(muliti-scale Transformer network,MSTNet)。其由编码器... 详细信息

为了提升遥感图像语义分割效果,本文针对分割目标类间方差小、类内方差大的特点,从全局上下文信息和多尺度语义特征2个关键点提出一种基于Transformer的多尺度遥感语义分割网络(muliti-scale Transformer network,MSTNet)。其由编码器和解码器2个部分组成,编码器包含基于Transformer改进的视觉注意网络(visual attention network,VAN)主干和基于空洞空间金字塔池化(atrous spatial pyramid pooling, ASPP)结构改进的多尺度语义特征提取模块(multi-scale semantic feature extraction module, MSFEM)。解码器采用轻量级多层感知器(multi-layer perception,MLP)配合编码器设计,充分分析所提取的包含全局上下文信息和多尺度表示的语义特征。MSTNet在2个高分辨率遥感语义分割数据集ISPRS Potsdam和LoveDA上进行验证,平均交并比(mIoU)分别达到79.50%和54.12%,平均F1-score(m F1)分别达到87.46%和69.34%,实验结果验证了本文所提方法有效提升了遥感图像语义分割的效果。

关键词：遥感图像语义分割卷积神经网络 Transformer 全局上下文信息多尺度感受野编码器解码器

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基于数字孪生的5G网络安全推演

计算机工程与应用 2024年第5期60卷 291-298页

作者：马宇威杜海涛粟栗安宁宇中国移动通信有限公司研究院安全技术研究所北京100053

为了对5G网络可能遭受的攻击及缓解攻击的措施进行研究,提出针对5G网络的安全推演模型。模型通过数字孪生技术将物理网络映射至孪生网络中,并依据模型构建虚实结合的网络推演环境;依据设计的推演场景在孪生网络中进行攻防推演,并将推演... 详细信息

为了对5G网络可能遭受的攻击及缓解攻击的措施进行研究,提出针对5G网络的安全推演模型。模型通过数字孪生技术将物理网络映射至孪生网络中,并依据模型构建虚实结合的网络推演环境;依据设计的推演场景在孪生网络中进行攻防推演,并将推演结果应用于物理网络中。结果表明利用孪生技术进行推演可减少对物理网络的影响,其得到的推演结果也可以无差别地应用于物理网络中,且具有一致的防御效果。

关键词： 5G网络安全推演数字孪生蜜网系统数据联动攻击模型专家系统

夏季气象电力负荷相关性分析模型修正方法——以北京为例

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电力科学与技术学报 2024年第2期39卷 112-123页

作者：刘文娇沈春明郭军红李薇陈卓华北电力大学资源环境系统优化教育部重点实验室北京102206 北京市科学技术研究院城市系统工程研究所北京100035

气象电力负荷相关性分析对电力负荷预测影响关键,需根据实际数据对相关性经验模型修正。基于综合气象指数、积温效应以及电力负荷与气象因素相关性分析经验公式,提出一种夏季气象负荷相关性模型修正方法;采用负荷趋势分析和Python爬取... 详细信息

气象电力负荷相关性分析对电力负荷预测影响关键,需根据实际数据对相关性经验模型修正。基于综合气象指数、积温效应以及电力负荷与气象因素相关性分析经验公式,提出一种夏季气象负荷相关性模型修正方法;采用负荷趋势分析和Python爬取提取气象负荷与气象数据,提高分析数据的精准性;通过对比分析负荷与单气象因子、综合气象指数以及两种积温效应修正的相关系数,结合负荷与气象指标随时间变化趋势吻合度,确定适用于相关性分析的最优指标参数,进而构建气象负荷与最优指标参数之间的拟合关系式,并以2019年北京夏季主城区为例应用验证。结果表明,与单气象因素相比,电力负荷、气象负荷和综合气象指数的相关性更强;各综合气象指数中,基于日平均气温的酷热指数与气象负荷的相关系数最高;2种积温修正方法中,考虑累积效应系数的方法对气温的修正效果更好,修正后气温与气象负荷的相关系数提高7.39%;基于修正气温的酷热指数与气象负荷的相关性较未修正时均有所提高,与负荷的变化趋势更接近;以酷热指数和修正后温度为自变量构建的气象负荷拟合关系式与实际值的吻合度高于参考的经验公式。

关键词：电力负荷气象相关性综合因素模型修正