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基于HHO-SVM的抗SSDF攻击协作频谱感知方法

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系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 2146-2154页

作者：王全全顾志豪吴城坤宛汀南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 国家无线电监测中心北京100037

针对认知无线电网络中的频谱感知数据伪造(spectrum sensing data falsification,SSDF)攻击问题,提出一种基于哈里斯鹰优化(Harris hawks optimization,HHO)算法和支持向量机(support vector machine,SVM)的抗SSDF攻击协作频谱感知方法。首先从报告信息矩阵中提取用于区分次用户(secondary users,SU)类别的特征向量。其次通过HHO算法优化SVM内核参数,通过优化的SVM模型检测恶意SU,提高了在复杂感知环境中对SU分类的准确率。最后根据优化的SVM模型计算获得SU的可信度,并以可信度为权重融合感知数据,进一步加强系统的抗攻击性。仿真结果表明,所提方法能够对不同的SSDF攻击场景实现有效防御,相比现有的方法具有更好的频谱感知性能。

关键词：频谱感知频谱感知数据伪造攻击支持向量机加权融合

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利用信息瓶颈的多模态情感分析

计算机工程与应用 2024年第2期60卷 137-146页

作者：程子晨李彦葛江炜纠梦菲张敬伟天津师范大学电子与通信工程学院天津300387 天津市无线移动通信与无线电能传输重点实验室天津300387

在多模态情感分析领域,之前的研究主要集中在如何针对不同模态的信息进行交互融合。然而基于各种复杂的融合策略会使得生成的多模态表示向量不可避免地携带大量与下游任务无关的噪声信息,这会导致较高的过拟合风险,并且影响高质量预测... 详细信息

在多模态情感分析领域,之前的研究主要集中在如何针对不同模态的信息进行交互融合。然而基于各种复杂的融合策略会使得生成的多模态表示向量不可避免地携带大量与下游任务无关的噪声信息,这会导致较高的过拟合风险,并且影响高质量预测结果的生成。为解决上述问题,根据信息瓶颈理论,设计了包含两个互信息估计器的互信息估计模块,旨在优化多模态表示向量与真实标签之间的互信息下界,同时最小化多模态表示向量与输入数据之间的互信息,以达到寻找一种简洁的、具有较好预测能力的多模态表示向量。利用MOSI、MOSEI和CH-SIMS数据集进行对比实验,结果表明提出的方法是富有成效的。

关键词：多模态情感分析信息瓶颈理论互信息估计

具有系数相关性的可变分数时延滤波器设计方法

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通信学报 2024年第4期45卷 137-145页

作者：庄陵刘莹宋诗苇重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信教育部工程研究中心重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

针对可变分数时延滤波器设计中的复杂度问题提出一种设计方法,将时域插值与泰勒级数展开相结合对Farrow结构进行系数配置,推导出相应的滤波器系数相关公式。该方法设计出的滤波器具有系数相关性,可使近一半滤波器系数独立,并得到低复杂... 详细信息

针对可变分数时延滤波器设计中的复杂度问题提出一种设计方法,将时域插值与泰勒级数展开相结合对Farrow结构进行系数配置,推导出相应的滤波器系数相关公式。该方法设计出的滤波器具有系数相关性,可使近一半滤波器系数独立,并得到低复杂度的滤波器实现结构。从复杂度、幅频响应及群时延、误差方面进行理论推导和仿真验证,分析结果表明,所提方法能有效降低可变分数时延滤波器的复杂度和计算成本。

关键词：可变分数时延滤波器时域插值系数相关性复杂度

基于L_(2)灵敏度最小化的数字滤波器状态空间实现稀疏化方法

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电子学报 2024年第2期52卷 518-527页

作者：庄陵张文静王光宇重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信教育部工程研究中心重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

为解决传统数字滤波器在有限精度实现时因有限字长(Finite Word Length,FWL)效应导致滤波器性能下降的问题,提出一种L_(2)灵敏度最小化的数字滤波器状态空间实现稀疏化方法.推导前向差分算子数字滤波器结构传输函数及其等效状态空间实现... 详细信息

为解决传统数字滤波器在有限精度实现时因有限字长(Finite Word Length,FWL)效应导致滤波器性能下降的问题,提出一种L_(2)灵敏度最小化的数字滤波器状态空间实现稀疏化方法.推导前向差分算子数字滤波器结构传输函数及其等效状态空间实现,根据可控及可观格莱姆矩阵得到基于相似变换矩阵的L_(2)灵敏度表达式,并进行稀疏化校准,将L_(2)灵敏度最小化问题转换为凸函数求最值问题,求导得到L_(2)灵敏度最小化表达式,代回即得前向差分算子数字滤波器的稀疏化状态空间实现.仿真结果表明,所提方法设计的数字滤波器具有更好的抗FWL效应.

关键词：数字滤波器有限字长效应前向差分算子矩阵稀疏化 L_(2)灵敏度

6G新型时延多普勒通信范式:OTFS的技术优势、设计挑战、应用与前景

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1827-1842页

作者：廖勇罗渝荆亚昊重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044

在未来的通信网络中,被广泛期待的第6代移动通信系统(The Sixth Generation of Mobile Communications System,6G)技术将面临诸多挑战,其中包括在高速移动场景下的超高可靠通信问题。正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS... 详细信息

在未来的通信网络中,被广泛期待的第6代移动通信系统(The Sixth Generation of Mobile Communications System,6G)技术将面临诸多挑战,其中包括在高速移动场景下的超高可靠通信问题。正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术克服了传统通信系统在高速移动环境下多径和多普勒效应的影响,为实现6G超高可靠通信提供了新的可能性。该文首先介绍了OTFS的基本原理、数学模型、干扰与优势分析。然后,归纳分析了OTFS技术在同步、信道估计、信号检测技术上的研究现状。接着,从车联网、无人机、卫星通信、海洋通信4个典型应用场景分析了OTFS的应用趋势。最后,从降低多维匹配滤波器、相位解调和信道估计、硬件实现的复杂度和提高对时频资源的高度利用4个角度探讨了未来研究OTFS需要克服的困难和挑战。

关键词：第6代移动通信系统正交时频空间延迟-多普勒域同步信道估计信号检测

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车联网V2I场景下基于GNN的SC-FDMA智能信道估计

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电子学报 2024年第3期52卷 772-782页

作者：廖勇尹子松田肖懿重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044

随着车联网的迅猛发展,车对路基础设施(Vehicle to Infrastructure,V2I)通信对车联网的可靠性和时延提出了更高的要求,而信道估计是接收机高可靠低时延通信的重要保障.为解决传统信道插值算法不能有效拟合V2I信道快时变特性、自适应多... 详细信息

随着车联网的迅猛发展,车对路基础设施(Vehicle to Infrastructure,V2I)通信对车联网的可靠性和时延提出了更高的要求,而信道估计是接收机高可靠低时延通信的重要保障.为解决传统信道插值算法不能有效拟合V2I信道快时变特性、自适应多普勒频移能力弱和传统神经网络可解释性不强的问题,本文提出基于图神经网络(Graph Neural Network,GNN)的单载波频分多址(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access,SC-FDMA)智能信道估计算法.该算法将信道频率响应中的数据点作为图的节点、符号间时域相关性作为边,将图化后的数据送入GraphSAGE信道插值器(GraphSAGE Channel Interpolator,GCI)中,通过边更新、聚合操作、节点更新三大模块进行网络训练,同时采用多普勒频移矢量作为节点特征控制网络拟合不同多普勒条件的信道,使得网络具备可解释性.最后,系统仿真验证了在不同速度环境下算法的有效性和鲁棒性,较线性插值、样条插值以及全连接网络,本文所提GCI在低、中和高速移动环境下具有最优的误码率(Bit Error Rate,BER)和归一化均方误差(Normalized Mean Square Error,NMSE)性能,特别地,在200 km/h高速移动条件下GCI的优势更为明显.

关键词：车联网 V2I 双选衰落信道高速移动多普勒频移 GNN 信道估计信道频率响应

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一种低复杂度的正交时频空系统接收机设计

电子与信息学报 2024年第6期46卷 2418-2424页

作者：廖勇李雪重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044

正交时频空(OTFS)调制可以将时间和频率选择性信道转换为时延-多普勒(DD)域的非选择性信道,这为高速移动场景建立可靠的无线通信提供了解决方案。然而,在车联网等复杂的多散射场景下,信道存在严重的多普勒间干扰(IDI),这给OTFS接收机信... 详细信息

正交时频空(OTFS)调制可以将时间和频率选择性信道转换为时延-多普勒(DD)域的非选择性信道,这为高速移动场景建立可靠的无线通信提供了解决方案。然而,在车联网等复杂的多散射场景下,信道存在严重的多普勒间干扰(IDI),这给OTFS接收机信号的准确解调带来了极大的挑战。针对上述问题,该文提出一种联合稀疏贝叶斯学习(SBL)和阻尼最小二乘最小残差(d-LSMR)的OTFS接收机设计。首先,根据OTFS时域和DD域的关系,采用基扩展模型(BEM)将信道估计问题转换为基系数恢复问题,精准估计包括多普勒采样点在内的DD域信道。然后,提出一种高效的转换算法将基系数转换为信道等效矩阵。其次,将信道估计中估计得到的噪声,用于d-LSMR均衡器中进行信道均衡,并利用DD域信道矩阵的稀疏性实现快速收敛。系统仿真结果表明,与目前代表性的OTFS接收机相比,该文所提方案实现了更好的误码率性能,同时降低了计算复杂度。

关键词： OTFS 信道估计信道均衡高速移动稀疏贝叶斯学习 BEM

基于极化SAR梯度和复Wishart分类器的舰船检测

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雷达学报（中英文） 2024年第2期13卷 396-410页

作者：殷君君罗嘉豪李响代晓康杨健北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京无线电测量研究所北京100854 清华大学电子工程系北京100084

舰船检测是极化SAR系统的重要应用之一。现有的舰船检测方法容易受到旁瓣泄露的干扰,使得舰船目标的形态难以提取,导致检测结果不符合真实情况。此外,在舰船过于密集、尺度不一致的情况下,相邻舰船由于旁瓣的影响有时会被认为是单个目标... 详细信息

舰船检测是极化SAR系统的重要应用之一。现有的舰船检测方法容易受到旁瓣泄露的干扰,使得舰船目标的形态难以提取,导致检测结果不符合真实情况。此外,在舰船过于密集、尺度不一致的情况下,相邻舰船由于旁瓣的影响有时会被认为是单个目标,从而造成漏检。针对这些问题,该文提出一种基于极化SAR梯度和复Wishart分类器的舰船检测方法。首先,将似然比检验(LRT)梯度引入对数比值梯度框架,使其适用于极化SAR数据;基于LRT梯度图进行恒虚警(CFAR)检测,提取舰船的边缘信息,消除伪影的同时抑制强旁瓣对舰船精细轮廓提取的影响。其次,利用复Wishart迭代分类器对舰船强散射部分进行检测,可排除大部分的杂波干扰且保持舰船形态细节。最后,将二者信息融合,从而可以保持舰船形态细节的同时克服旁瓣和伪信号的虚警。该文在3幅来自ALOS-2卫星的极化SAR图像上进行了对比实验,实验表明与其他方法相比,该文所提算法具有更少的虚警和漏检,且能够有效克服旁瓣泄露,保持舰船形态细节。

关键词：舰船检测极化合成孔径雷达比值梯度似然比检验复Wishart分类器

面向B5G毫米波40~50 GHz通信的漫散射传播与去极化建模

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2425-2433页

作者：廖希陈心睿王洋任明浩陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 复杂环境通信重庆市重点实验室重庆400030

漫散射传播与极化特性对于准确刻画、掌握毫米波(mmWave)信道传播机理,建立高精度毫米波通信信道模型至关重要。针对毫米波频段建筑材料粗糙面引起的漫散射传播和去极化特性表征不足,缺乏去极化理论模型的问题,该文提出一种基于有效粗... 详细信息

漫散射传播与极化特性对于准确刻画、掌握毫米波(mmWave)信道传播机理,建立高精度毫米波通信信道模型至关重要。针对毫米波频段建筑材料粗糙面引起的漫散射传播和去极化特性表征不足,缺乏去极化理论模型的问题,该文提出一种基于有效粗糙度理论的漫散射去极化建模方法。从电磁波的极化维度分解粗糙面材料引起的漫散射辐射传播电场,引入去极化指数构建传播模型,利用40~50 GHz频段典型材料的实测数据,研究了功率角度谱、去极化指数和交叉极化鉴别比等漫散射传播及极化特性。结果表明,所提模型能够描述表面粗糙和光滑建筑材料的极化特性,去极化转化率分别高达39%和4%。

关键词：毫米波漫散射极化特性交叉极化鉴别比