中纬度地区电离层偶发E层对量子卫星通信性能的影响

电离层偶发E层是指在距离地面高度80—150 km之间,在风剪切作用下,电子密度急剧增加的不规则电离薄层,它会对量子卫星光信号的传输造成极大的影响.然而,有关电离层偶发E层与星地间量子通信信道参数关系的研究,迄今尚未展开.为了研究偶发E层对量子卫星通信性能的影响,首先分析了它的形成过程,得出自由电子密度随高度变化的关系;然后建立了自由电子密度、偶发E层的厚度对量子卫星链路衰减的模型;针对振幅阻尼信道,给出自由电子密度对信道容量、纠缠保真度、误码率和安全密钥产生率的定量关系.理论分析和仿真结果表明,当偶发E层的厚度为1 km、电子密度由3×10~5cm^(-1)增加到27×10~5cm^(-1)时,信道容量由0.8304衰减到0.1319,纠缠保真度由0.9386下降到0.3606,量子误码率由0.0093增加到0.0769,安全密钥产生率由9.968×10^(-5)减小到1.91×10^(-6).由此可见,电子密度的大小和偶发E层的厚度对量子卫星通信性能有显著的影响.因此,在进行量子卫星通信时,应根据对电离层参数的探测情况,自适应调整卫星系统的各项指标,以确保量子通信的可靠性.

灰霾粒子与水云粒子不同混合方式对量子卫星通信性能影响

为了研究混合粒子的不同混合方式对星地量子卫星通信的影响,根据灰霾粒子与水云粒子的谱分布函数,以及不同混合方式下的消光系数,提出了外混合方式中星地量子信道衰减的计算关系,建立了内混合方式中的Core-shell信道衰减模型;分析了在不同混合方式下,混合粒子的粒径比与信道平均保真度、信道误码率之间的定量关系.仿真结果表明,当混合粒子的粒径比分别为0.2和0.8时,外混合粒子对应信道容量、信道平均保真度、信道误码率分别为0.39和0.27,0.8和0.8,0.003和0.009;内混合粒子对应信道容量、信道平均保真度、信道误码率分别为0.8和0.21,0.94和0.81,0.018和0.021.由此可见,灰霾粒子和水云粒子的不同混合方式对量子卫星通信性能的影响有显著差别.因此,在实际的量子卫星通信系统中,应根据混合粒子的不同混合方式自适应调整系统的各项参量,以提高星地量子通信链路的可靠性.

非球形气溶胶粒子及大气相对湿度对自由空间量子通信性能的影响

当量子光信号在自由空间中传输时,不可避免地会穿过大气,而存在于大气的气溶胶的光散射与吸收必然会影响量子光信号的传输.本文根据气溶胶粒子谱分布及其消光系数,提出了圆柱形、椭球形、Chebyshev三种非球形气溶胶粒子与链路衰减、量子纠缠度的关系;分析了大气相对湿度与量子纠缠度、保真度的定量关系.仿真结果表明,圆柱形、椭球形、Chebyshev三种非球形气溶胶粒子对链路的衰减程度依次递增;随着圆柱形、椭球形粒子的取向比和Chebyshev粒子的等效半径的增加,纠缠度呈不同的变化趋势;当大气相对湿度为0.2和0.9时,纠缠度和保真度分别为0.72,0.32和0.75,0.22.由此可见,非球形气溶胶粒子及大气相对湿度对量子通信系统的性能影响极大.所以,在实际的量子通信系统中,应根据不同非球形气溶胶粒子和大气相对湿度,自适应调整系统的各项参数,以提高量子通信的可靠性.

基于随机Petri网的综合航电系统建模及分析

提出了一种利用随机Petri网对综合航电系统进行建模和性能分析的方法。首先,建立了综合航电系统数据总线传输系统的随机Petri网系统模型,通过系统模型进行综合航电系统的性能分析;其次,给出了航空电子综合系统数据总线传输基于固定主控端周期指令的总线性能分析结果;最后,通过两种分析结果的比较,得出了基于随机Petri网对航空电子综合系统数据总线传输建模分析是可行的结论。

视觉相似性图像质量评价方法

低层次视觉特征是计算机视觉系统从环境中获取信息并做出反应的重要依据.考虑到低层次视觉特征包含了图像亮度变化、分布和组织等重要信息,视觉特征差异就反映了图像内在结构的变化.利用人眼视觉感知的局部性与非均匀的特点,分别在角点和边缘特征域测量参考图像和测试图像的相似度,并将其合并为对图像整体质量的度量.在IVC、TID2008、Tomaya-MICT、LIVE和CSIQ图像数据库上,对基于低层次视觉特征的图像质量评价方法和传统的PSNR、SSIM、IFC和VIF方法进行了性能比较.实验表明,基于低层次视觉特征的图像质量评价方法在整体性能上要远远优于PSNR和SSIM方法,并且能够与公认性能较好的、基于自然场景统计的IFC和VIF方法相媲美.

GSPN的分析方法及其应用

随着计算机和信息技术的发展,广义随机Petri网(G SPN)作为一种图形化的建模工具,不仅可以对系统进行形式化的描述和快速原型开发,而且由于其具有坚实的数学理论基础,可以对系统进行正确性验证和性能评价,因此在系统的设计过程中,得到了广泛的应用。基于结构分析方法、可达图分析和数值分析方法讨论分析了G SPN,并给出了具体的算例,最后讨论了G SPN的应用领域。

流体动压滑动轴承-转子系统动力特性分析

研究了非线性径向轴承支承的转子系统的动力行为。引入变分约束原理修正了流体润滑的Reynolds方程的变分形式 ,在几乎不增加计算量的情况下 ,求解了具有Reynolds边界的流体润滑问题 ,使得非线性油膜力及其Jacobian矩阵同时计算完成并且具有协调一致的精度。运用Newton Raphson方法在求得转子平衡点的同时求得了轴承的动力学系数。将预估 校正机理和Newton Raphson方法相结合给出了流体动压滑动轴承 转子系统Hopf分岔点所对应线性失稳转速的计算方法。运用打靶法并结合Floquet理论计算分析了流体动压滑动轴承 转子系统的非线性不平衡周期响应及其稳定性。数值结果表明上述方法不但节约了计算量 ,而且具有很高的精度。

基于多线程技术和自定义消息编程实现Windows 9x异步串行通信

分析了基于Ｗｉｎｄｏｗｓ ９５／９８平台上的异步串行通信程序开发方法，并结合开发实践，用Ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ语言实现了基于多线程技术和消息响应机制的异步串行通信，给出编程的一般步骤和详细解释．

预警机雷达在协同空战中的多目标探测

预警机指挥下的多机协同攻防系统,利用预警机的高空机载雷达和强大的通讯导航系统有效地提高了多机攻防系统的防空预警能力和综合指挥作战能力。对该系统进行了理论框架分析,给出了其整个工作过程的各个功能模块的模型,并针对预警机的雷达探测能力进行了对多组目标实时探测跟踪的仿真计算。

基于统计先验形状的水平集图像分割综述

对于图像分割来说,常常需要结合尽可能多的先验信息来分割感兴趣组织。对基于统计先验形状的水平集图像分割方法进行了综述。该分割模型的特点是能量函数由两部分组成:首先是基于图像的梯度或区域灰度的数据项;第二项是先验形状项,对处理因遮挡、噪声和裂口而导致的信息缺失的图像具有鲁棒性。深入讨论了如何从感兴趣组织的训练集中构建一个压缩的形状表达——隐含形状模型;如何构建既包括使全局形状一致的隐含曲面约束,又保持了水平集捕捉局部形变的能力的基于先验形状的水平集图像分割模型;介绍了形状对齐和一致性等关键问题。最后指出了目前存在的问题和进一步的发展方向。

比特交织编码调制系统中的均衡技术仿真研究

判决反馈迭代译码的比特交织编码调制(BICM-ID)技术是一种高性能、低复杂度的先进信道调制方案。分析了BICM-ID系统的结构和迭代译码方法,研究了最小均方(LMS)和最小二乘(RLS)自适应均衡算法以及线性(LE)和判决反馈(DFE)均衡器。设计了在ISI信道下BICM-ID使用DFE-RLS均衡器的系统,计算机仿真证明其能够自适应地快速估计、跟踪信道,对于码间干扰严重的信道有良好的均衡效果,经过迭代译码有良好的误码性能-分别在ISI干扰轻微和严重的W2.9和W3.5信道下,经过3次迭代译码,在信噪比分别为7.6 dB和12.8 dB时误码率可达10-4。

光纤纵差保护同步接口转换电路设计

在光纤纵联差动保护中,数字信号处理器DSP接收电力线路远端测量到的通过光纤传送过来的电量信息并把电力线路近端测量到的数据传送给远端的DSP,DSP把测量到的数据和传送过来的数据进行分析比较后决定是否采取保护动作。DSP使用外部数据总线同外设交换数据,而光端机处理的数据是同步串行数据,所以两者之间需要一个协议转换电路,把光端机的符合G.703协议的数据和信号处理器的总线数据相互交换。本文介绍了一种设计方法,使用通信控制器SAB82532作为协议转换芯片,对SAB82532外部管脚和内部寄存器进行配置,实现数据链路层协议的转换和数据透明传输。通过两个装置之间正常通信的数据分析,证明了该电路实现了DSP和光端机之间数据交换的功能,运行可靠,性能稳定。

DBN结构学习度量分解性能分析

针对动态贝叶斯网络(DBN)结构学习中涉及的度量分解问题,提出了DBN度量分解后的相关性能。首先,细化了DBN的贝叶斯信息度量(BIC)及贝叶斯-狄里克莱(BD)度量公式,通过表达式的分析,讨论了分解后的相关性质,进而提出了由分解公式提供给DBN结构学习的相关性能。其次,通过设计的性能分析仿真实验,验证了提出的若干设想,即将BN结构学习算法移植到DBN结构学习的可行性及分解降低算法复杂度等问题,并提出了寻找DBN快速结构学习算法的有效思路。

一种新的动态模糊控制器

传统的模糊控制器是一种语言型控制器,不具备动态性能,是一种静态控制器,即当前输入决定当前输出.作者提出了一种新的动态模糊控制器的结构,研究了一阶动态模糊控制器,并且给出了相应的6条模糊推理规则.结果表明,由简单的一阶动态模糊控制器构成的控制系统,性能明显优于传统的静态模糊控制器构成的相应系统.

空间尘埃等离子体对量子卫星通信性能的影响

为了研究尘埃等离子体中带电尘埃的粒子半径、粒子浓度和带电荷数对量子通信性能的影响,首先根据Mie散射理论得到单个带电尘埃粒子的光散射截面;然后通过粒子浓度求出总的消光截面,得出链路衰减的数学模型,提出了带电粒子特性与量子纠缠度的关系;针对退极化信道,当单个尘埃粒子所吸附带电粒子的个数为50时,给出了尘埃粒子半径、粒子浓度与信道容量和量子误码率的定量关系.仿真结果表明,当量子信号的传输距离为10km时,尘埃粒子浓度从1×10^(10) m^(-3)增加到10×10^(10) m^(-3),信道容量从0.6726降低到0.1075;尘埃粒子半径从0.1μm增加到10μm时,量子误码率由1.334×10^(-3)增加到5.309×10^(-3).由此可见,尘埃等离子体中带电尘埃粒子的半径和浓度对量子卫星通信性能有显著的影响.因此,为确保量子通信的可靠性,应根据所探测到的等离子体环境的状况,调整卫星通信系统的各项指标参数.

基于DSP生成SVPWM在逆变电源中的应用研究

提出了用DSP生成SVPWM波对逆变电源实现全数字化控制的一种方法;在分析TM S320LF 2407数字信号处理器芯片特点的基础上,给出了系统设计的软、硬件结构。实验表明,系统电路简单、可靠性高,可升级性强。

基于袋鼠纠缠跳跃模型的量子状态自适应跳变通信策略

自由空间中的量子通信会不同程度上受到雾霾、沙尘等自然环境的干扰.为了研究提升此类干扰下量子通信的性能,本文分析了背景干扰下单量子态信道随时间演化的性能变化,并根据袋鼠纠缠跳跃模型(KEHM),提出了基于KEHM的量子状态自适应跳变通信策略,对其性能参数进行仿真.仿真结果表明,采取量子状态跳变,在背景量子噪声的平均功率与量子信号平均功率的比值为5的情况下,量子误比特率随着量子态跳频率从1增大到15,由0.4524降低到0.1116;当单量子态传输成功率0.95,量子比特率大于200 qubit/s时,不同态跳频率下量子比特的成功传输概率均大于0.97.当发送端信号源平均量子数足够大且接收端接收效率趋近于1时,量子态的通过率也趋近于1;采取量子态跳自适应控制策略,能够进一步降低系统的误码率.

降雪对地表附近自由空间量子信道的影响及参数仿真

量子通信具有覆盖面广、安全保密的优势,是当前通信领域国内外的研究热点.在自由空间量子通信过程中,光量子信号需要在地表上空一定高度进行传输,因此各种环境因素,例如降雪、沙尘暴、降雨、雾霾、浮尘等,不可避免地会影响量子通信性能.然而,迄今为止,降雪对地表附近自由空间量子信道影响的研究尚未展开.为此,根据降雪的强度,将降雪分为小雪(S1)、中雪(S2)、大雪(S3)和暴雪(S4)四个等级.由于空中正在飘落雪花对光量子信号具有能量吸收作用,称为消光效应,不同强度的降雪,其消光效应对自由空间光量子信号的影响不同.本文首先建立了不同等级降雪对光量子信号消光效应的数学模型;然后建立了因降雪导致的自由空间消光衰减定量关系,信道极限生存函数、不同降雪强度下的信道容量和量子误码率等性能参数受降雪影响的变化情况;最后建立了降雪强度、传输距离与链路衰减、幅值阻尼信道容量、信道生存函数以及信道误码率的数学模型.仿真结果表明,当降雪强度为2.1 mm/d(S1),传输距离为2.2 km时,通信链路衰减为0.0362,信道容量为0.7745,信道生存函数为0.2329,信道误码率为0.0105.当降雪强度为3.8 mm/d(S2)。传输距离为3.5 km时,通信链路衰减为0.1326,信道容量为0.4922,信道生存函数为0.2099,信道误码率为0.019.由此可见,降雪对量子通信性能有不同程度的影响.所以在实际应用中应根据降雪强度大小,自适应调节量子通信相关参数,提高量子通信的可靠性.

基于软件定义量子通信的自由空间量子通信信道参数自适应调整策略

自由空间量子通信会受到雾霾、沙尘、降雨等自然环境的干扰.为提升环境干扰下量子通信的性能,本文提出了基于软件定义量子通信(software defined quantum communication,SDQC)的自由空间量子通信信道参数自适应调整策略.该策略通过对环境状态实时监测,根据预置在应用层的程序,对量子初始状态及单量子态存在时间等相关参数进行自适应调整,提高自然环境背景干扰下自由空间量子通信系统的保真度.仿真结果表明,在退极化、自发幅度衰变及相位阻尼三种噪声信道参数取值不同时,SDQC系统参数的最佳取值也不同.系统根据环境变化及业务需求,自适应地选择量子初始状态及单量子态存在时间,使量子保真度在通信过程中始终保持在峰值,有效提升了量子通信系统的适应能力及综合免疫力.

不同海面风速对量子卫星星舰通信性能的影响

量子卫星星舰通信是量子保密通信的重要应用场景之一,在海面上,由于不同风速所引起的气溶胶粒子浓度发生剧烈变化,而气溶胶粒子浓度的剧变,必然导致星舰量子链路性能的剧烈衰减.然而,有关不同海面风速与量子卫星星舰通信信道参数关系的研究,迄今尚未展开.本文根据海面风速与气溶胶的Gras模型,分别建立了风速与星舰量子信道误码率、信道容量和信道平均保真度的定量关系.仿真结果表明,当风速分别为4 m/s和20 m/s时,海洋大气信道误码率、信道容量、信道平均保真度分别依次为4.62×10^-3和4.91×10^-3、0.957和0.65、0.999和0.974.由此可见,风速对海上量子通信性能有显著的影响.因此,为了提高通信的可靠性,应根据风速大小,自适应调整系统的各项参数.