低空智联网中基于多质心OpenMax的无人机开集识别方法

随着网络化、智能化的发展,无人机(Unmanned aerial vehicles, UAVs)逐渐成为低空智联网(Low-altitude intelligent network, LAIN)的重要组成部分,但如何对低空智联网中的无人机平台进行有效的管理仍面临严峻挑战。基于无人机信号中的细微特征可对无人机进行个体识别,并检测是否为非法无人机,从而实现低空智联网中无人机的身份识别和管理。针对低空领域信道环境复杂且无法提前获取非法无人机信号样本的问题,本文提出了基于差值时频和多质心OpenMax的无人机开集识别方法。首先,提出了与信道无关的差值时频特征来降低多径信道环境对射频指纹(Radio frequency fingerprinting, RFF)特征的影响,并利用数据增强提高了识别模型的准确率和鲁棒性。其次,利用多质心OpenMax替代神经网络Softmax层,以实现无人机个体的开集识别。最后,对神经网络的损失函数进行了改进,提高了开集识别准确率。本文利用真实环境采集的数据对所提算法进行了验证,在多径信道环境中开放度为0.087时,开集识别准确率达到了93.23%,与基准算法相比,准确率分别提高了7.61%和13.4%。本文提出的算法可在复杂信道环境中有效识别无人机个体并检测出首次出现的非法无人机。

群智感知系统中面向高斯差分隐私的数据新鲜度性能分析

群智感知是基于众包思想,利用智能感知终端完成传感数据收集的一种数据获取模式,具有部署成本低、实现方式灵活、可扩展性强等优点。随着6G网络技术的日渐成熟,针对基于6G的群智感知系统中亟需解决的传感数据时效性与隐私安全问题,提出了一种基于高斯差分隐私的传感数据内容保护模型,利用信息年龄(Age of Information, AoI)指标对传感数据的新鲜度进行时效性分析,得到了不同队列模型、服务准则以及传输缓存的数据新鲜度性能表达式,突破了传感数据时效性分析与隐私安全提升研究相互独立的现状,为面向隐私保护的群智感知系统时效性性能评估及优化提供理论支撑。通过不同环境参数设置下的仿真实验,所提方案的正确性与有效性得到了验证。结果表明,在典型参数设置下,高斯机制的差分隐私保护效果与传感数据新鲜度性能呈负相关,即高时效性的传感数据隐私安全风险较高,反之亦然。

卫星移动通信的信道特点及仿真模型

分析了卫星移动通信的信道特点，研究了信号经过卫星移动信道后幅度和相位分布，给出了实用的卫星移动信道仿真模型。对基本的BPSK调制信号在该模型中进行了计算机仿真，得到了仿真结果。

基于透明转发器的卫星通信抗干扰技术及仿真系统

首先分析了透明转发器特点 ,研究了其在各种限幅条件下的抗干扰性能 ,然后全面分析了基于透明转发器的各种抗干扰技术 ,研究了各种抗干扰技术的特点及抗干扰能力 ,最后 ,提出了用于透明转发器抗干扰研究的仿真系统总体结构 ,并给出了其抗干扰性能评估方法。为透明转发器抗干扰研究提供了技术基础并指明了方向 ,对商业卫星通信系统用于军事通信具有参考价值。

透明转发器卫星通信系统在干扰条件下的性能

本文研究了存在上行干扰时透明转发器卫星通信系统的性能。首先对透明转发器卫星通信系统在上行干扰条件下性能进行了分析并给出了计算误比特率性能的数学表达式,然后对其中两种典型情况进行了仿真和分析。研究结果表明:通常认为无抗干扰能力的窄带多址技术结合放大器输入回退,在干扰条件下同样具有一定的健壮性;而且,导致多个用户同时达到不可接受误比特率的干扰信号功率必须与所有用户信号的总功率相当,并且该功率通常比导致转发器进入饱和状态的功率要小一些。

上行干扰条件下软限幅转发器中滤波器带宽的影响

研究了在上行干扰条件下软限幅卫星转发器中滤波器带宽对系统性能的影响。分别给出了信号、干扰和噪声的合成包络与相位的联合概率密度函数的计算方法 ,并通过对限幅器输出信号分别相对于合成包络和相位求平均 ,计算输出信号中包含的周期信号和非周期信号功率 ,从而计算小信号的功率压缩情况。通过应用专用仿真软件 ACOLADE,对在上行干扰条件下转发器中滤波器带宽对小信号压缩的影响进行了仿真 ,给出了小信号压缩相对于滤波器带宽的仿真曲线。

军事卫星透明转发器特点及抗干扰仿真系统设计

分析了军事卫星通信透明转发器的特点,设计了其用于抗干扰技术研究的计算机仿真链路模型,提出了仿真系统设计的总体方案和抗干扰性能评估方法。研究结果表明,该仿真链路模型和总体方案能够较好地实现透明转发器抗干扰技术研究和抗干扰系统性能评估。

DSSS系统中应用HMM的窄带干扰抑制技术

研究了DS(Direct Sequence)扩频系统中基于隐藏马尔可夫模型(Hide Markov Models-HMM)的干扰抑制技术,首先简要引述了算法原理,然后着重给出了该算法的改进方案和在具体干扰条件下的系统性能仿真。研究表明,相对于基于DFT的干扰抑制技术,该算法由于能够对干扰信号进行准确的估计,因而减小了对有用DS扩频信号的损伤,可以获得更好的抗干扰性能。通过减小复杂度的措施,可以使之用于实际系统,这对于应用DSSS系统的短波通信系统和卫星通信系统增强其抗干扰能力具有重要意义。

一种新的π/4DQPSK解调译码方案

本文提出了一种新的π／４ＤＯＰＳＫ解调译码方案。该方案利用非冗余纠错差分解调的硬判决信息对Ｖｉｔｅｒｂｉ 软判决译码时的量度加权，从而改变了传统的差分解调结合软判决译码的量度值，使差分解调软输出的信噪比得到改善，提高了Ｖｉｔｅｒｂｉ 软判决译码的性能。计算机仿真表明，相对于传统的差分解调结合软判决译码，该算法在误比特率ＢＥＲ为１０－５时在ＡＷＧＮ信道中有１．４ｄＢ的性能改善，在Ｒｉｃｉａｎ 信道中同样有显著的性能改善。这使得在普遍采用差分解调软判决译码的卫星通信系统中系统容量和通信质量都得到显著改善。

数字卫星电视信号调制技术的研究

研究了常用于数字卫星电视信号的调制解调方式QPSK的数字化实现原理，着重分析了在工程实际中影响QPSK信号解调性能的各种因素，有助于数字卫星电视广播系统的设计、使用和维护。

低信噪比高动态条件下基于FFT的二维平移累加PN码捕获算法

针对低信噪比高动态条件下直接序列扩频(DSSS)系统中PN码捕获的问题,提出了基于FFT二维平移累加的PN码捕获算法。首先对现有的PN码捕获技术进行了分析,然后研究了时变的载波频偏与码频频偏对PN码捕获的影响,在此基础上,提出了基于FFT二维平移累加的PN码捕获算法。算法的基本思想是对相关器输出的相关值在载波频偏不确定度与码相位不确定度同时进行平移,从而消除相关峰"漂移"现象,增大非相干累加的有效性。给出了采用此算法的捕获系统结构图,并对关键参数进行了分析。最后,通过仿真表明了该算法对捕获系统有6 dB的改善。

DSSS系统中用于软限幅转发器的相关互调分量抵消技术

首先研究了传统 QPSK( Quadri Phase Shift Keying)扩频调制解调技术及其改进方案在干扰条件下的相关互调分量 ;然后针对软限幅透明转发器 ,建立了系统仿真模型 ,并给出性能仿真结果和分析结论。研究结果表明 ,改进方案能够显著改善存在干扰时软限幅条件下 DSSS( DS Spreading Spectrum)系统的误比特率性能 ,从而改善了系统的抗干扰能力 ,对于应用 DSSS技术的透明转发器卫星通信系统具有重要意义。

透明转发器卫星通信系统在干扰条件下的容量

提出了存在上行干扰时透明转发器卫星通信系统的容量分析算法。以DS(directsequence)扩频系统为例,分析了透明转发器卫星通信系统存在上行干扰时的链路性能,进行了理论推导,给出了系统在具体干扰条件下容量分析的闭合表达式,从而实现了透明转发器卫星通信系统在干扰条件下的容量计算。研究结果表明:通过采取一定的抗干扰策略,在强干扰条件下透明转发器进入限幅状态之后,系统仍然具有一定容量。

透明转发器卫星通信系统在干扰条件下的互调分量

研究了有干扰时透明转发器卫星通信系统中的互调分量。首先,对有干扰时硬限幅条件下窄带系统的互调分量和 DS 扩频通信系统中的相关互调分量进行了理论分析;然后,针对实际系统,建立了系统仿真模型,进行了计算机性能仿真,通过对仿真结果的分析,得到一些结论。研究成果对了解透明转发器卫星通信系统在强干扰条件下存在的互调分量的影响及其量化结果,从而设计具有针对性的卫星通信抗干扰系统具有实际意义。

结合软判决译码的非冗余纠错差分解调的应用

提出了结合软判决译码的非冗余纠错 (nonredundant error correction)在差分解调中的应用 .用非冗余纠错差分解调的硬判决信息对差分解调软输出进行加权 ,从而将基于硬判决的非冗余纠错成功地用于软判决时的差分解调 ,提高了传统的差分解调结合软判决译码的性能 .计算机仿真表明 ,相对于传统的差分解调结合软判决译码 ,该算法在 AWGN信道中误比特率 BER为 10 - 5时大约有 1.4d B的性能改善 ,在 Rician信道中也同样有显著的性能改善 .这使得非冗余纠错能够在普遍采用差分解调结合软判决译码的卫星通信系统中应用 ,显著地提高了系统容量和通信质量 .

IIR滤波反馈差分检测在π/4DQPSK中的应用

着重研究 IIR滤波反馈差分检测用于 π/ 4 DQPSK解调时的原理 ,给出了具体系统实现时的硬件框图和软件流程图 .用计算机仿真了该算法在加性白高斯噪声 ( AWGN)信道中的性能 .仿真表明 ,相对于传统的差分解调 ,该算法在误比特率为 10 - 4时在 AWGN信道中有 1.2 d B的性能改善 .考虑到实现损耗 ,实际系统的测试结果与仿真结果相一致 .这使得该算法能够在广泛采用π/ 4 DQPSK差分解调的卫星通信系统中应用 ,从而改善了π/ 4 DQPSK传统差分检测的性能 ,提高了功率受限的卫星通信系统容量和通信质量 .

用于软判决译码时的非冗余纠错差分检测

提出了非冗余纠错差分检测在软判决译码时的应用。结合 π/ 4 - DQPSK差分解调 ,着重研究了非冗余纠错在软判决译码时的应用 ,给出了具体系统实现时的软件流程图。用计算机仿真了该算法在加性白高斯噪声 ( AWGN)信道和 Rician信道中的性能。仿真表明 ,相对于软判决译码时传统的差分解调 ,该算法在误比特率 BER为 1 0 -4 时在 AWGN信道中有 1 .4d B的性能改善 ,在 Rician信道中同样有显著的性能改善。考虑到了实现损耗 ,实际系统的测试结果与仿真结果相一致。这使得 NEC能够在普遍采用软判决译码的卫星通信系统中应用 ,拓展了 NEC只能用于硬判决的局限 ,从而提高了系统容量和通信质量。

基于FFT的快速高精度载波参数联合估计算法

针对数据辅助的突发信号载波同步,提出了一种基于FFT的载波参数联合估计新算法.其基本思想是在利用周期图峰值进行粗估的基础上,根据提出的新的插值公式,利用峰值左右两条谱线的幅度进行细估.仿真结果表明该算法的性能非常接近修正克拉美劳界(MCRB),而且工作门限很低,用64个符号进行估计时能在-4dB信噪比条件下正确估计出载波参数.频偏估计范围达到50%符号速率.而且运算量分析表明该算法复杂度较低,适合硬件实现.能够满足极低信噪比条件下突发数据通信的要求.

基于改进斜投影算子的极化域通信抗干扰技术

针对无线通信中的抗干扰和干扰抑制问题,提出一种极化域通信抗干扰方法。在信号极化域利用斜投影极化滤波器,以克服传统的频域抗干扰技术的缺点。通过对斜投影滤波器的特点进行研究,在信号极化域设计多种干扰抑制和抗干扰技术,包括优化极化发射信号、非线性矢量变换的增广斜投影滤波器以及接收信号的统计特性,以改进斜投影滤波器的设计。仿真结果证明,与传统斜投影滤波器抗干扰方法相比,该方法的抗干扰性能以及干扰抑制能力更优。

考虑波束间干扰的多波束卫星功率带宽联合分配算法

多波束卫星通信系统由于频率复用导致波束间存在干扰。为此,通过引入干扰系数,构建带宽功率联合分配模型,将该资源分配问题拆分为功率分配、带宽分配和对偶变量更新3个子问题,并提出相应的分配算法。算法在初次完成功率以及带宽分配后,利用子梯度算法更新对偶变量,对功率和带宽进行再分配,如此进行迭代计算,直至满足对偶变量收敛条件,由此实现分配结果的最优。仿真结果表明,与功率和带宽均匀分配算法及按比例分配算法相比,该算法在明显降低系统二阶业务拒绝量的同时,提高了系统容量。