基于滑动窗口的协作频谱感知对抗拜占庭攻击

认知无线电技术允许从用户动态地接入主要用户被授权的频谱,提高频谱利用率。协作频谱感知是认知无线电技术的一个重要组成部分,通过空间分集检测主用户信号。然而,由于认知无线网络的开放性,协作频谱感知过程可能会受到拜占庭攻击,恶意用户伪造有关主用户信号的状态信息,然后对主用户的通信造成干扰或自私地占用频谱资源,此外,协作频谱感知因多个从用户协作而需要更多的时间来检测主用户信号,因而将导致协作频谱感知的性能和效率进一步降低。针对上述问题,提出了基于滑动窗口的协作频谱感知方案,以减轻拜占庭攻击的负面影响,提高协作效率。在深入分析融合中心盲的问题的基础上,从恶意用户的角度出发,建立了一个随机拜占庭攻击模型来描述恶意行为。为了解决感知样本融合过程中的盲的问题,提出了一种交付评估机制,为基于滑动窗口的协作频谱感知奠定了坚实的基础,并在一个滑动窗口内进一步评估信誉值,以提高报告阶段的协作效率。仿真结果表明,无论恶意比例如何,基于滑动窗口的协作频谱感知在始终攻击的情况下只需要6个平均样本数就可以提供100%的检测准确率,而在恶意比例超过50%的随机攻击的情况下依然能够展现出显著的性能优势。

冲击响应谱时域合成算法研究

为利用电动振动台进行模拟冲击环境试验,给出了一种时域冲击波形合成方法。依据冲击响应谱时域合成的一般原则,选择合成小波中的正弦窗波作为基本波形,给出了确定各基本波形的波形参数的方法。计算结果表明所提算法是有效的,所合成的时域冲击波形能够满足参考冲击响应谱的精度要求,为开发冲击谱试验的控制软件研究者提供了一种思路。

冲击响应谱时域合成算法研究

为利用电动振动台进行模拟冲击环境试验给出了一种时域冲击波形合成方法。依据冲击响应谱时域合成的一般原则,选择合成小渡中的正弦窗波作为基本波形,给出了确定各基本波形的波形参数的方法。计算结果表明本文所提算法是有效的,所合成的时域冲击波形能够满足参考冲击响应谱的精度要求,为开发冲击谱试验的控制软件研究者提供了一种思路。

基于频谱分析的磨音信号校准方法

针对采集的磨音信号噪声严重、测量不精准等情况,利用频谱动态窗(SDW)的方法去除带外噪声以及带内干扰,给出了推导过程,通过分析对比、校正达到甄别磨机状态的目的。分析现场数据情况得出,该方法应用于处理磨音信号时,使输出的磨音强度信号具有更好的准确度,且设计简单,减少滤波器阶数,降低硬件成本。

应用于高精度ADC频谱测试的改进加窗技术

在进行模数据转换器(ADC)频谱测试时,通常需要满足相干采样条件。但这一要求的实现较为困难,测试时如果不满足就会发生频谱泄漏现象。为了抑制泄漏,目前最常用的方法是使用加窗技术。但该方法的使用要求较为严格,无法胜任目前高精度ADC的测试,且需要使用者十分熟悉窗函数原理。通过对频谱泄漏和加窗技术进行详尽的理论推导,提出了一种选定合适窗函数类型以及扩展系数(span)的方法,使测试者不需要过多的先验知识。通过所提方法,在窗函数的第一旁瓣高于噪声基底时,仍然能完成高精度ADC的测试工作,扩大了常见窗函数的应用范围。使得常见窗函数如汉宁窗等,也能应用于18位的高精度ADC测试工作。仿真结果显示所提算法在任意非相干程度下仍可得到准确的测试结果,各项参数的最大误差均小于1 dB。同时,使用了一款商用18位ADC实验结果验证了所提算法的可行性。

一种基于滑窗TLS-ESPRIT算法的超谐波动态分析方法

提出一种基于滑窗TLS-ESPRIT算法的超谐波动态分析方法。首先,对一定长度的超谐波电压、电流信号施加矩形窗函数,将其截取为等间隔连续的小数据块,对每个小数据块构建空间矩阵并估计超谐波个数;然后,利用TLS-ESPRIT算法估计每个小数据块所含超谐波的频率和衰减因子,再采用最小二乘法估计超谐波的幅值和相位;最后,以三维形式展示超谐波频谱,实现对超谐波的动态分析。数值仿真分析以及2种非线性负荷实测数据验证结果表明:该方法不仅能准确估计出超谐波的个数、频率、衰减因子、幅值和相位等信息,并具有较高的频率分辨率,还能从三维展示中观测到超谐波的时变特性,为深入研究超谐波提供了一种更精确的测量方法。

基于PMF-FFT的时频域双并行捕获

为了解决传统的PMF-FFT(Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)捕获算法在信号捕获方面的不足,提出了一种新的基于PMF-FFT的时频域双并行捕获方案。对PMF加改进的汉宁窗,通过调整窗系数,选择最优化的参数,减小了捕获系统输出增益的衰减。利用FFT频谱分析的特点,对FFT的输入进行合理补零,输出加改进的汉宁窗,调整窗系数,基本上消除了扇贝损失。理论分析和MATLAB仿真结果证明,该方案在尽量不增加系统复杂度的情况下提高了捕获速度和频率估计精度,能够适应多普勒频偏较大的扩频伪码快速捕获。

基于频谱分析的飞行模拟器飞行性能验证

介绍频谱分析用于仿真系统模型验证的原理和方法,提出一种应用频谱分析进行飞行模拟器飞行性能验证的方案。结合飞行试验和仿真模型的输出数据,分别采用窗谱估计和最大熵谱估计方法对某型飞行模拟器的飞行性能进行验证,并对验证结果进行分析。结果表明,频谱分析法用于飞行模拟器飞行性能的验证是有效的,可为其他训练模拟器的性能验证提供参考。

功率谱估计在舰船噪声特征提取中的应用仿真

为更好地实现舰船识别与管理的目的,设计研究功率谱估计在舰船噪声特征提取中的应用方法。依照舰船实际信号与噪声信号的差异性推导滤波器结构,在滤波器内迭加一个白噪声谱改善信号失真问题,利用滤波器对舰船噪声信号进行白化处理。采用Welch功率谱估计法,通过窗函数截断白化处理后的舰船噪声时程离散信号,获取不同段舰船噪声信号的功率谱并实施平均值计算,得到舰船噪声信号的功率谱估计结果,分析该功率谱估计结果,得到舰船噪声功率谱特征。在具有多种舰船噪声特征信息的条件下,依照动态规划理论选取最优功率谱特征。仿真结果显示该方法有效实现信号滤波处理,基于该方法特征提取结果可实现高精度的舰船识别。

基于窗谱估计的某型飞行模拟器飞行性能验证

将预处理后得到的动态飞行性能数据,用窗谱分估计的方法进行一致性验证。首先分析谱估计的验证方法,然后以平飞加速过程中飞机的过载随速度变化曲线为例,采用窗谱估计得方法进行一致性检验。结果显示,该型飞行模拟器的仿真数据与飞机真实数据的一致性较好,该验证方法也适用于模拟器其他动态数据的一致性验证。

扩频测控信号大动态信息频域加载方法

针对静态扩频测控信号的大动态信息加载,提出一种基于数字化处理的频域高精度加载方法。方法采用不同的处理方法分别对两路信号加入动态信息,其中一路通过FFT和频谱搬移加入载波多普勒信息,另一路通过对扩频码进行延时处理得到包含动态信息的扩频码,并使用第二路信号对第一路信号进行调整,从而实现原始扩频测控信号的动态信息加载。仿真结果表明,方法可以保留原信号内载波和扩频码的相关性以及原始信号中可以反映信道等特性的噪声,同时实现动态信息的高精度加载。

基于动态辐射光谱的热致变色窗光热性能研究

热致变色(Thermochromic,TC)窗是1种通过温度刺激调节太阳光直接透射比来实现建筑节能的有效技术。然而,玻璃对太阳光谱的不均匀透射与吸收会对建筑能耗及室内光热环境产生影响。本研究通过实验与模拟相结合的方式,基于日间动态辐射光谱,研究了3种应用于北京地区的TC窗在建筑能耗、热舒适以及室内动态采光效果等方面的性能。结果表明,TC窗的节能率可达8%,有效采光照度可提升15.9%,同时热不舒适时间可减少100 h以上。拥有高储热能力的水凝胶玻璃材料窗具有最佳节能潜力,且在北京地区其适用性最高。为继续提高TC窗的地区应用效果,建议进一步提高热致变色材料的转变温度和太阳能调制能力,降低发射率并加强可见光透光率的均匀性。本研究流程可用于光谱选择性窗户在不同气候区的评价与优化。