基于DFT-S-OFDM传输方式的物理层双矩阵密钥加密算法

现有基于OFDM调制的物理层加密算法的安全性普遍依赖于较大的子载波个数,且不能抵抗明文密文攻击,当子载波个数比较少时,其密钥空间快速变小,安全性急剧下降,因此,很难适应资源受限终端的安全通信需求.针对这一共性问题,文中利用LTE上行链路采用的DFT-S-OFDM传输方式以及资源块划分方式,提出了一种基于双矩阵变换的物理层加密算法.该算法主要包含两个步骤:一是通过AES计数器模式控制产生两个对角密钥矩阵;二是通过密钥矩阵控制N点DFT变换前后的数据,使得密文、明文和密钥之间形成非线性方程组关系.通过这个加密过程,实现两个目的,一是利用DFT-S-OFDM传输方式的特点,实现对输入的明文和输出的密文分别加密的目的,保证算法具备抵抗明文密文攻击能力;二是实现明文、密文和密钥三者之间的非线性关系,保证算法的安全.算法设置了两种密钥工作模式,第一种为每加密N-1组明文就改变一次子密钥,第二种为每加密大于等于N组明文才改变一次子密钥.在无噪的理想情况和有噪的非理想情况下,详细分析了两种密钥工作模式的安全性.理论分析结果表明,在子载波数大于等于12的情况下,第一种密钥工作模式无论在理想条件还是有扰信道条件下,均可以抵抗穷举攻击和明文密文攻击,保证算法的安全性,第二种密钥工作模式只有在有扰信道条件下才可以抵抗穷举攻击和明文密文攻击,保证算法安全;在两种密钥工作模式下,算法均不会改变DFT-S-OFDM系统中的峰均功率比.分别仿真分析了加密前后系统的峰均比、误码率等参数的变化,仿真数据证实了理论分析所得的结论,表明算法对系统的峰均比、功率以及误码特性等固有性能影响较小,能够在子载波数比较小的情况下,很好的保证通信数据的安全性,满足资源受限终端的安全通信需求.

高比例新能源电力市场不同发展阶段划分及形态结构演进

随着双碳目标和新型电力系统建设要求的提出,新能源将逐步取代传统发电资源成为电力系统主体电源,与此同时,通过市场交易拓宽新能源消纳空间、实现资源在更大范围内的优化配置已形成广泛共识。然而,从当前到碳中和目标的实现过程中,电力市场机制将伴随系统电力电量平衡特性的演化不断动态调整,需分阶段考虑高比例新能源电力市场形态结构演进轨迹;同时,其演进需以电力系统物理形态演进为基础,并与面向电力能源转型的国家重大战略目标相匹配。因此,该文首先对高比例新能源电力系统及电力市场的发展政策进行梳理与分析,以战略导向为依据划分高比例新能源电力市场发展阶段,明确各阶段发展要求;其次,基于阶段划分,详细论述电力系统物理形态结构演进轨迹,并基于此进一步论述高比例新能源电力市场的市场形态结构演进轨迹,归纳各阶段的主要特征与研究边界;最后探讨了服务中国特色高比例新能源电力市场发展的关键技术。

近代澳门滨水空间形态演变与社会变迁(1850~1936年)

通过文献研究和地图分析,梳理近代澳门滨水空间形态的演变历程,并深入阐释社会变迁对其的深刻影响。1850~1936年间,澳葡政府为了改善澳门地区港口条件、重塑澳门地区国际重要商港地位,开展了大规模填海工程和滨水街区的建设及整序,使得这一时期澳门滨水空间形态发生嬗变,维护资本利益的经济诉求是其根本动因。与此同时,崛起的华商掌握着城市经济命脉,形成与澳葡管治权力相制衡的重要力量,并以雄厚资本助推了城市建设。近代澳门滨水空间形态演变是澳门城市现代化的历史缩影,对于全面研究澳门城市史有不可或缺的作用和重要价值。

开敞式潮滩-潮沟系统发育演变动力机制——Ⅰ.物理模型设计及潮沟形态

为研究潮沟发育演变动力机制,建立了以江苏中部粉砂淤泥质潮滩-潮沟系统为原型的降比尺物理模型,模拟在潮汐作用下,潮沟系统从平坦滩面逐渐形成、发育演变至动态平衡状态的过程,并分析了潮沟系统在不同阶段的形态特征。研究结果表明:潮沟系统发育速率先快后慢,最终达到动态平衡状态。采用潮沟发育各阶段潮沟系统的总长度与终态潮沟总长度的比值以及潮沟及其相邻处潮滩的高程变化速率两种方法,均可以衡量潮沟系统的发育程度。潮沟系统发育达到动态平衡后,各级潮沟个数占潮沟总数量的比例基本固定。潮沟的宽度、深度、宽深比均符合对数正态分布。潮沟的宽度与宽深比、深度与宽深比之间均具有幂函数关系。

核电站实物保护系统的量化评估

在及时探测分析方法的基础上,运用形态学分析方法建立了核电站入侵路径分析模型,开发了用于实物保护系统路径型模型分析评估软件。以麦克阿瑟核能中心假想的入侵事件为例,对实物保护系统的探测、延迟、响应进行定量分析。结果表明,路径性及时探测分析方法可有效找到核电站实物保护系统的薄弱环节,辅助得出系统费-效比相对较高的改进措施,有效评估系统的整体性能。

优化PDCCH盲检测的功率检测法的实现

物理下行控制信道(PDCCH)是系统资源分配和调度的核心,正确盲检测得到下行控制信息(DCI)是保证通信正常运行的关键。针对DCI格式以及其资源映射的多样性,提出功率检测算法,以优化PDCCH盲检过程。首先计算每个聚合等级中各候选序号的功率,排序得到最大功率值及相应的候选并记录起始位置;进而找到承载DCI的聚合等级和CCE集合。与现有的相关检测法相比,该算法在TMS320C6455DSP的实现中,明显减少了运行周期数,精简了计算量,系统实时性更高。

基于事件驱动的配电信息物理连锁故障演化机理

随着通信与控制技术在配电系统中的迅速发展,配电系统逐渐呈现出信息物理系统的典型特征,这既带来了崭新的发展机遇,也将信息系统中的多类型风险引入到了电力系统。多类型风险易使电网中信息物理连锁故障频发,导致严重事故。因此,分析与研究信息物理连锁故障的演化过程与故障后果,探索信息物理连锁故障演化的内在机理具有重要的理论与现实意义。文中基于事件驱动模型提出配电信息物理系统架构,分析物理与信息系统的交互机理,提出信息物理连锁故障演化机理研究框架。然后,对信息系统内部节点重要度进行研究,综合考虑系统总风险值与防御资源,计算信息节点被攻击成功概率等相关参数并建立相关矩阵。最后,在算例上进行信息物理连锁故障演化机理的仿真计算,得出了发生信息物理连锁故障时系统会承受更大的风险且可能导致更大损失的结论,验证了所提机理在故障过程推演和后果计算上的有效性。

电网信息物理系统运行中信息-物理交互机理探索

为揭示电网信息物理系统（power grid cyber-physical systems,PGCPS）运行机制,对其系统运行过程中信息空间与电网物理系统之间的信息-物理交互机理开展了探索性研究。首先,从信息-物理交互拓扑、离散信息状态与连续电力过程的相互驱动、PGCPS系统运行状态的演化等层面剖析信息空间与电网物理系统交互特性,并提出了考虑离散信息状态与连续电力过程融合的信息-物理耦合事件概念;进而,构建基于信息-物理交互特性的信息-物理交互机理研究框架,以阐释PGCPS系统运行方式以及运行状态的演化过程;最后,探讨了信息-物理交互机理分析涉及的若干关键技术,并展望其在PGCPS分析与控制领域的应用前景。

新型电力系统中跨域连锁故障的演化机理与主动防御探索

新型电力系统实现了新能源电源与多元负荷的广域互联以及信息流与能量流的动态交互,但亦面临愈加严峻的安全威胁。攻击者可发动网络攻击,在多个电力节点引发一系列时空协同的电力故障,形成跨越信息域与电力域的连锁故障,破坏新型电力系统稳定运行。在此背景下,对跨域连锁故障的演化机理与主动防御机制展开研究。首先,根据新型电力系统的架构与运行特性分析其面临的耦合安全风险;进而,基于事件驱动分析攻击者引发跨域连锁故障的攻击全过程并建立跨域连锁故障的数学模型;最后,分析防御者视角的跨域连锁故障主动防御过程,提出考虑新型电力系统特性的跨域连锁故障主动防御模式并建立最优主动防御方案决策模型,为跨域连锁故障主动防御提供技术方案。

电力CPS环境下电力4G无线专网向5G演进策略

构建高效连接、大容量带宽、低通信时延的电力无线专网,是电力信息物理系统(cyber physical system,CPS)业务可靠运行的重要保障,有必要对电力CPS环境下电力无线专网进行研究。首先分析了电力CPS环境下电力业务对通信网络的需求,结合电力业务特征研究了5G通信技术的通信组网架构。然后结合电力业务需求和5G通技术特点,提出了电力4G无线专网向5G演进目标,并构建了循序渐进的演进思路。分别提出电力4G无线专网终端、基站、回传网、核心网的演进策略。最后,对电力无线专网的演进策略进行了展望。

减小电网信息物理系统停电风险的信息网局部演化模型

电力网络与信息网络深度融合是实现电网完全可观可控的基础,然而实际的电力网络与信息网络并没有形成一一对应关系,所以难以实现电网的全面感知。因此,提出了一种基于电力网络拓扑结构的信息网的局部演化模型,该模型包含信息节点和通信链路的新建与升级改造,其新建节点与链路以生长演化的连接方式接入信息网络。此外,基于部分相依电力信息物理系统连锁故障传播模型,以负荷损失的互补累积概率作为标准,来评价电力网络和不同重连概率的信息网络交互作用的可靠性。以某省220 kV及以上的电网系统为例来进行仿真分析,验证了信息网局部演化模型的有效性和鲁棒性,并通过构建信息网的局部生长演化模型提高了电网信息物理系统抵御连锁故障的能力。

电力机车服役IGBT模块焊料层空洞演化机理研究

牵引变流器作为电力机车关键部件,通过大功率绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)实现直流能量与交流能量之间的转换,达到对交流牵引电动机启动、制动和调速的控制,其可靠性直接关系电力机车运行安全,而焊料层失效是IGBT模块主要失效模式之一,分析研究焊料层缺陷变化规律对IGBT模块可靠性至关重要。通过对电力机车服役前后的IGBT模块焊料层进行CT扫描,统计结果显示不同服役里程数的IGBT模块焊料层空洞数量服从泊松分布,并且泊松分布方差λ值与器件服役里程数具有映射关系;基于空洞统计分布规律建立了计及初始缺陷的电力机车用IGBT模块多物理场仿真模型,从焊料层上下表面的应变数学描述研究了随机空洞的演化诱因与规律;基于能量的疲劳寿命模型得到了空洞分布、尺寸与演化速率的关系,为指导器件优化设计和主动运维提供支撑。

湖北电网稳定特性40年演变回顾与展望

阐述了《电力系统安全稳定导则》(简称《导则》)颁布及两次修订的背景与意义,并详细回顾《导则》颁布以来湖北电网40年的发展历程,提出并划分了湖北电网5个稳定形态演变阶段,详细分析了各阶段电网稳定特性及其演变过程,最后对未来2~3年湖北电网发展及稳定特性变化进行了展望,为电网科学发展提供经验指导与借鉴。

论白云山壶穴的发育与演化

福建白云山国家地质公园的蟾溪、龙亭溪、首洋溪和黄兰溪峡谷中的花岗岩、火山岩基岩河床、浅滩及岸壁上发育数量众多、个体巨大、形态各异的壶穴,壶穴类型齐全,系统地展示了河床流水侵蚀作用,壶穴的发生、发展与消亡的演化过程。根据水动力条件、壶穴发育位置及形态特征,对壶穴进行分类,论述壶穴的发育与演化过程,建立壶穴的发育和演化序列。

权力-空间视角下城市文创旅游空间的生产与演化——以上海田子坊为例

近年来,旧城更新形成的文化创意产业园向旅游目的地转型已成为普遍趋势。既有研究对文创园区和旅游地形成的空间生产机制有所挖掘,但对文创产业园旅游转向的内生性动力的认识有待深入。本文结合列斐伏尔的三元空间理论和福柯的权力空间思想,采用实地调研、深度访谈与半沉浸式观察相结合的综合方法,从宏观-微观互动的角度对田子坊文创旅游空间的生产和演化机制进行研究。结果表明:①各行动主体基于社会关系和空间主权形成权力-空间关系;②为实现增长的集体目标,城市政府引导了具有生产性逻辑的空间制度设计,并与微观行动者进行权力的分配与互动,形成空间规训和生产机制;③在表征的空间中,商户的日常生活实践通过多样化的服从与抵抗的能动性策略,形成差异化的微观空间生产,推动文创旅游的空间实践与演化。研究还针对文创园区旅游化进程中存在的问题提供了治理启示。