“分层递进”教学模式在电磁波与天线课程建设中的应用——以陆军工程大学课程建设为例

电磁波与天线课程作为将传统的电子类专业基础课(电磁场理论)和专业核心课(天线与电波传播、微波技术)进行融合的新课程,具有概念抽象、理论复杂、应用广泛等特点。在以往的课程建设过程中,存在着教学过程太单一、教学内容重理论、教学资源较传统和教学条件缺特色等问题。针对军队院校新的培养目标和学情特点,该文提出深化“分层递进”教学模式在电磁波与天线等电磁类课程中的探索与实践,对全面提升课程建设水平和人才培养质量有促进作用,对相关专业的课程建设具有一定的参考价值。

通信工程专业视域下的“概率论与数理统计”课程思政教学研究——以全概率与贝叶斯公式教学为例

概率与数理统计课程是对随机现象进行统计分析、演绎和归纳的科学,它是高等院校公共基础课程,是通信工程专业课程学习过程中的重要分析工具。在当下形势的课程体系下,在课程教学过程中融入思政元素意义重大。本文以全概率与贝叶斯公式为例,探讨如何针对课程思政教学案例的设计,以专业知识相关的案例为导向,以实际问题引出公式定义,研究全概率公式和贝叶斯公式所反映的由因索果和由果索因的双向思维过程和对立辩证关系,帮助学生理解公式的思想本质,加深概率统计课程的深度和内涵。

新工科背景下“电磁波与天线”课程教学探析——以陆军工程大学相关课程建设为例

“电磁波与天线”是研究电磁场与电磁波基础理论、天线与电波传播基础知识及其分析方法的一门核心专业课程,在人才培养中处于关键地位。针对新工科背景下的课程教学,首先分析了这门课程在课堂学习效率、数学物理基础、抽象思维能力、网络学习兴趣、动手实践能力五个方面的不足;其次从系统设计教学内容、深化教学方法改革、优化课堂教学设计三个方面探讨应对策略;最后总结了课程在教学手段、思想政治设计和教学模式方面的效果特色。课程教学探析对提升学生综合学习能力和电磁工程素养有促进作用,对相关专业课程的建设具有一定的参考价值。

一种用于紫外光通信网络的改进蚁群算法

由于紫外光通信网络信道时变性强,需要对应的自适应路由来解决组网过程中出现的网络传输时延大和节点能量消耗不均衡等问题。基于蚁群优化(ACO)算法,提出了一种用于紫外光通信网络中的改进ACO算法。该算法将网络节点能量引入到ACO算法状态转移概率公式中,并通过Matlab软件仿真分析了算法在不同收发角度、发射功率和数据传输速率条件下的时延性能。仿真结果表明:与ACO算法相比,当收发仰角为50°时,所提算法的时延降低了1 s,收敛速度提升了28%,收敛路径的平均剩余能量也明显提高,有效地延长了网络的生存周期。

短波通信中的低码率CRC-Polar编译码设计与仿真

针对短波通信中业务传输可靠性高的要求,设计了一种低码率循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check,CRC)级联极化(CRC-Polar)编译码算法。首先给出了基于CRC-Polar编译码的短波通信系统模型及参数,讨论了分段CRC校验、低码率构造与编码算法;其次对打孔、缩短及重复等码率适配方案进行对比分析,并针对性地设计了分段CA-SCL译码算法;最后从不同分段、不同码率适配等角度进行了性能仿真。结果表明,重复码率适配的分段CRC8-Polar码性能最好,优于似然比打孔方案约1dB。此外,在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道条件下,当数据传输速率为300bit/s、误比特率为10^(-4)时,所需信噪比为-6.4dB,优于美军标188-110C约3.4dB,实现了低信噪比下的可靠传输。

陆上漫反射光通信的安全通信方式

基于激光的漫反射能提供一种新型的快速便捷的陆上通信手段。针对强对抗环境中可能存在的窃听风险,基于物理层安全的原理建立了存在一个光源、一个合法接收者和一个窃听者的漫反射光通信系统模型。然后,对散射和漫反射两种不同接收方式的红外波段窃听链路损耗进行了理论分析和仿真比较。结果表明,在通常情况下,漫反射窃听的链路损耗更小、风险更大,应优先使用前向漫反射通信。

面向通信专业需求的大专层次数学课程建设思路与方法

“数学”课程是陆军工程大学通信工程学院大专层次学生的一门重要的科学文化基础课程,教学团队针对该层次学生的学情特点,从教学内容、方法、资源、思政四个维度全面实施“数学”课程建设。本文首先提出了“三个转变”的课程建设目标,探讨了课程建设的主要做法,包括模块化重组教学内容、针对性实施教学过程、体系化设计思政主题,最后对课程建设的创新点进行总结凝练。

基于SVM的跨湍流信道OOK调制光通信信号判决

自由空间光在提供快速稳定的数据传输、抵御外界干扰以及极强的安全保障等方面都表现出色。激光在大气信道的传输过程中,通信性能普遍会受到大气状况的影响,大气湍流引起的光强闪烁效应将导致系统链路性能恶化。研究了弱大气湍流信道下自由空间光通信中通断键调制信号的判决方法,首先依据对数正态模型对真实弱湍流信道进行数值仿真,然后针对实际使用场景下信道条件未知、模型训练数据与实际情形不匹配等难点,使用数据增广方法训练提升支持向量机模型的判决效果,进而提高跨湍流信道的判决能力。实验结果初步验证了数据增广方法会提高信道不匹配情况下的支持向量机判决模型的效果。

Transformer在域适应中的应用研究综述

作为迁移学习的重要分支,域适应旨在解决传统机器学习算法在训练样本和测试样本服从不同数据分布时性能急剧下降的问题。Transformer是基于自注意力机制的深度学习框架,具有强大的全局特征提取能力和建模能力,近年来Transformer与域适应相结合也成为研究的热点。虽然已有大量相关方法问世,但Transformer应用在域适应的综述却未见报道。为了填补这个领域的空白,为相关研究提供借鉴和参考,对近年来出现的一些基于Transformer的典型域适应方法进行归纳总结与分析,概述域适应的相关概念与Transformer的基本结构,从图像分类、图像语义分割、目标检测、医学图像分析四个应用梳理了各种基于Transformer的域适应方法,对图像分类下的域适应方法进行比较,总结当前域适应Transformer模型存在的挑战并探讨未来可行的研究方向。

无线电地图辅助的多无人机部署与用户关联离线规划方法

构建基于无人机基站(Unmanned Aerial Vehicle Base Station, UBS)的空地网络是解决移动通信网络覆盖等问题的重要途径。区别于地面移动通信网络,空地网络需要对UBS位置和用户关联进行联合优化。针对上述问题,首先通过构建二进制无线电地图(Binary Radio Map, BRM)使得UBS能够有效获取整个任务区域中用户位置关联的信道知识,在此基础上提出基于BRM的离线多UBS部署与用户关联联合规划方法。该方法以最大化网络效用函数为目标,通过互嵌套的启发式UBS部署位置搜索和基于匹配博弈的UBS-用户匹配实现UBS位置和用户关联的离线优化。在复杂城市环境下,相比于参考方案,所提方法可使得用户和速率性能提升10%~40%。

基于动态加权深度集成学习模型的小样本雷达信号调制识别方法

通过对雷达信号调制方式的识别有助于分析雷达工作的模式和目的,可为及时采取恰当的应对措施提供重要依据。为了解决小样本雷达信号调制识别问题,本文提出一种基于动态加权的深度集成学习(Ensemble Learning, EL)模型,该模型通过将多个简单、高效的深度学习模型集成,并根据不同学习模型的预测误差自动调整其权重,以提高集成学习模型的预测准确性与稳定性。仿真结果表明,通过对6种不同信噪比条件下的雷达信号进行识别,该算法可提高单个学习模型的识别效率。

基于Att-BiLSTM的雷达信号调制方式识别

识别雷达信号的调制方式有助于分析雷达的工作模式和目的,为及时采取恰当的应对措施提供依据。长短时记忆网络(LongShort-Term Memory,LSTM)深度学习模型在基于特征的调制方式识别领域中有着广泛应用,但LSTM模型的时间性能会随着输入数据规模的增大而下降。针对以上问题,文中提出了一种基于注意力机制的双向长短时记忆网络(BidirectionalLongShort-Term Memory,BiLSTM)的雷达信号调制方式识别算法。该算法通过BiLSTM提取信号原始数据的特征,再使用注意力机制为学习到的特征分配相应权重,最后由分类器根据学习到的特征输出分类结果。使用Python框架构建基于注意力机制的BiLSTM网络模型,以雷达辐射源信号特征仿真数据作为网络的输入和训练基础,实现对辐射源的调制方式的识别。结果表明,该模型在识别雷达信号的调制方式方面具有良好的效果。

基于BOPPPS教学模型的卡诺图化简法探讨

文章以“数字电子技术”中卡诺图化简法为例,遵循BOPPPS教学模型的六个环节,从导入、目标、前测、参与式学习、后测、总结对化简原理及方法等展开教学设计,运用启发式、讨论式、对比学习等教学方法,分解教学过程,让学员全方位参与学习,及时反馈学习效果,达成教学目标,提升教学成效。

基于荧光波长下转换的日盲紫外光通信探测

针对当前日盲紫外光通信系统接收端半导体光电探测器对日盲紫外波段不灵敏、响应度较低等问题,提出了一种基于光谱转换以提高信号探测响应度的紫外光通信接收方案。该方案利用二种波长下转化材料(掺Sn-硅酸盐荧光玻璃1和掺荧光染料聚苯乙烯2),通过LED@270 nm激励实现了450~650 nm的可见光探测。实验结果表明,在接收端的雪崩光电二极管窗口前贴附荧光下转化材料后,它对270 nm发射光的探测响应度明显增强;在1 kHz频率调制下,掺杂Sn-硅酸盐玻璃可使探测器的接收响应度提高1.5倍;当光源调制速率低于1.8 MHz时,掺荧光染料聚苯乙烯使得雪崩光电二极管探测器的接收灵敏度提高2倍。本工作在保留紫外光通信特点的情况下,为提高其探测灵敏度提供了一个全新的研究思路和方法。

基于Welch功率谱和卷积神经网络的通信辐射源个体识别

针对低信噪比条件下通信辐射源个体识别率低的问题,提出了一种基于Welch功率谱和卷积神经网络的通信辐射源个体识别方法。构建了由20个基于ZigBee协议的物联网设备组成的测试平台,将ZigBee信号前同步码部分的Welch功率谱数据作为辐射源指纹特征送入卷积神经网络进行分类。该方法在低信噪比条件下很好地保留了辐射源的指纹特征,结合卷积神经网络强大的微特征提取能力,对辐射源进行了有效分类。实验结果证明,在瑞利信道及低信噪比条件下,所提方法的识别效果明显优于其他方法。

信道化卫星通信系统的链路可靠性分析

针对信道化卫星通信系统的链路可靠性问题进行系统负载分析,综合考虑转发器非线性效应和卫星总功率受限的影响,对链路可靠性的指标构建一种最大化最小值优化模型,并提出了一种最大值回退搜索算法对该模型的子信道增益值进行求解,从而将非线性非凸的最大化最小值优化问题转化为一维搜索问题。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法在保持同等转发器功率利用效率的情况下,可以使系统的链路可靠性度量值增大1倍以上,有效地提升了系统的链路可靠性。

基于低压汞灯的紫外光通信多进制调制系统实验

针对当前日盲紫外光通信中低压汞灯采用二进制频移键控(2FSK)调制传输速率低的问题,提出了一种利用多进制频移键控(MFSK)对低压汞灯调制的方案.探测器采用紫外增强型雪崩光电二极管(APD),实验系统采用四进制频移键控调制低压汞灯,每个码元传输2比特的信息,实现低压汞灯最大调制速率为15 kHz,最大传输速率达到30 kb/s,较二进制频移键控调制成倍地提高了低压汞灯的传输速率.

基于K均值算法的逆向调制光通信信号判决方法

逆向调制无线光通信在无人机、小型化平台等领域具有广阔的应用前景,但是易受大气湍流的影响,接收信号会出现较大的低频随机性起伏,使用固定阈值的硬判决方法判决时误码率较高。为了提高信号判决的准确率,提出一种基于K均值算法的信号判决方法,通过学习接收到样值点的内在特征,依据其相似性动态自适应地对该窗口内的样值点进行分类。研究结果表明:湍流信道条件下,与传统的硬判决方法相比,基于K均值算法的信号判决方法误码性能更优,误码率为10-6时,信噪比需求降低约2 dB。

基于IMS的移动通信专网认证和密钥协商方法研究

为适应行业移动通信专网发展和保密通话业务需求,文章针对专网独立业务控制特点,在应用IMS技术架构的移动通信专网中,提出一种向前兼容的专网功能结构模型。文章研究分析了多个可应用于IMS专网的认证和密钥协商方案,并根据归属地服务器是否参与认证过程,分端到端、端到服务器两类应用场景,综合比较各类认证和密钥协商方案的安全性能和运算开销,最后给出较优方案,为专网通信安全相关机制建设提供参考。

卫星通信中极化信号安全传输技术研究

卫星通信在现代通信中扮演着重要角色,具有覆盖范围广、信道条件好、对通信距离不敏感等优点。由于信号的极化特性具有不受器件非线性影响、独立于空时频域等特点,在卫星通信中被广泛关注。但是,由于卫星的位置相对暴露且卫星通信具有广域性和广播特性,信息在传播过程中存在易被干扰和窃听的安全性问题。针对此问题,介绍卫星通信中传统的安全传输技术,并从信号的极化特性出发,阐述最新的研究成果,指出了未来的研究方向。