基于交叉耦合新型三角形谐振器滤波器

采用高介电常数陶瓷作为介质,设计出一种基于交叉耦合的新型等腰直角三角形谐振器介质波导滤波器,在新型三角形谐振器结构上设计出正耦合与负耦合结构,基于交叉耦合理论,通过引入谐振器之间的正负耦合进行交叉耦合,实现了具有两个传输零点(TZs)的八阶介质波导滤波器。解决了一般介质波导滤波器带外抑制性能差、插损高等缺点,并进一步减小了滤波器的体积。测量结果显示:该滤波器中心频率为3.5 GHz,相对带宽为5.41%,带外3.34 GHz和3.78 GHz处有两个零点,带外抑制在-70 dB以下。

声明

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基于机器学习储备池计算的混沌保密通信机制设计与实现

针对传统混沌保密通信中安全性低、耦合机制复杂、接收端须配备特定动力学系统等问题,提出了一种基于机器学习——储备池计算(Reservoir Computing)的混沌保密通信设计,并通过数值与实验方法验证了机制的创新性与可行性。在数值方面,以图像和语音传输为例,采用具有更高安全性的时滞Lorenz系统和Mackey⁃Glass模型进行加密,在加密系统信息完全未知的前提下,接收端经训练后,可实现与发送端混沌完全同步并进行信息解密。在实验方面,基于可编程逻辑芯片(FPGA)对机制进行了硬件设计与实现,并以实时视频传输为例,验证了该保密通信设计的实际应用价值。还引入了针对不同加密系统的校准方法,以进行长时间稳定混沌同步和通信。此外,通过噪声研究,证明了该通信机制的鲁棒性。理论与实验结果对推动新型保密通信与机器学习交叉研究有一定的参考价值。

基于强约束字典联合深度神经网络的单通道语音分离

针对基于字典学习语音分离方法的“交叉投影”问题,提出了强约束的优化函数,不仅抑制重构信号和目标信号的误差,约束干净信号在联合字典上的误差,而且抑制干净信号在其他字典上的投影并限制字典间的原子相关性。此外,为了进一步提高两个相似信号的分离效果,提出基于强约束字典联合深度神经网络的单通道语音分离方法,首先利用强约束字典实现目标与干扰语音的初步分离,然后通过联合约束利用深度神经网络实现语音与干扰语音交叉投影残余的分离。实验结果表明,与其他优秀单通道语音分离方法相比,该算法有效提升了语音分离系统的性能。

《南京邮电大学学报(自然科学版)》投稿须知

1.来稿必须具有创新性、学术性、科学性、准确性、规范性和可读性。论文篇幅(含图表)一般限8000字以内。2.论文要求主题明确、数据可靠、逻辑严密、文字精练、图表清晰。文稿必须包括中英文题名、作者姓名、作者单位及邮编、中英文摘要和关键词(3~8个)、中图分类号、正文、参考文献和作者简介(包括姓名、性别、出生年、籍贯、学位、职称、研究方向等内容),并在首页地脚处注明基金资助项目的名称和基金号。作者的外文姓名一律用汉语拼音全部拼出,姓(字母大写)在名前,名连缀成一词,两字间加半字线分开.

基于联合优化的高通量卫星跳波束图案设计研究

跳波束技术因其灵活的资源分配方法得到了广泛关注,被认为是下一代高通量卫星系统的关键技术。针对控制信令随业务波束的场景,提出一种联合优化的跳波束图案设计方法,首先建立跳波束时隙分配的目标函数,通过凸优化算法尽可能地满足各波束的业务需求,然后综合考虑同频干扰、波束重访时间、系统同步等因素,对时隙分配结果进行联合优化,确定各波束的驻留时间和工作次序,解决了波束间断带来的同步问题。仿真结果表明,相比于传统方法,提出的跳波束图案设计方法,能够有效消除系统内部同频干扰,兼顾系统同步,大幅度提高系统吞吐量,满足业务的动态变化和不均性分布。

超高速移动下随机接入前导检测算法的分析与仿真

针对多普勒频移导致功率分散的问题,提出一种五窗口检测技术与双门限技术相结合的联合检测方法,规避了超高速场景下多普勒频偏带来的接收端相关峰值的能量泄漏的影响,提高了检测质量。文中算法能够保证在虚警概率满足3GPP协议要求的情况下,对接收端的随机接入前导进行检测,降低了漏检概率,提高了检测成功率。仿真结果表明,在超高速移动场景下,最大多普勒频偏为1960 Hz的情况下,随机接入前导通过加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道传输,基站侧漏检概率相比已有算法性能提升了1 dB,通过扩展典型城市(Extended Typical Urban,ETU)模型信道传输,基站侧漏检概率相比已有算法性能提升了0.7 dB,同时也有效地降低了虚警概率,能够较好地检测出随机接入前导序列。

一种改进的室内三维定位方法与实验

利用无线传感器网络进行室内定位的过程中,由于信号非视距传播而引起的误差存在,会明显地降低定位精度。为了减小非视距误差对室内定位的影响,文中提出一种新的室内三维定位算法。它将接收信号强度与到达时间结合进行定位,并利用二者测量信息的一致性以减小这种影响,从而提高定位结果的准确性。该算法首先获得节点的测量距离并进行校正,然后计算各测量距离对应的可信因子,最后根据所提出的目标函数求得目标节点的坐标。实验结果表明,所提算法比传统定位算法有更好的定位效果,能显著地提高定位精度。

区块链技术安全威胁分析

区块链安全在区块链技术的研究中是很重要的部分,目前区块链安全事件频频发生,对区块链相关的安全威胁需要提高警惕。文中首先对区块链进行了简要说明,然后详细分析了区块链在算法、共识协议、智能合约、用户使用和网络安全中的安全威胁。并说明了公证人机制、哈希时间锁定和侧链/中继链3种跨链技术存在的安全问题以及区块链本身特性对跨链产生的安全问题。进一步又介绍了区块链在安全领域的应用。再分析了区块链隐私保护中的两种隐私威胁。最后,对区块链各个方面的安全威胁提出了相应的应对策略和未来的研究方向。

融合RSF模型及边缘检测LOG算子的图像分割方法的研究

针对强度不均的图像,采用可变区域拟合能量模型(RSF)进行分割效果较好,但这取决于初始轮廓的位置,初始轮廓选择不好,直接导致分割结果出错。文中提出了一种将自适应可变区域拟合(Adaptive RSF)能量和优化的二阶微分边缘检测算子(LOG)结合的活动轮廓模型,进行图像分割。首先,计算闭合曲线内外信息熵,使其RSF模型自适应调整权值;其次,提出一个能量泛函优化LOG项,它可以平滑同质区域,同时增强边缘信息;然后,将优化后的LOG能量项与ARSF能量项结合起来,利用局部区域信息将曲线驱动到边界,在LOG项的加入下,实现了初始轮廓的自由设定,实现轮廓精确提取;最后,通过单个细胞图像进行实验,证明该模型不仅具有良好的鲁棒性,而且具有更高的分割精度和效率。

UHF RFID无线信道容量的研究

多径传播带来的码间干扰以及信号衰落是无线通信技术中经常遇到的问题。对于UHF RFID系统来说,同样降低了RFID系统的可读性,增加了系统的误码率。因此,对UHF RFID无线信道进行研究具有重要意义。文中对RFID系统所具有的最大信道容量进行了研究,并分两部分进行了介绍,首先对UHF RFID系统的信道模型进行了分析,然后对UHF RFID系统在Rician信道和Rayleigh信道利用不同方法传输信息时所具有的最大容量进行了研究,并借由MATLAB这个仿真工具,得到了在两种方法下,在相同信噪比的条件下,Rician信道拥有更大的容量,而Rayleigh信道对信号拥有更大的衰减的结论。

具有网络诱导时延和数据丢包的网络保性能状态估计

针对复杂网络在数据传输过程中会出现时延和数据丢包的特点,研究了同时具备时延和数据丢包复杂网络的保性能状态估计问题,旨在减少传输过程中出现的时延和丢包对状态估计的影响。根据李雅普诺夫稳定性理论和随机分析方法,以线性不等式的方式提出了满足相关性能指标要求的状态估计器增益矩阵的设计要求。估计状态误差在满足渐进收敛前提下,能进一步满足实际应用的性能指标要求。仿真结果表明,所设计的保性能状态估计器可以有效地估计出源复杂网络的状态信息。

基于Tikhonov和全变分正则化混合约束盲去模糊方法

为了使模糊图像在边缘区域和平滑区域有更好的复原效果,通过分析图像的稀疏平滑特性,提出一种基于Tikhonov和全变分正则化混合约束（Tikhonov-Total variation model,TTV）模型的盲去模糊方法。首先用Shock-Direction Filter（简称为SDF滤波器）提取图像边缘信息,然后利用Tikhonov模型和全变分模型分别在图像特殊区域的不同表现,分别对不同区域进行不同的正则化约束,最后提出一种多变量正阈值约束的分裂布雷格曼（Multivariable Positive threshold constraint Splitting Bregman,MPSB）算法对提出的新型模型进行数值最优化求解。从实验结果可以看出,相对对比算法,该方法不仅能够准确的估算模糊核（Blurring Kernel,BK）,而且在主观上实现了更好的复原效果,在客观上本文方法的峰值信噪比（PSNR）增量提高了3.4~4.7 d B。

基于稳定匹配的多回合迭代D2D资源分配方案

在D2D(Device-to-Device)通信中,移动用户相互之间无需通过基站就能直接进行通信。D2D的主要优势在于能有效地改善频谱利用率,提升移动用户的吞吐量,但是复用蜂窝用户的频谱资源所带来的严重干扰是一个严峻的挑战。合适的资源匹配是有效防止干扰的最直接的措施,文中提出了一种新的D2D资源分配方案——基于稳定匹配的多回合迭代(Multi-Round Iteration Stable Matching,MRI SM)D2D资源分配方案,即在稳定分配的基础上引入多回合迭代算法完成二次优化,以最大化系统吞吐量为目标,使每个D2D对复用更合适的频谱资源。仿真分析可以看出,文中提出的方案能提升D2D的满意度,系统吞吐量也有所提高。

基于时分复用的LTE系统干扰协调算法

在多小区间的OFDMA网络中,用户分配和负载随时间变化不断变化,会导致严重的小区间干扰。为解决此问题,文中提出了一种新的资源划分方法:时域资源划分。此划分方案可以使用户在整个频域上调度最好的资源块,并且不用考虑小区边缘用户分布不均,避免频率资源的二次调整,节省了信令开销。这种时域资源划分方案与传统的公平比例调度算法有效的结合在一起,可以有效地提高系统的吞吐量。理论和仿真分析表明,所提的方案与传统的频域划分相比,使小区边缘用户的吞吐量以及多用户分集的效果得到了提高。

一种基于时频二维的干扰协调方案

在多小区间正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDMA)网络中,由于采用了同频复用的网络覆盖策略,导致了严重的小区间干扰。因此,如何尽量减少小区间干扰对数据传输的影响,成为了亟待解决的问题。文中提出了一种基于时域和频域二维的干扰协调方案,这种方案可以使边缘用户在整个频段上选择最好的资源块进行调度,提升了频率选择增益,有效的提高系统的吞吐量。通过理论和仿真分析,可以证明基于时频二维的干扰协调方案与传统的资源划分方案相比,系统的吞吐量得到了显著提高。

室内视距通信的毫米波传播特性研究

毫米波的宽频带特性可以有效地解决高速宽带无线接入中面临的许多问题,是当下最具前景的短距离无线通信技术之一。文中基于入射及反弹射线法/镜像法对室内空房间的毫米波传播进行了仿真和分析,仿真结果与已知文献测量结果一致性良好。文中通过仿真得到接收功率和均方根时延扩展等传播参数,分析各种因素对接收功率的影响,该研究为以后简化室内毫米波传播模型提供了理论基础,有利于室内无线通信的网络规划与优化,为未来5G技术的发展奠定了基础。

基于压缩感知的MIMO双选择性衰落信道的估计

为了减少MIMO(multiple-input multiple-output)时频双选择性衰落信道估计过程中需要的导频符号数,文中对多径信道的时延和多普勒频移构成的时频二维有界区域进行量化,将该信道估计问题建模为压缩感知理论中的稀疏信号重构问题,提出了一种采用正交匹配追踪估计MIMO双选择性衰落信道的方法。仿真结果表明获得相同的估计性能,所提出的压缩信道感知方法比传统的最小二乘法能节省近50%的导频符号,且该方法在低信噪比的场景里也能获得较高的估计性能。

一种改进的基于动态贝叶斯博弈的主用户频谱策略

针对主次用户博弈中信息为不完全信息的情况,提出了一种基于动态贝叶斯博弈的主用户频谱策略。在给定目标信噪比的情况下,将主用户的发射功率看作是其出租频谱代价函数的影响因素之一。根据发射功率的不同,得出主用户的两种不同的代价类型,再根据海萨尼转换,将主用户的多种类型组合,最后利用动态博弈方法分析主用户的频谱策略和收益。仿真结果表明,若博弈的某一方认为其它博弈方出现高噪声的概率逐渐增加,该博弈方在保证自身通信质量的前提下将相应增加其出租的频谱数量,从而获得更大收益。