航空通信网络中复杂干扰过滤技术研究

航空通信环境中存在复杂的干扰信号,对正常的通信信号造成强烈的干扰。利用传统算法进行干扰信号过滤,无法避免由于干扰信号过于复杂导致过滤不充分的缺陷。提出一种基于加权残差优化算法的航空通信网络中复杂干扰过滤方法。对原始信号进行降频处理,能够消除峰值干扰信号,提高了信号的准确性。根据加权残差修正优化算法的相关原理,对通信信号进行残差优化处理,经过处理后的通信信号在受到干扰时会形成零陷,实现了对复杂干扰信号的过滤。实验结果表明,利用该算法进行航空通信网络中复杂干扰信号过滤,能够有效提高过滤的准确性,效果令人满意。     

基于DHCP网络协议的人流密度Web监控系统设计

为了降低踩踏事件发生频率,设计并实现了基于DHCP 网络协议的人流密度Web监控系统,该系统通过DHCP网络协议将现场的人员图像实时传输给服务器,塑造了认证服务器和检测服务器,采用面向服务的架构以及依据角色访问控制相融合的技术管理监控人员的权限,监控人员依据不同的权限进入Web监控平台,Web监控平台实时的通过网络分析、控制、监控终端等模型监控和管理人员流动图像数据,并使用依据人员像素密度阀值的自主报警模块对人流密度进行报警,最终减少了人员踩踏事件的发生;采用该系统对某车站入口处监测点进行应用实验,在Matlab7.0平台上完成测试,实验时Web通信划分成外部干扰能够忽略和外部干扰不可忽略两种情况;仿真时间定为3 000 s,实验结果表明利用文章系统对人流密集区域监控的准确率达到97%左右,误差平均在3%左右,而传统设计误差在20%以上,表明文章系统的鲁棒性更强,更适合推广应用。     

正交时频空间调制移动水声通信方法

为提高移动水声通信可靠性,提出了一种基于正交时频空间(OTFS)调制的移动水声通信方法。针对水声信道长时延扩展的特点,设计了一种低复杂度交叉域Turbo迭代均衡算法,先在时域内对接收信号进行最小均方误差(MMSE)均衡,将均衡后的外部信息传递到时延-多普勒域进行软译码;再将译码后的软信息反馈回时域,作为下一次时域均衡的先验信息,实现均衡与译码的迭代检测。此外,针对OTFS水声通信中OTFS符号维度过大导致MMSE均衡复杂度过高的问题,采用了一种低复杂度MMSE算法,先利用矩阵对角线元素得到一组初始估计值,再将矩阵求逆问题转换为求解初始估计值与准确求解值之间的误差,继而通过对误差向量的不断迭代估计来实现低复杂度计算。湖试数据处理结果表明,所提方法可在最大移动速度4 kn的情况下实现OTFS信号的可靠检测。     

一种线性调频扩频水声通信的新同步方法

针对高速运动过程中的水声通信,提出一种新型稳健的同步方法。该方法充分利用线性调频（LFM）信号的自相关特性及LFM扩频水声通信解调原理。湖试结果表明该方法简单有效,能够消除同步误差累积。利用湖试数据进行的仿真结果表明:该方法在常速及变速运动情况下均有效;在水下24m/s高速运动、时变多途干扰、带内接收信噪比低于0dB时,数据率可达为100bit/s,误码率保持在10^-4左右。     

基于谱图分解的宽带通信信号智能检测算法

对于宽带通信信号检测问题,针对目前基于深度学习的信号检测算法不适应于处理大带宽和大时宽的宽带信号以及对信号时频参数估计存在的固有偏差问题,提出基于谱图分解的宽带通信信号智能检测算法,完成对大带宽接收信号中窄带信号的高效准确检测。首先将由宽带信号转化而来的灰度时频谱图通过谱图分解得到适合于目标检测网络输入大小的子谱图,然后使用改进的无锚框YOLOx目标检测算法对子谱图中的窄带信号进行检测,最后将子谱图的信号检测结果融合得到窄带信号的时频参数等检测结果。经过实验测试得出,该算法能够适应复杂的噪声环境,与其他深度学习算法和传统算法相比,具有较高的信号检测概率,较低的虚警概率,较小的信号参数估计平均误差,其检测精度更高,鲁棒性、实用性、通用性更强。     

适合传输快变信息信号的混沌调制保密通信

提出一种新的混沌调制通信方法.利用一个自适应控制器跟踪信息信号的误差对产生混沌载波的发射系统进行参数调制.同时，信息信号直接与混沌载波相乘作为发射信号驱动接收系统.在接收端，另一个自适应控制器维持收发系统的混沌同步并恢复出信息信号.由于同步误差与信息信号无关，从而实现了大幅度、快时变信息信号的混沌调制通信.理论分析和数值模拟的结果表明该方法增强了低维混沌系统的通信保密性. 关键词： 混沌调制 保密通信 自适应控制器 蔡氏电路     

基于单矢量差分能量检测器的扩频水声通信

通过获得扩频处理增益, 直接序列扩频水声通信系统具有较高的稳定性, 是高质量水声通信及远程水声通信的首选通信方式. 但复杂的海洋环境使得直扩系统在解扩时受到载波相位跳变的影响, 这将导致直扩系统的扩频处理增益下降. 为此, 本文针对直扩系统提出了差分能量检测器算法, 通过比较接收端相关器输出能量完成解码, 并与有源平均声强器算法相结合, 提出单矢量差分能量检测器算法. 该算法具有很好的抗载波相位跳变和多途扩展干扰的能力, 并可对信号方位信息实时跟踪估计, 利用估计方位进行矢量组合可获得矢量处理增益, 从而保证直扩系统可以在低信噪比、时变信道条件下稳定工作. 通过仿真分析和大连海试试验, 验证了本文提出的单矢量差分能量检测器算法的有效性和稳健性.     

水声正交频分复用系统载波偏移与脉冲干扰估计技术

载波频率偏移和脉冲干扰是水声通信系统中常见的干扰形式。为了提高系统的鲁棒性,消除这两种类型干扰的影响,提出利用空载波对载波频率偏移和脉冲干扰进行估计。空载波估计技术采用了分步优化和联合优化估计两种方法。分步优化估计首先利用重采样和空载波进行载波频率偏移估计,补偿后利用空载波对脉冲噪声进行消除。考虑到载波频率偏移和脉冲噪声估计时的相互影响特性,利用二者的联合估计得到优化解。仿真和水池实验结果表明,两种优化算法都取得了良好的效果;同时联合优化估计比分步优化估计得到更大的系统性能增益,在系统误比特率为10-2时,联合优化解得到了3dB左右的系统性能增益。通过对载波频率偏移和脉冲干扰的估计消除,大大提高了水声通信系统的鲁棒性。      

改进LMS的光谱信号去噪算法

微型光谱仪在检测高浓度比背景下多种痕量重金属离子浓度时,光谱吸收信号易受外部环境和内部电路的随机噪声干扰,多种痕量重金属离子的光谱吸收信号微弱易被噪声所淹没,严重影响了光谱定量分析结果的准确性和重复性,需要对光谱吸收信号进行去噪预处理。然而,大多数光谱去噪算法的一些关键细节参数的设置不仅需要通过反复的实验进行测试验证,还取决于研究者的现有经验和待解决对象的特征。针对这些关键参数对滤波效果影响大、选择难的问题,提出了一种基于sigmoid误差约束的改进型LMS自适应去噪算法。首先对标准LMS算法原理进行了分析,并结合微型光谱仪的数据干扰情况对标准LMS算法的滤波器结构进行优化改进,利用sigmoid函数具有误差约束的特性,对标准LMS算法的误差计算模块进行优化改进,降低算法对噪声敏感性;然后针对改进后的最小均方误差损失函数是一个非凸函数,提出了一种类交叉熵损失函数,将非凸问题转化为一个凸优化问题,在利用梯度下降法逐步最小化损失函数时,保证了局部最优解也是全局最优解,同时结合Adam算法来自适应地调整学习率因子,保证了算法具有较快的收敛速度;最后为了验证改进后的自适应去噪算法具有较强的去噪性能,通过交叉验证进行实验验证。对四种金属离子混合溶液的实测光谱吸收信号,添加不同信噪比的随机噪声后使用该改进的算法进行测试验证,实验结果表明:在处理信噪比低的吸收光谱信号过程中,所提方法相对于标准LMS算法、 SG去噪算法、小波软阈值算法、小波硬阈值算法,信噪比分别提高了9.225%, 19.678%,7.591%和12.042%;均方误差分别降低了59.647%, 63.070%, 53.600%和57.793%。该方法不仅能够有效地抑制强噪声,还原了光谱信号中的一些重要真实细节特征,而且也避免了关键细节参数需要依靠主观判断选择的问题,为分析低信噪比下的光谱信号提供了一种新的解决思路。     

互补型自适应滤波器在心磁信号处理中的应用

将心磁信号从干扰噪声中加以提取并有效地消除噪声干扰是心磁信号处理中尤为重要的环节 .从改进算法的角度出发，提出互补型自适应滤波器结构以实现心磁信号的消噪处理.该滤波器针对心磁这类非平稳信号进行设计，有效地解决了常规自适应滤波器应用于心磁信号处理时收敛速度和稳态误差的矛盾.通过仿真实验和心磁实验结果表明，该算法能有效地消除心磁信号的背景噪声和工频干扰噪声.同时该算法也可用于其他非平稳信号的消噪处理. 关键词： 自适应滤波 心磁图 最小均方误差     

光通信中的功率计算与通信距离等效验证

光通信具有设备体积小、重量轻等优点, 为了保证长距离通信的顺畅进行, 需要对发射功率进行安全系数较高的计算。分析了发射功率、光束发散角和接收灵敏度对系统通信距离与性能的限制。针对光通信中发射功率计算提出了一种安全系数更高的计算公式, 计算公式表明需要求出最小探测功率, 当通信所要求的误码率确定时, 探测器所需最小探测功率可以通过信噪比与接收器所需最小探测功率的关系计算得出, 在实际通信系统中, 探测灵敏度可以测出, 实际通信系统的透过率也可以测出, 探测器所需最小探测功率也可以通过检测得出, 通过实践验证两者结果吻合, 从而验证了发射功率计算公式的可行性。通过计算公式对安全系数最大情况下所能达到的通信距离进行了模拟验证。     

Quantum Communication Complexity

Can quantum communication be more efficient than its classical counterpart? Holevo's theorem rules out the possibility of communicating more than n bits of classical information by the transmission of n quantum bits—unless the two parties are entangled, in which case twice as many classical bits can be communicated but no more. In apparent contradiction, there are distributed computational tasks for which quantum communication cannot be simulated efficiently by classical means. In some cases, the effect of transmitting quantum bits cannot be achieved classically short of transmitting an exponentially larger number of bits. In a similar vein, can entanglement be used to save on classical communication? It is well known that entanglement on its own is useless for the transmission of information. Yet, there are distributed tasks that cannot be accomplished at all in a classical world when communication is not allowed, but that become possible if the non-communicating parties share prior entanglement. This leads to the question of how expensive it is, in terms of classical communication, to provide an exact simulation of the spooky power of entanglement.     

Communication in computation

The need for communication is an essential factor shaping the physical nature of a computing system. A computing system functions by bringing a large number of separate elements to bear on a common problem. Coordinated operation of the elements requires a large amount of communication among them through many long wires. Some implications of communication for the physical characteristics of electrical computers are as follows. Variability in manufacturing and of the environment within a system causes the elements of a system to differ from one another in their responses to electrical signals. Signals must be large enough to be interpretable by any element of the system. Therefore, the need for rapid reliable communication implies that signals that are large in some sense are required. The combination of large signals and many wires implies high-power dissipation. Fitting the pattern of interconnection into minimum space is a very complex problem which is one of the most severe limitations on the utilization of integrated electronics in computation. Experience has led to the establishment of certain quantitative generalizations concerning the communication requirements in large systems. Similarity between these and neuronal communication is noted.     

基于Java异步串行通信技术的研究

Java Communication API是Java平台下用于串口通信程序开发的唯一官方解决方案,Java串口通信程序均可以由官方提供的开发包中的示例程序括展;但以示例程序为基础开发的Java串口通信程序一般都存在着在异步通信模式下无法完整接收长串数据的缺陷;为解决这一问题,根据通信前收发信双方可以约定通信的数据长度这一特点,提出一种对接收到的字节进行计数的方法,以接收的数据长度为指标判断通信是否结束;通过实际编程验证,该方法克服了上述缺陷,具有很好的可行性与实用性,可以广泛应用于各种使用Java Communication API进行开发的场合。     

Communication by EPR devices

A recent proposal to achieve faster-than-light communication by means of an EPR-type experimental set-up is examined. We demonstrate that such superluminal communication is not possible. The crucial role of the linearity of the quantum mechanical evolution laws in preventing causal anomalies is stressed.     

Communication boundaries in networks

We investigate and quantify the interplay between topology and the ability to send specific signals in complex networks. We find that in a majority of investigated real-world networks the ability to communicate is favored by the network topology at small distances, but disfavored at larger distances. We further suggest how the ability to locate specific nodes can be improved if information associated with the overall traffic in the network is available.     

红外通信特性实验

介绍红外线和红外光学材料的基本原理和特性,在实验教学中开设红外通信实验,并通过对影响实验的相关参数进行研究,使学生了解红外材料的基本特性及简单的应用.