微小型组合导航系统软硬件协同设计

针对机载制导武器对组合导航系统小体积、低功耗、高实时性以及高可靠性的要求,设计了组合导航系统双CPU总体方案。基于Zynq全可定制平台搭建了组合导航系统硬件环境。在分析组合导航系统软件结构的基础上,对任务块、任务优先级以及任务间的同步机制进行了合理设计;同时基于对组合导航滤波器内数据交换的分析,通过设置消息队列实现了任务间通信,且在保证数据一致性的同时,避免了“死锁”问题的出现。     

基于跳频通信的移动机械遥控系统

为解决在同一个工作区域多个无线通信网络容易彼此干扰无法协同工作的问题,以移动机械工程车辆为控制对象,设计JRCJ500无线遥控系统,由用户手持终端接收用户操作指令,现场控制器驱动远程设备动作,实现对车辆的远程操作控制与状态信息反馈;采用STM32L低功耗处理器设计无线通信模块,选择公用通信频段,基于跳频扩频通信技术,约定无线通信数据格式与跳频频点,通过简单高效的跳频图案生成算法,在每一帧数据中添加同步字头,实现了无线通信网络的快速同步组网,保证了通信的稳定性,实现了在限定工作区域多台无线通信设备同时工作的应用需求。由于采用模块化设计,系统具有良好的通用性和可移植性,能够在多种复杂恶劣工作场合实现远程控制功能。     

基于事件触发的独轮车移动机器人跟踪控制系统设计

针对传统的时间触发机器人控制系统中通信要求高的问题,提出了使用事件触发控制器的独轮移动机器人控制系统;首先,根据类仿真方法在忽略通信约束的条件下合成控制器;然后,将问题建模为混合系统并在网络上实现;最后,导出了合适的事件触发条件;实验结果显示,使用基于事件触发的控制算法后实现了系统的解耦和镇定,可调节系统在阶跃输入激励下的响应;相比传统的时间触发设置,在确保跟踪性能的前提下,提出的事件触发策略能显著减少通信需求,有望应用于真实系统。     

无线携能通信系统中基于能量获取比例公平的波束成形设计

针对无线携能通信系统中存在能量获取不均衡的问题, 提出了一种基于能量获取比例公平的波束成形设计方案. 该方案在满足信息接收者的信干噪比以及发送端的最大发送功率等约束条件的基础上, 通过优化波束矢量实现能量获取的比例公平. 此设计在数学上是一个很难直接求解的非凸优化问题.为此, 本文首先利用半定松弛技术将其转换为半定规划问题, 然后结合二分法提出了可以获得最优波束矢量的迭代算法.此外, 在发送端仅知道部分信道状态信息且知道信道误差范围的情况下, 采用最差性能最优的方法对原优化问题进行了鲁棒波束成形设计, 并提出了相应的迭代算法. 仿真结果表明所提算法均可实现能量获取的比例公平且性能达到全局最优.     

基于半导体环形激光器的高速双向双信道混沌保密通信

提出了一种利用半导体环形激光器(SRLs)的新型高速双向、双信道混沌保密通信系统. 在该系统中, 首先利用交叉双光反馈对驱动激光器的顺时针模式和逆时针模式的混沌延时特征进行抑制. 然后将此混沌信号注入到一对响应激光器对应的顺时针模和逆时针模中, 以实现带宽的增强及混沌同步. 最后基于响应激光器之间的混沌同步, 实现高速率、双向、双信道的混沌保密通信. 通过对驱动激光器在交叉双光反馈作用下的混沌特性、以及响应激光器在不同条件下的同步特性进行了相关理论和仿真研究, 结果表明: 驱动激光器在合适的交叉双光反馈作用下可以产生延时特性被良好隐藏的顺时针模式和逆时针模式混沌信号; 在该混沌信号的注入下, 响应激光器输出的混沌信号带宽可以得到明显增强; 通过设置合适注入强度值和频率失谐值, 响应激光器之间可实现高质量的等时混沌同步. 最后, 对系统的双向、双信道混沌保密通信特性进行了讨论. 当10 Gbit/s信号传输距离为10 km时, 解调信息Q因子值仍可保持在6以上.     

基于水声信道传播时延排序的分层空时信号检测

基于分层空时编码的多输入多输出技术是一种极具潜力的高速水声通信技术, 但要实现这种潜力需要复杂的空时信号处理方法, 以抵消来自水声信道的多径干扰和异步到达干扰, 以及叠加在接收端的各层信号之间的干扰. 对低复杂度的空时信号处理方案进行了研究, 提出了一种基于子信道传播时延排序的有序连续干扰抵消信号检测算法, 利用子信道间的传播时延差, 实现可使差错概率最小的最佳检测排序; 给出了利用信道估计, 以极低的计算量确定排序的方法, 从而可以大幅降低信号检测的计算复杂度. 采用低复杂度的单载波频域均衡来抵消水声信道中的码间干扰和异步到达干扰. 仿真结果表明, 基于时延排序的信号处理算法可以获得检测性能的改善, 而且性能增益在高数据率时更加显著. 研究结果表明, 采用有效的信号处理方法可使水声信道中造成信号检测干扰的传播时延成为改善系统性能的有利因素.     

噪声情况下的量子网络直接通信

提出和研究了噪声情况下的量子网络直接通信. 通信过程中所有量子节点共享多粒子Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)量子纠缠态; 发送节点将手中共享的GHZ态的粒子作为控制比特、传输秘密信息的粒子作为目标比特, 应用控制非门(CNOT)操作; 每个接收节点将手中共享GHZ 态的粒子作为控制比特、接收到的秘密信息粒子作为目标比特, 再次应用CNOT门操作从而获得含误码的秘密信息. 每个接收节点从秘密信息中提取部分作为检测比特串, 并将剩余的秘密信息应用奇偶校验矩阵纠正其中存在的比特翻转错误, 所有接收节点获得纠正后的秘密信息. 对协议安全、吞吐效率、通信效率等进行了分析和讨论.     

A secure quantum key distribution scheme based on variable quantum encoding algorithms

The security of the quantum secret key plays a critical role in quantum communications.Thus far,one problem that still exists in existing protocols is the leakage of the length of the secret key.In this letter,based on variable quantum encoding algorithms,we propose a secure quantum key distribution scheme,which can overcome the security problem involving the leakage of the secret key.Security analysis shows that the proposed scheme is both secure and effective.     

博弈论在通信对抗态势预测中的应用

本文首先提出了基于博弈论预测电磁态势演变的基本构想,设置了通信对抗的场景并构建了相应的数学模型.其次,分析了通信对抗电磁态势生成流程,最后结合一定的作战背景进行了仿真实验,基于双方博弈的原则预测了通信对抗态势的演变.仿真结果与理论分析相符,该研究成果已在多个作战仿真系统中得到了成功应用.     

量子纠缠消相干对确定型远程制备的影响

研究了两种典型的量子纠缠消相干现象对确定型量子态远程制备方案的影响.首先对该确定型远程制备方案进行了分析,得到该方案确定性和比特消耗情况; 然后通过分析制备过程中纠缠消相干现象对系统的影响得出: 在极化消相干过程中,该系统保真度与目标量子比特在Bloch球上的经度选择无关,仅与目标比特的纬度和消相干的大小有关;在相位消相干中,该系统的保真度不会受到消相干的影响,仅与目标量子态的纬度相关. 关键词： 远程制备 纠缠消相干 通信消耗 保真度