基于自动识别系统信息感知的海事安全预警概率算法研究与安全建议

在大波浪,扰动,船舶密集等区域能够及时和连续收到AIS感知信号是改善航行安全的问题之一。在无线电干扰的情况下,为了确保海上安全和保护海洋环境,AIS信息感知信道中导航信号的概率研究具有实际意义。本文的研究目的是建立用于计算在AIS信息感知信道中海事信息信号概率的数学模型并根据信任系数来评估信息信道的保护因子以提高航行安全,在此提出与接收AIS信号概率相一致的信道保护合理值,就能评估理性ITU-R规定中对AIS系统广播时间和中继器的规则。同时结合AIS设备特性分析其与遵守COLREGs-72之间的联系。在此提出安全建议以帮助水手完善工作和改善设备。     

飞行冲突调配概率安全评估方法研究

现行技术条件和运行模式下,通过地面监控与引导、地空协同、调配和化解飞行冲突是保障空中交通安全的关键,因此以飞行冲突调配为对象,开展量化的安全性分析是一项重要的基础性工作。结合空中航行的运行实际,对飞行冲突检测与解脱的过程进行了分析,并利用事件树分析(ETA)方法对飞行冲突调配的逻辑顺序进行了解析。针对评估中人失效的问题,采用了人误评估与减少技术(HEART)分析飞行冲突调配过程中空中交通管制员、飞行员的人因失误概率。最后在综合考虑防相撞设备可靠性因素后,得到飞行冲突调配的整体失效概率。研究结果表明:利用ETA和HEART组合的概率安全评估模型对空中航行系统进行安全评估是可行的,为空中航行安全性分析提供了量化参考,同时为防范空中飞行冲突风险提供了指引。     

船舶设备安全状态的量化评价

以影响航行安全的有关船舶设备的故障发生状况为对象,运用安全系统工程中的可靠性分析理论对船舶设备分析和评价的方法进行了研究。利用收集到的资料对船舶的实际设备和系统进行了安全分析和评价,找出了在所分析的系统和设备中存在的薄弱环节和潜在的危险,提出了改善和消除存在问题的建议及确定安全管理目标的依据。     

无线多跳压缩感知协作网络的物理层安全研究#br#

协作通信可以有效提高物理层的安全性能,而多跳协作通信可以增大系统的传输距离及削减传输过程中造成的信号衰落. 现有的方法大部分都需要已知窃听信道状态(ECSI)来分析协作通信系统的安全性能. 在实际应用中,这个先决条件往往难以满足. 将压缩感知中的测量矩阵用作加密方式可以有效保障系统的安全性.多跳压缩感知解码转发(MCS-DF)方案是一种不需要已知ECSI 的安全通信协作机制. 该机制将系统的传输过程等效为压缩感知中的测量过程,实现压缩和加密. 研究结果表明,当窃听节点个数小于跳数时,即使主信道条件差于窃听信道条件也可以实现安全通信.     

基于AIS和ECDIS的自动避让系统的研究

人为失误是发生海上碰撞事故的主要原因，建立完善的船舶自动避让系统是减少人为失误、提高航行安全的关键。快速、正确、详细地采集目标船和周围的环境信息是自动避让决策的基础。通过对现代航海技术AIS和ECDIS功能的分析，提出利用AIS和ECDIS解决自动避让系统信息采集问题的观点，以期对自动避让系统的开发研究有所帮助。     

感知无线网络感知用户接入授权系统的模型研究

在感知无线网络中,感知用户接入授权系统是提高频谱利用率的一种有效方法.本文将感知用户接入两种授权无线电系统的连续时间的马尔可夫模型,进一步推广到接入多种授权无线电系统的一般模型.在此基础上,推导并讨论了几个重要的系统参数:阻塞概率,被迫中断概率和信道利用率.数值结果表明,该系统在阻塞概率,被迫中断概率和信道利用率方面具有良好的QoS性能,并为进一步研究感知无线网络奠定基础.     

AIS性能标准对船舶航行安全的影响

船舶自动识别系统(AIS)作为一种新型的船用助航设备在船舶避碰方面起到重要的作用,通过介绍AIS的发展过程与技术性能,分析因盲目信赖AIS可能带来的不安全因数,针对如何充分利用AIS的特性,提出维护水上交通安全的看法.     

基于线性神经网络的物理层安全波束赋形方案

对物理层安全传输中的安全波束赋形技术进行研究,提出一种新的波束赋形方案。在多输入单输出系统中,将信道估计、信道状态信息反馈、波束赋形设计3个过程合并为一个利用线性神经网络的反向训练过程。利用信道的互易性,由单天线合法接收端发送训练序列,通过神经网络训练得到多天线的发送方保密信号和人工噪声波束赋形的权值。对误比特率和保密容量进行仿真,表明该权值训练方法可行且有效,方案的安全性能非常接近理想信道状态信息条件下的常规安全方案的性能。相比较常规方案,所提方案复杂度显著降低。     

基于压缩感知的协作系统物理层安全分析

将压缩感知技术引入协作通信系统中研究其物理层安全问题.在多源多中继协作通信系统中,将源节点通过中继节点到目的节点,源节点到窃听节点的信道矩阵作为压缩感知的测量矩阵,目的节点和窃听节点可以采用信号重构算法进行重构.通过系统仿真证明,窃听节点存在对信道估计存在误差,合法目的节点的重构性能优于窃听节点,可以达到安全传输.     

基于安全域的输电系统概率安全评估系统框架

针对输电系统概率安全评估问题,提出了一种基于安全域的输电系统概率安全分析系统的模型.介绍了该模型的构成、实用动态安全域和割集电压稳定域在概率安全评估中的应用,以及概率安全评估的计算步骤.该系统应用最新的安全域的研究成果,在能量管理系统数据的基础上,通过对安全域、随机潮流的计算,实现了输电系统在线概率安全评估.给出的动态和静态不安全概率指标,可用于指导运行人员进行预防性控制决策.     

宽带认知无线电中高效协作频谱压缩感知方案

文中将压缩感知、协作频谱感知、数据融合方法结合在一起,提出了一种新型高效协作频谱感知方案.除采用协作检测概率、协作虚警概率来衡量单个子信道的频谱感知性能外,还提出了系统无空率、系统误阻率两个概念以衡量整个宽带认知系统的频谱感知性能.仿真结果表明压缩感知理论可在近乎完美地重建信号的情况下有效地减少处理的数据量.     

MIMO系统发射端多天线选择保障物理层安全传输

针对MIMO系统信号传输策略中单天线选择方案在增大系统保密容量方面存在的局限性,本文提出发射端多天线选择方案以保障物理层安全通信。文中首先在已知全局信道状态信息的理想条件下讨论最优多天线选择方案;然后考虑较为实际的情况,即在未知窃听方信道状态信息条件下提出次优多天线选择方案;最后,为改进次优方案在低信噪比条件下系统保密容量较小的不足,提出次优多天线选择发射功率分配方案。通过理论推导保密容量表达式和数值分析,结果表明,与现有单天线选择方案相比,所提的多天线选择方案有效地提高了系统的保密容量。     

大规模MIMO-NOMA双向中继认知系统物理层安全研究

针对基于中继辅助传输的认知无线电-非正交多址(CR-NOMA)系统中，频谱利用率低及安全性较差的缺点，提出将大规模多输入多输出(MIMO)技术应用到基于双向中继的CR-NOMA网络中，使两组认知非正交多址(NOMA)用户在双向中继的协助下交换信息.在不完全信道状态信息的约束下，推导出受发射功率、信道估计误差和天线数量影响的安全中断概率的闭合表达式.仿真结果表明，随着中继天线数量的增加，安全中断概率收敛到特定数值，同时可得到复杂度较低且安全性能最优天线数量.     

基于AIS信息融合的船载航行数据记录再现

研究VDR与AIS信息融合的信息再现,分析VDR和AIS播发的信息及其系统结构,设计了基于AIS信息融合的船载航行数据记录再现系统,并介绍了系统的构成、技术以及功能.     

厦门港海上交通信息公共服务平台的设计

为了船舶进出厦门港的安全航行,本平台通过分析厦门港通航环境,采用了卫星遥感影像图技术、IBMR全景图(虚拟三维)的航行背景图显示与AIS信息的综合显示等新技术,在互联网上发布厦门港最新助航设施、航道锚地、码头泊位、水深、全景图、水文气象、海事信息服务和AIS信息等各类船舶助航信息.该项目能够帮助船舶用户获取厦门港的海上...     

基于实干扰对齐技术的两用户中继辅助信道的安全自由度分析

中继辅助信道是无线通信中的一种重要信道模型?针对源端与目的端有直接链路的两用户中继辅助干扰信道模型,2个合法发送端分别将保密信息通过中继发送给对应的期望接收端,而不希望被非期望接收端窃听到保密信息?结合实干扰对齐技术和协作干扰技术,从保密速率和安全自由度(secure degrees of freedom,S-DOF)2个指标来研究该模型的安全性能,使接收端能分离出期望信号,而非期望信号与协作干扰信号在接收端完美对齐?该方案中,中继采用放大转发的方式,同时发送一个协作干扰信号?然后设计实干扰对齐方案,分析得出系统的总安全自由度为1?     

无线多跳压缩感知协作网络的物理层安全研究

协作通信可以有效提高物理层的安全性能,而多跳协作通信可以增大系统的传输距离及削减传输过程中造成的信号衰落.现有的方法大部分都需要已知窃听信道状态(ECSI)来分析协作通信系统的安全性能.在实际应用中,这个先决条件往往难以满足.将压缩感知中的测量矩阵用作加密方式可以有效保障系统的安全性.多跳压缩感知解码转发(MCS-DF...     

从安全等级评估谈安全管理

建立计算机信息系统安全等级保护制度,将迅速提高计算机信息系统安全保护的整体水平。在计算机信息系统安全的五个层面中,管理层面贯穿于其他几个层面,是实施安全等级保护的保证。文章通过对一个试点单位的计算机信息系统安全等级评估情况,从管理层角度,浅谈了安全管理在等级保护中的重要性。     

瑞利衰落信道下噪声跟踪干扰检测性能分析

在瑞利衰落信道下,分析了跳频通信中噪声跟踪干扰的检测性能.应用认知无线电中协作频谱感知的思想,研究了AWGN(Additive White Gaussian Noise)信道下单跳信号存在干扰的检测性能,在此基础上,推导得到了瑞利衰落信道下的检测概率和虚警概率,应用硬判决中的"k out of n"准则,得到了瑞利衰落信道下噪声跟踪干扰的检测概率.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

衰落环境下信道增益和时延的联合估计算法

目的研究衰落环境中认知用户与授权用户之间存在未知时延情况下的频谱感知问题,提出一种信道增益和时延的联合估计算法.方法建立一种新的动态状态空间模型,用以描述授权用户状态、时变衰落信道状态和感知时延之间的关系;通过最大后验概率准则估计出信道状态,用以表述信道状态随时间变化的情况;最后基于粒子滤波方法得到授权用户状态估计以及感知时延估计;通过仿真实验,分别从信道增益和感知时延两个角度与现有方法的正确检测概率进行对比与分析.结果笔者所提出的信道增益和时延的联合估计算法(SFH)在信道增益角度正确检测概率相比信道增益估计算法(SFC)和能量检测算法(ED)分别提升2%、2.6%,在感知时延角度上提升3.4%、8.7%.结论笔者所提算法提高了接收信号统计特性,在保证实时检测的同时,显著提升了存在未知时延的衰落信道环境下的频谱感知性能.