基于泰勒级数展开法的船舶水动力数值预报

为减小由大、小时间参数区域划分不明确所导致的三维时域Green函数的数值误差,在大、小时间区域交界处采用泰勒级数展开法对三维时域Green函数进行计算.基于线性叠加原理,采用脉冲响应函数法对船舶辐射问题与绕射问题进行求解.将Wigley Ⅰ型船作为研究算例,数值计算结果表明:本文计算的三维时域Green函数数值精度在大、小时间参数过渡区域内提高了四个数量级,水动力数值计算结果与其他文献结果及试验结果吻合较好,证明了本文所建立的水动力分析模型的可靠性.     

可重构智能面辅助的低精度量化大规模MIMO系统的信道估计

针对可重构智能面辅助的低精度量化的大规模多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统中信道估计问题进行了研究。该系统的信道估计难点在于可重构智能面由近无源反射天线构成, 没有基带信号处理能力。系统观测值通过低精度的模数转换器量化使信道估计问题变得更富挑战性。本文基于基站-可重构智能面-用户的级联信道推导出等效信道, 并证明在虚拟角域上，该有效信道是结构稀疏信号。提出了基于期望最大化的近邻学习广义近似消息传递算法，从低精度量化的观测值中恢复等效信道。仿真结果表明所提出算法比传统算法具有更好的性能表现。     

大规模MIMO系统基于多分辨率深度学习网络的CSI反馈研究

快变信道环境下,采用频分双工模式下的大规模MIMO系统,用户通过反馈链路将信道状态信息(Channel State Information,CSI)发送给基站,为适应信道快速变化保证系统性能,要求降低反馈时延及减少反馈开销.提出一种基于深度学习的多分辨率信道状态信息网络(Multi-resolution Channel State Information Network,MCSINet),对反馈的信道状态信息进行压缩及预测,能够显著减少信道状态信息捕获与反馈开销,及降低时延.MCSINet模拟信道状态信息编解码系统,采用残差网络从信道样本中学习并完成信道预测,并通过多分辨率的卷积操作以及针对不同压缩率改变网络结构,从而更好预测信道状态.实验结果表明:与LASSO,TVAL3,CSINet等方法相比,MCSINet可以显著提高恢复信道状态信息,并且具有更低的误码率,复杂度和时延.     

基于电路活性测度的硬件木马检测方法

针对硬件木马的隐蔽性强和检测效率低等问题,提出一种基于电路活性测度的硬件木马检测方法.通过从恶意攻击者的角度分析电路,在电路的少态节点处植入木马激活模块(TAM),该方法可有效提升电路的整体活动性,进而提高硬件木马的激活度.以ISCAS'89基准电路S713为研究对象进行仿真验证,实验结果表明:TAM结构可将电路活动性提升1.7倍.在此基础上建立基于FPGA的测试平台开展侧信道分析实验,并采用主成分分析方法,实现低活性硬件木马的检测.     

无线网络物理层安全认证方法

针对无线通信中认证方法存在计算复杂度高的问题,提出一种无线网络物理层安全认证(PLSA)方法。首先,利用通信双方信道互易性和唯一性的特点,通过估计信道并量化信道响应提取出高度相关但并不完全一致的信道特征序列,然后基于信息论安全和信道编码理论提出安全认证编码,借助双方信道特征序列中蕴含的私密共享信息量优势,使合法通信方正确编解码,而第三方只能靠猜测消息码字实施认证攻击,从而建立不需要密码算法的物理层安全认证框架。利用典型集理论和窃听信道模型对PLSA方法进行安全性分析,发现在码本长度趋于无穷大时,攻击性能上下界趋于一致,从而证明了物理层安全认证具备可行性。仿真结果表明,与传统认证方法相比,当安全互信息量超过64bit后,物理层认证方法的攻击成功率优于传统认证方法。     

信道模型在无线通信环境中的适应性分析

为了更高效地分析无线传播环境下接收信号的相关性和频谱特性,提出了调整高斯散射体密度模型(Gaussian scatter density model,GSDM)和接收机位于外部的均匀椭圆模型(Uniform ellipse with receiver outside model,UERO)参数的方法。通过接收信号分量的均方根时延扩展和角度扩展来定义传播环境类型,使用最小二乘法来确定模型参数与时延扩展之间的关系。与模型参数最优值的比较结果显示,调整后两种模型的最小二乘误差普遍减小,说明此方法能有效地分析模型在不同传播环境中的接收角度的统计特性。     

2006—2016年三峡水库出入库水质变化及影响因素分析

使用2006—2016年宜昌断面及朱沱断面水质数据与影响因素数据,计算水质变化幅度,基于VAR模型的脉冲响应函数和方差分解,得到各影响因素对三峡水库出入库断面水质变化幅度的影响时长及贡献率大小.研究表明:长江从朱沱断面到宜昌断面水质变化幅度2006年为0. 07,到2016年下降到-0. 24,在年度上呈好转趋势.水质综合指数对工业污染源废水排放量的响应最大,持续时间最长;对农药施用折纯量和化肥施用折纯量的响应非常小,持续时间最短,但受其间接影响的持续时间非常长.主要驱动因素在研究时间内的贡献率由大到小依次为:工业污染源废水排放量贡献率为38. 10%、城镇生活污水排放量贡献率为33. 78%、船舶油污水贡献率为24. 17%、化肥施用折纯量贡献率为2. 61%、农药施用折纯量贡献率为1. 33%.不同污染物指数变化的影响因素不同,溶解氧的主要影响因素为船舶油污水产生量,高锰酸盐的主要影响因素为工业废水排放量,氨氮的主要影响因素为城镇生活污水排放量.     

基于直扩超宽带的超声波人体通信技术仿真

现有超声波宽带(UsWB)技术应用于人体通信存在速率不高、对多节点干扰抑制能力有限的问题。为此,提出一种有效抑制多节点干扰的超声波通信技术——直扩超声波宽带(DS-UsWB)技术,利用直接序列扩频和超宽带技术仿真超声人体通信。即在k-Wave中建模人体信道,利用建模信道的冲激响应仿真人体内多节点通信;根据信道冲激响应的时延特性确定发送信号参数,从而克服人体信道的多径效应。系统性能分析和仿真结果均表明,与UsWB技术相比,DS-UsWB可有效抑制多节点干扰和多径干扰,具有更高的速率和更低的误码率。     

基于原模图LDPC码的联合信源信道译码器的硬件实现

采用FPGA(field programmable gate array)设计基于原模图低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)码的联合信源信道译码器,信道部分和信源部分都是由原模图LDPC码组成.在原模图LDPC码联合译码器的硬件实现架构中,通过2步循环扩展得到了适合硬件实现的准循环原模图LDPC码,译码器信息的迭代更新采用TDMP (Turbo decoding message passing)分层译码算法,采用的归一化最小和算法使得P-JSCD(photograph-based joint source and channel decoding)具有部分并行结构.最后,为了降低资源消耗和译码延迟,采用了提前终止迭代策略.基于FPGA平台的硬件实现结果表明,该联合译码器的译码性能非常接近相应的浮点算法,并且最大时钟频率达到193.834 MHz,吞吐量为24.44 Mbit/s.