MAP-WFRFT卫星信号星座隐蔽特性研究

针对卫星通信信号隐蔽性不足的问题,提出了一种基于多可变参数加权类分数阶傅立叶变换(muti-alterable parameter weighted fractional Fourier transform, MAP-WFRFT)的卫星隐蔽通信系统.新系统在传统调制方式基础上,利用MAP-WFRFT对卫星信号进行处理,使信号星座图分布发生旋转与发散,伪装成噪声或其他调制方式,从而实现信号的隐蔽.仿真结果表明,经过MAP-WFRFT处理后的卫星信号,通过改变加权项数M、变换阶数α、尺度向量V可以使信号星座图发生明显不同的旋转与发散.当3个参数满足文中推导的关系时,可以将QPSK信号伪装成16QAM信号.仿真分析误码率(bit error rate, BER)随M的变化规律,得到M值的增大会导致系统误码性能的下降.     

DL-MPWFRFT与星座扰乱的卫星隐蔽通信系统

针对4-WFRFT隐蔽通信系统,非目的接收机在一定时间内仍能有效的通过参数扫描获得解调参数的不足,提出了一种采用双层多项多参数加权分数阶傅里叶变换(DL-MPWFEFT)与星座扰乱的卫星隐蔽通信系统。在多参数WFRFT的基础上提出了DL-MPWFRFT,通过星座图的研究,分析了DL-MPWFRFT信号的隐蔽原理与特性,为进一步增加信号的隐蔽性,信号在DL-MPWFRFT变换后又增加了星座扰乱相位。最后,从误码率的对比,参数扫描次数两方面分别定性定量的说明了所提系统的抗截获性优势。通过对系统误码率进行对比仿真分析,发现即使信噪比达到15dB时,非目的接收机解调误码率仍在0.4以上。非目的接收机通过参数扫描获得正确解调参数,需进行(M/0.000 5)2次扫描。     

WFRFT MIMO卫星抗截获通信系统

针对卫星通信安全性不高、易被截获的问题,提出一种采用加权类分数阶傅里叶变换(WFRFT)与多入多出(MIMO)技术相结合的卫星抗截获通信系统。系统采用多层WFRFT调制信号,WFRFT的层数与发射天线数目相同,每层WFRFT采用不同的调制阶数。原始信号经WFRFT调制后具有时频域特性,能有效抵抗参数扫描,MIMO能有效提高频谱利用率及系统容量。经理论分析,采用WFRFT-MIMO通信系统可以高效地恢复原始信号,同时窃听方无法截获信号。以2发1收天线为例,分别从合法方与窃听方误码率(BER)性能对比、接收性能与WFRFT阶数偏差关系进行仿真,当窃听方调制阶数误差均为0.1,信噪比为20dB时,其误码率为10-3,与合法方相差4dB。并通过对不同收发天线组的性能仿真,信噪比为10dB时,3发4收天线的性能较2发1收天线提高了4.5dB。     

基于改进Logistic相位扰码的抗截获通信

为进一步提高卫星信号的隐蔽性能,结合加权分数阶傅里叶变换(WFRFT)的星座混淆特性与混沌映射轨迹的抗截获特性,提出一种基于混沌加密的卫星物理层安全调制方案.通过扩展WFRFT加权项参数,增加了卫星信号处理的多样性,在此基础上引入逻辑斯蒂(Logistic)相位扰码,提高了信息破解的难度,利用改进型Logistic映射方法生成相位旋转因子.仿真结果表明:所提出的加密调制方法在保持原WFRFT信号的星座特征和统计特性的基础上,具有更好的抗截获特性,窃听者误码率始终保持在0.5左右.     

基于CR-WFRFT的物理层安全认证方法

作为安全认证的重点研究方向,物理层认证能够节省上层的认证资源,对提高有限资源的利用具有重要意义。针对物理层认证过程安全性不高的问题,提出了一种加权分数傅里叶变换(WFRFT)与星座图旋转角度相结合的物理层认证方法。利用WFRFT的低截获性,基于星座图旋转角度的加权分数傅里叶变换物理层认证系统,能够在不对信号传输过程造成影响的前提下,通过提高计算复杂度降低认证信号的被识别概率。仿真结果表明:经过CR-WFRFT系统输出的信号被识别概率可无限接近于0,且误码率能够与原QPSK理论值相近。CR-WFRFT系统的物理层认证安全性得到了极大提高,进一步保证了信息的有效传输。     

联合多层WFRFT与人工噪声的抗截获通信技术

针对卫星通信安全性不高、易被截获的问题,提出一种多层加权类分数阶傅里叶变换(WFRFT)与人工噪声联合的卫星抗截获通信技术.首先,对WFRFT进行改进,提出多层WFRFT,并用其调制对信号进行加密,同时与多入多出(MIMO)技术相结合,使调制信号具有多个调制阶数而加密性更强;其次,通过在合法信道的零子空间上加入人工噪声来恶化窃听方的信道质量,并对人工噪声功率占比进行了优化设计,使得合法方误码率(BER)性能满足通信需要的同时,能够极大降低窃听方接收性能;最后,通过理论分析和仿真验证,表明采用WFRFT与人工噪声联合的抗截获通信技术,在合法方BER曲线右移小于1 dB时,可使得窃听方BER大于1×10~(-2),即基本不能正确解调信号,且此时系统仍具有较高的安全容量.     

小波变换在通信信号调制识别中的应用

空间传播的通信信号采用了不同的调制方式。在许多应用中,需要监视通信信号的活动情况,区分信号的性质,甚至截获其传输的信息内容。调制方式是区分不同性质通信信号的一个重要特征,而要截获通信信号的信息内容,就必须知道信号的调制方式和调制参数。给定一段接收的通信信号,调制识别的目的就是在未知调制信息内容的前提下判断出通信信号的调制方式,并估计出相应的调制参数。随着通信信号体制及调制样式的多样化和复杂化,信号环境越来越密集,识别难度越来越大。小波变换具有良好的时间,频率局域化特征和多分辨率分析的特性,所以小波变换是一种能有效地从不同调制类型的信号中提取瞬时特征的技术,而且不需要已调信号任何的先验知识。不同类型信号的小波变换系数的明显不同非常适合对调制信号的调制类型进行识别。本文在学习MFSK调制信号的基本特征的基础上,分析研究了三种类型的小波变换。     

水下冲激噪声环境下基于多特征融合的信号调制方式识别

通信信号调制方式的识别在水下通信系统中发挥着重要作用,但目前在传统理论基础上建立起的高斯白噪声环境下的识别方法在水下冲激噪声背景下的识别仍存在困难.针对这一问题提出了水下冲激噪声环境下多特征融合的调制方式识别方法.利用Alpha稳定分布建立水下冲激噪声的模型,提出了基于指数函数的非线性变换方法消除部分冲激噪声的信号预处理方法;对预处理后的信号提取频域的盒维数特征、信号包络的样本熵特征以及Stockwell变换(S变换)域能量熵特征,构成多特征向量进行融合识别.对3个种类和数量不同的调制信号集进行仿真实验,结果表明,多特征融合识别的方法在水下冲激噪声环境下较单一特征识别性能更好,对Alpha稳定分布的特征指数在1~2之间时,该方法具有稳定性.同时通过对比仿真发现,非线性变换预处理显著地提高了算法性能,且多特征融合的调制识别方法的性能明显优于单特征方法,可识别的信号种类更多.     

基于半监督聚类的MQAM信号盲识别算法研究

传统的聚类算法用在MQAM(multilevel quadrature amplitude modulation,多进制正交幅度调制)信号的调制识别中,算法的迭代次数多,特别对高阶调制信号运算时间长。针对此问题,提出了一种半监督聚类重构星座图的方法,由自适应减法聚类确定初始聚类中心,在其周围标记部分样本点并赋予初始隶属度值fik,根据标记的样本点数目确定可信度参数α的值。用fik和α来监督隶属度和聚类中心的更新,误差平方和函数迭代次数减少1/2。接收端识别时,提出基于星座图圆半径的调制识别方式,该方法能很好应对初始聚类中心数目不准确的情况,不需要进行聚类中心的合并与分裂。通过提取接收端星座图的特征参数R并与标准参数Rs进行比较,实现对MQAM信号调制方式的识别。仿真结果表明运算时间是传统聚类算法的1/3,对4~256QAM信号的调制方式识别率在93%以上。     

单边直线感应电机等效电路参数研究

单边直线感应电机（SLIM）相对于旋转感应电机（RIM）存在气隙大、边缘效应等，若采用RIM开路和短路试验方法，会给参数测量带来较大误差。文章提出的一种适合SLIM参数测定的新型方案，只需测量电机输入端的总功率、相电压、相电流和频率4个量，即可计算出初级电阻、初级漏感、次级电阻、次级漏感、气隙电感和铁损电阻。电机的特性分析表明，该方法真实有效，具有一定的参考价值。     

气敏元件裸片动态性能参数检测系统

介绍了基于MSP430单片机、MCGS组态软件和Mudbus通信协议的气敏元件裸片性能参数动态检测系统．该系统能够实现温度、气体流量的控制,自动采集并记录温度、气体流量、气敏元件电阻或电压等参数,取代人工进行数据记录、数据整理和数据处理等烦琐工作,提高了检测精度与工作效率．     

永磁同步电机参数扰动抑制方法

在电机参数发生扰动的永磁同步电机控制系统中,为提高无差拍预测控制性能,需要对电机参数扰动进行补偿. 文中利用永磁同步电机数学模型分析了参数扰动对无差拍预测控制的影响;针对定子电感和定子电阻的扰动设计了自回归模型,利用前若干控制周期的参数扰动量估计出当前控制周期的扰动量;将估计的参数扰动量补偿到无差拍预测控制的输入端,实现对永磁同步电机的控制. 仿真和实验结果表明提出的自回归模型参数扰动估计方法能够有效抑制永磁同步电机定子电阻和定子电感的扰动.      

激光脉冲法测量硬硅钙石绝热材料热扩散率

本文采用非线性参数估计方法来确定硬硅钙石型微孔硅酸钙绝热材料的热扩散率.首先将绝热材料夹在两个金属片之间制成夹层结构试样,采用激光脉冲法测量试样背面温升;然后通过理论温升曲线与实验测得的温升曲线的拟合,来估计绝热材料的热扩散率.采用非线性参数估计可同时估计出热扩散率、散热系数以及试样吸收的能量.通过实验确定出进行热扩散率测量的绝热材料最佳厚度为1.6～1.9mm;由试样厚度精度和接触热阻所引起的测量误差在5.8%以内.     

应用概率统计方法对混沌信号进行非相干检测

提出一种基于概率统计的方法, 采用最大似然法和贝叶 斯公式, 在Chaos Shift Keying系统的接收端重构发射端混沌映射, 实现混沌信号的非相干检测. 在系统的发送端, 根据所发送的二进制信号对混沌映射系统进行分叉参数调制, 由于混沌信号对参数条件的敏感性, 所以在不同的参数条件下混沌信号有很大不同, 在接收端采用概率统计方法, 对信号发生的概率进行计算, 根据事件发生概率的不同判断接收到的数字信号. 理论推导和计算机仿真结果基本一致.     

多变量统计过程控制技术在火电厂设备故障检测中的应用

为了更好的对火电厂发电机组设备故障进行检测,运用多变量统计过程控制技术获得更为精确的机组设备参数模型.[过程和方法]采用线性分组、穷举搜索法找到每一个设备参数的最佳线性模型,利用多个模型实现对同一个设备参数进行故障检测.[结果与结论]对每一个设备参数都采用最佳线性模型可以最大限度的减少模型误差对故障检测精度的影响,运用此方法建立的模型具有更高的检测精度和灵敏度.     

犁面设计中比阻的完整表达式

本文以翻垡型犁面为基础,依据元线扫描曲面的规律,近似模拟了土壤质点在犁面上的运动轨迹,并通过对土壤质点运动的分析建立了与犁面几何形状、耕速、土壤参数相关的阻力公式。经计算和实测验证,证明该公式能较准确地反映出不同土壤、耕速、犁面参数的比阻,可作为目标函数进行犁面的优化设计。     

提高过程速率的本质浅析

本文从力学和电学两学科，对提高过程速率的本质进行讨论。得出：在过程推动力一定的情况下，要想提高过程的速率，必须降低过程的阻力；而过程的阻力又与物性参数有关，所以提高过程速率的本质即为研究表征物质特性的物理量──物性参数。这是自然界中一切过程的普遍规律。     

弱光强信号检测系统前级放大电路的设计

针对防伪全息产品参数检测中弱光强信号的探测,设计了一种实用化的基于ICL7650斩波自动稳零运算放大器的低噪声前级放大电路。同时,从电路形式设计和器件选择两方面论述了光电探测器基本前级电路设计要点,并在实验的基础上分析了影响光电探测器精度的因素。实验结果表明：电路输出信号信噪比大于90;电路在配置匹配电阻时输出信号的信噪比是无匹配电阻时的10倍以上。