Abstract:

近年来，智能终端和无线网络的快速发展使电力物联网终端设备和数据量呈指数级增长。这些数据资源已成为电力企业的重要资产，能够显著提升电网的智能感知、内控能力和客户服务效率。但作为国家关键基础设施的核心要素，电力数据极易成为网络攻击目标，一旦泄露会带来重大安全风险和经济损失。因此，电力企业需加强数据安全防护，解决数据交换共享和数据挖掘中的安全问题。本文提出一种云边协同的智能电网数据安全共享方案，通过结合零知识证明技术与秘密共享方案，实现细粒度访问控制和用户访问需求隐私保护。仿真结果表明，本文进行分布式数据访问验证所需时间不超过48 ms，该算法具有较好的性能。

Abstract:

低轨卫星具有全球覆盖的特性，基于低轨卫星物联网的长距离(LoRa)体制已成为研究热点。为解决LoRa调制方案在低轨卫星信道下的地板效应问题，本文针对差分LoRa调制方案提出两种差分LoRa解调策略。首先在存在动态多普勒频偏的低轨卫星信道下推导了一个封闭形式的符号错误概率(SER)表达式，说明LoRa调制在低轨卫星信道中的地板效应问题；之后利用蒙特卡罗仿真对推导的封闭形式SER表达式进行验证，并对LoRa调制和所提出的差分LoRa调制的误码率(BER)性能进行评估。仿真结果表明，与LoRa调制体制相比，差分LoRa调制及所提出的差分LoRa解调策略能有效提高动态多普勒频偏场景下低轨卫星物联网的误码性能。

Abstract:

随着数字化新型电力系统的大力建设，传统的电力通信网正逐步向更加坚强、弹性、多业务承载的全时全域通信网转变。针对全时全域通信网多类型终端业务同时接入以及海量数据传输带来的时间敏感业务确定性时延难以保障的问题，本文提出了一种基于时间敏感网络的全时全域通信网确定性时延保障技术。首先，基于对全时全域电力通信网中各类型业务的特点、重要度、周期性及时延需求的分析，建立了相应的业务模型并进行了优先级划分。然后，提出了基于时间敏感网络感知整形的流量调度机制，以确保门控调度表的计算能够满足时间敏感流在传输周期内的确定性低时延传输。为了实现最小化端到端时延的目标，采用了基于遗传算法和禁忌搜索算法联合输出时间敏感流量的门控列表计算算法，平均端到端时延较单优化算法降低15%，且将时间敏感流量时延抖动控制在2 μs左右，提高调度性能，为全时全域电力通信网的稳定安全运行提供了有力支撑。

Abstract:

针对电力物联网的下行协作传输过程中，在保证低时延通信的同时需对系统有效容量进行优化，以便为用户持续提供高质量的服务，提出基于远端射频头(RRH)协作的服务质量(QoS)保障策略(QG-RRHC)。设计了一种基于正交频分多址(OFDMA)的两层电力物联网网络模型，通过引入有效容量理论研究QoS保障的分布式RRH协作传输方案，在不同子载波上协同服务其下行链路数据传输；提出一个基于拉格朗日对偶的启发式优化算法解决联合优化问题。仿真结果证明，与其他基准算法相比，所提策略可显著提高系统的有效容量且接近最优性能。

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由于现代电网规模的不断扩大和复杂化，应对这种大规模、高复杂度的信息处理需求，需要一种能够整合和处理多源信息的技术，以提高电网运行的效率和安全性。为此，设计了一种基于模糊集合的电网运行多源信息融合方法。通过电力传感器、压力传感器、湿度传感器等多种传感器实施电网运行多源信息采集，传感器采集方式不可避免地给采集数据带来噪声，通过小波去噪方法对电网运行数据实施降噪处理和提取有效信息；结合模糊集合论中的模糊相似矩阵与D-S证据理论的多源信息融合方法，实现电网运行多源信息融合。实验测试结果表明，随着数据种类的增多，该方法的最大置信度处于增长阶段，多源信息融合最大置信度为0.94，多源信息融合结果可靠，适用于多种数据的信息融合。在加入5 dB、10 dB、15 dB、20 dB、25 dB噪声后，所设计方法的多源信息融合最大置信度降幅很低，多源信息融合鲁棒性良好，且信息熵值较高，说明其融合后信息丰富度更高。

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随着可再生能源的大规模开发和海量终端的高比例并网，下一代智能电网中的网络负载将进一步加剧，这给电力传感网络进行实时数据收集和处理、全域信息监测等带来了前所未有的巨大挑战。同时，传感器节点存在着能源补充困难和计算资源有限的问题，传统的网络结构难以满足新一代电网的需求，因此，研究如何提高电力传感网络的能量效率具有现实意义。本文提出一种移动边缘计算(MEC)辅助的电力传感网络计算卸载方案，在计算资源受限的情况下，对节点的任务处理时延和能耗进行优化，通过将优化问题建模为马尔可夫决策过程(MDP)，并使用双重Q网络(DDQN)算法对问题进行求解，以最小化系统总开销。仿真结果表明所提出的方案在时延、能耗和收敛性能等方面均优于基准方案。

Abstract:

随着能源互联网的迅速发展，车网互动等新型电力业务对服务质量的要求日益严格，给电力终端接入网带来诸多挑战。针对终端接入网多种通信技术覆盖范围重叠，通信方式可选范围广泛导致的资源浪费和网络性能下降问题，提出一种基于随机森林的通信方式选择算法(RF-CMS)。通过随机森林对海量多样的新型电力业务进行智能分类，为其选择最合适的通信方式；然后，从流量负载和通信质量角度出发，利用多智能体近端策略优化(MAPPO)算法为电力业务动态分配路由，确保各种终端业务数据(如测量信息、控制信息)能够在接入网中及时、准确地传输，从而保证电力网络状态的全景全域可观可控。将所提算法与仅基于MAPPO的路由算法在平均端到端时延、负载均衡度等方面进行对比，证明了所提算法的有效性。

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随着物联网(IoT)、大数据以及人工智能(AI)技术的快速发展，海量数据正在以前所未有的规模被生成和利用。这些数据中包含大量敏感信息，如何安全存储敏感数据成为亟待解决的现实问题。现有的数据存储方案通常侧重于敏感数据的直接保护，忽视了敏感数据与非敏感数据之间显性和隐性关联所带来的泄露风险。为此，本文从信息熵的角度深入分析了数据间的显性和隐性关系，提出一种快速评估显隐性关系并预测敏感数据泄露风险的方法。通过引入信息提升比(LR)和信息掌握概率(PIC)，能够有效识别非敏感数据对敏感数据泄露风险的影响。仿真实验中，统计特性数据集(SPD)中的单属性LR最大为0.308，联合属性LR可提升至0.891；敏感数据泄露风险的检测概率显著提高，最高达到23.2%。仿真结果表明，该方法能够有效识别并应对因显隐性关系带来的安全风险，显著提升敏感数据存储的整体安全水平。

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为在太赫兹自由电子激光装置上开展诸如太赫兹-激光泵浦探针等超快应用实验，需要太赫兹脉冲与激光脉冲具有飞秒级的高精确度同步，本文介绍了一种基于光电探测及压电陶瓷快反馈的技术方法。使用N-苄基-2-甲基-4-硝基苯胺(BNA)有机晶体产生太赫兹脉冲，并使用电控位移台模拟自由电子激光脉冲的随机抖动，由压电快反馈补偿系统快速调节激光光程，减小抖动范围，实现激光脉冲对太赫兹脉冲的高精确度实时跟随。

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太赫兹频段目标的极化散射特性与低频段相比，呈现显著差异。本文以二面角为例，研究不同表面粗糙度参数对目标散射结构判别及目标轮廓完整性的影响。基于线性滤波法对粗糙二面角进行几何建模；通过Pauli极化分解对太赫兹极化图像进行部件解译，定量分析雷达图像中目标轮廓完整性。电磁仿真验证表明：随着粗糙度增加，二面角的偶次散射分量减少，奇次散射分量增多，雷达图像的目标轮廓完整性更高。同时也表明了将极化解译与光学解译融合是太赫兹频段目标识别的重要思路。

Abstract:

为拓展紧凑型高频地波雷达(HFGWR)的应用领域，针对单站紧凑型HFGWR探测飞机目标的场景进行研究。通过探讨高速目标对距离谱和多普勒谱的影响及获取高速目标的速度和距离信息所面临的挑战，推导出线性调频中断连续波(FMICW)波形参数设计的约束条件，并针对长、短相干积累时间，分别设计了相应的波形参数进行数值仿真。研究表明，在长积累时间条件下，采用广义Radon傅里叶变换(GRFT)方法消除距离和多普勒频率的徙动，实现了目标能量的有效积累和运动参数的精确估计；在短积累时间条件下，通过时频分析结合贪婪算法，先估算目标的运动参数，再对距离慢时间信号进行补偿，显著提升了目标信噪比。通过理论推导和数值仿真，验证了单站紧凑型HFGWR探测高速目标的可行性，并为后续的实地测试奠定了理论基础。

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根据人工智能(AI)给电磁频谱安全带来的新威胁及抗干扰卫星通信系统的发展现状与趋势，提出一种基于AI的“分布式感知+分层决策+统一行动+准实时评估”的智能抗干扰卫星通信系统体系架构，以及相应的星上载荷、终端及地面站等单元组成架构与工程实现所需的硬件及软件架构，以适应日益智能化的干扰态势。结合所提智能抗干扰卫星通信系统体系架构大量采用深度神经网络的特征，研究其工作机制，提出基本工作流程及初步部署方法；分析梳理了相关支撑技术，指出在干扰认知、抗干扰决策、抗干扰波形重构、准实时抗干扰效能评估等方面传统技术的不足，探讨基于AI技术的研究现状和未来需重点关注并解决的问题，以期为基于AI的抗干扰卫星通信建设提供一定的参考和借鉴。

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针对无人机通信系统的应用需求，设计了一款新型超表面天线。该天线采用周期性超表面单元作为天线辐射结构，通过对电磁波的高效调控，获得宽带和高定向性等良好性能。天线采用3×3矩形电磁超表面阵列作为天线辐射体，使用0.15 mm厚度的铜箔制作并粘贴在7.8 mm厚度的聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫板上，同时利用共面波导加耦合口径的馈电结构降低天线剖面。天线尺寸为188 mm×111 mm×7.8 mm，剖面高度为0.034λ_L(λ_L为最低工作频率点对应波长)，重量仅为52 g，安装于铝制腔体中。仿真和测试结果表明，该天线的电压驻波比(VSWR)<2，阻抗带宽达到28.4%(1.30~1.73 GHz)，工作频段内增益为8.1~10.0 dBi。

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随着小型化可植入射频天线的快速发展，用于人体体征监测的无线感知技术迎来了新的发展机遇。基于种植义齿结构，提出一种介质谐振器天线。该天线具有良好的仿真和实测效果，在3.82 GHz具有-15.6 dB谐振，辐射效率可达97%以上，输入功率低于22.8 mW时，比吸收率(SAR)符合人体健康安全的要求。在此基础上上将该天线优化成一款内嵌金属的混合型介质谐振器天线，其增益更高，远场辐射方向图的定向性更强，可加强植入口腔后的天线信号的传输链路。所提出的两款天线尺寸小，性能优，有望基于种植义齿技术植入人体口腔实现对口腔环境的监测。

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毫米波安检图像的数据量少，对于不常见种类的危险物体数据量更少，同时数据呈长尾式分布。安检要求检出速度快，现有深度学习还不能完全适用于毫米波安检图像数据集。为满足日常安检，本文基于YOLOv5算法对毫米波安检雷达的人体隐藏目标的成像进行特征提取。首先对YOLOv5的算法框架进行研究，提出Focal CIoU损失函数对样本进行重加权，减少长尾效应；之后对数据集进行处理，将目标裁剪之后随机粘贴进现有图片以扩充和平衡各个种类之间的数据量，达到重采样目的；最后引入压缩激励网络(SENet)注意力机制，提高目标识别准确度。验证结果表明，本文方法的人体隐藏目标平均精确度均值(mAP)达到85.4%，较原始YOLOv5算法有4.7%的提升，满足日常使用场景的检测。

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选择有效的方案实现智能电网中的双向实时通信至关重要，电力线载波(PLC)技术提供了一种适合中国国情的低成本解决方案。介绍了OFDM PLC调制技术的优势，通过分析低压电力线通信信道输入阻抗，建立了低压电力线载波模块系统模型。并在关于电力线信道的研究基础上，设计了基于低压电力线的高速载波模块。测试结果表明，该载波模块设计方案具有较高的接收灵敏度和抗噪声能力。

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随着互联网的应用发展，用户对带宽的需求日益增大。同时，伴随着宽带接入技术的发展，终端可以同时具有多条网络链接，然而传统传输控制协议(TCP)采取单路通信，因而造成资源浪费。为此，IETF专门提出了多路径TCP(MPTCP)来实现TCP的多路传输，从而提高链路利用率和协议鲁棒性。本文对国内外MPTCP的最新研究成果进行了总结，包括MPTCP的体系结构、路由和拥塞控制等内容，可为国内研究者进一步深入研究提供参考。

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针对传统测量方法和测量仪器无法准确测量失真正弦波或非正弦信号有效值的问题，提出利用美国AD公司的真有效值检测单块集成电路AD536A测量任意高频信号真有效值的方法。从理论上说明平均值测量法测量的有效值与真有效值的区别，分析了当前有效值测量方法的缺点，设计了真有效值检测电路。实验表明，该测量方法和检测电路能实现对任意高频信号真有效值的测量。

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太赫兹光电子学的兴起推动了太赫兹波产生、传输和探测3方面理论和器件的快速发展。通过调控亚波长金属结构与太赫兹波相互作用的特异光学响应，太赫兹超材料和超表面器件已在太赫兹光束整形、导波和调制方面显示了巨大的潜力和优势，并可能推动太赫兹光源和探测器的发展。进一步发展和丰富太赫兹超材料和超表面器件，也将对太赫兹波在传感、通信和雷达等应用方面产生有益影响。本文综述了首都师范大学超材料与器件课题组近年来在太赫兹波段开展的基于超材料和超表面材料的光谱调制器件、光场调制衍射光学元件和主动光学元件的工作，介绍了超材料与器件的基本物理理论以及相应的实验研究成果，希望能够推动超材料与超表面太赫兹调制器件的发展与应用。

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针对目前井下人员定位系统存在的问题，提出一种基于步行者航位推算的辅助定位方法。利用低成本的惯性测量单元(IMU)和磁力计，设计稳定的姿态与航向参考系统(AHRS)，利用惯性导航的相关理论，并通过分析人员步行姿态，进行零速修正(ZUPT)，组成步行者航位推算系统，对井下人员进行实时航位推算。以实验室大楼走廊模拟井下矿道环境进行航位推算实验，实验结果表明，本方法对人员行走距离和方向做出良好的推算，能成为现有井下定位的有效补充，提高人员定位精确度。

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针对微应变片的高精密度、高线性度、高稳定度及较高增益的测量要求，采用仪用放大器AD625为核心器件，通过将精密匹配的电阻对安装于器件的恒温位置的巧妙设计，尽可能地消除电路中存在的共模电压，由于电路布局使匹配电阻的温度变化基本一致，也极大地降低了温度漂移的影响，从而获得了一种适用于微应变计测量的高性能差动放大电路，其增益的线性度达到约0.01%的水平，共模抑止比达到129 dB。

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因对半导体器件进行安全、快捷、无损伤的辐射效应研究及验证的迫切需求，激光模拟辐射电离效应方法应运而生，并得到了国外科研界的推动和认可。相比于大型地面辐射模拟装置，激光模拟方法具有许多独特优势，可为深入认识半导体器件辐射效应，开展有针对性的抗辐射加固设计提供重要的补充手段，其研究在理论和应用方面均具有重要意义。本文简要叙述了γ射线、激光与半导体器件相互作用产生电离效应的主要机理，归纳了激光模拟的物理基础和主要特点，总结了国内外发展的情况，深入分析了当前研究存在的问题，并提出了开展研究可以采取的手段和方法。最后展望了未来值得进一步探索的研究内容和方向。

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介绍了太赫兹频段引信天线的优缺点与背景需求。为实现太赫兹频段引信天线工程应用，分析了介质透镜天线在太赫兹频段的工作原理及应用特点，采用H面喇叭嵌装介质透镜天线形成太赫兹频段引信天线，可以有效缩短H面喇叭天线的纵向尺寸。并利用透镜的偏焦技术形成不同波束倾角的引信天线，对不同波束倾角的太赫兹引信天线进行了仿真计算，仿真计算结果验证了该技术方案的可行性。

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超宽频带传输在短距离内(通常10 m范围内)利用自身的带宽优势，可以通过较低的能量(功率谱密度小于-41.3 dBm/MHz)和较大带宽(超过500 MHz)进行高速通信(100 Mb/s以上，理论上可以达到1 Gb/s)。超宽频带通信技术与多入多出技术的结合还可以进一步增加通信容量。作为超宽带通信应用中重要的一环，超宽频带天线的优化设计显得尤为重要。超宽频带天线为带宽超过500 MHz或相对带宽大于20%的宽频天线。本通信选取最具代表性的Vivaldi天线为例，通过统计优化算法对多目标任务进行优化，得到130 mm ×100 mm尺寸天线的-10 dB带宽达2.4 GHz。该设计方法对宽频带、多参数天线设计有较好的借鉴。

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伪码跟踪环的设计是实现非相干扩频接收机的关键环节。为了实现非相干扩频接收机的伪码跟踪，设计了能量归一化的延迟锁定跟踪环，给出了环路的实现结构及环路参数的计算方法。分析了非相干扩频的特点，指出环路设计的关键点，在此基础上阐述了码环鉴别器、环路滤波器、超前滞后码发生器的设计及实现方法，并给出一套具体的实现参数。Modelsim仿真结果及FPGA实测数据表明所设计的环路能对伪码进行精确跟踪。

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针对ISO14443,ISO15693和Tag-it等多种协议，提出了一种新型的基于高级RISC微处理器(ARM)的射频识别系列通用射频卡读卡器的电路设计，并使用加密模块实现了在操作过程中对数据流的加密。介绍了系统组成、工作原理和工作流程，给出了加密电路和射频网络的详细硬件设计，对该设计结果进行了测试及分析，结果表明该电路能对有效范围内的多种类型的卡准确无误地读写和加密。

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TMS320DM642平台上实现TCP/IP通信，可为嵌入式多媒体系统的网络应用提供技术支持。分析TMS320DM642芯片功能和LWIP(轻量级网络协议)层次结构，通过LWIP的移植，实现TMS320DM642非NDK(网络开发者套件)解决方案的TCP/IP网络通信，实例验证了LWIP移植方法的有效性。

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作为一种快速精确进行超越函数运算的方法，坐标旋转数字计算(CORDIC)算法在现代工程实践中获得了广泛应用。本文简要介绍了该算法的基本原理，给出了具体的计算方法，并以双曲正余弦函数的求取为例，给出了CORDIC算法在FPGA中的实现方法，在集成综合环境(ISE)平台上进行了仿真。结果表明，由于采用了流水线结构，算法精度较高，实时性较好。另外，通过Matlab相应的算法进行了仿真，得出迭代次数和计算误差之间的关系曲线，有助于实际应用中选择迭代次数。

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为了提高调制器的灵活性和可扩展性，设计了一个中心频率和符号速率可调，且支持多种调制体制的高速通用数字调制器方案，并能产生中频为80 MHz，带宽为7.936 5 MHz的正交相移键控(QPSK)信号和16QAM(正交幅度调制)信号。集中论述基于软件无线电的通用调制算法、符号映射原理和高速成形滤波模块的具体实现。测试结果表明，该方案开放性好，结构简单，体积小，具有一定的实用性和通用性。

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空间光调制技术广泛应用于阈值开关、高速光互连、光逻辑运算等领域，对光信号的实时快速寻址有极高的要求。与电寻址方式相比，光寻址采用并行寻址，速度快，分辨率高，具有更大的优势。但在实际应用中，如何实现快速稳定的光寻址成为空间光调制的关键。本文以ZnO薄膜作为光导层，构造光寻址液晶空间光调制器，更好地实现了对读出光光强和相位的二维空间分布的调制。

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高速数据采集系统是现代雷达信号处理不可缺少的重要组成部分。文章以宽带侦察接收机信号处理为应用背景，论述了一种基于带通采样的高速数据采集系统的设计方案。该方案以Xilinx公司Virtex-5系列FPGA为平台，控制高速模数转换器ADC08D1000，完成数据采样、传输、存储、信号处理功能，并选取高速FIFO作为存储设备，解决数据率转换问题。该系统实现了软件、硬件设计，测试结果验证了方案的可行性。

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针对传统的油田GIS系统存在的不足，包括客户机/服务器(C/S)模式运维不便，无法在线实时绘制兴趣点(POI)，不能根据区域进行分割定位等方面，提出了相应的解决方案，设计并实现了基于AJAX+JSON+HTML5组合技术的浏览器/服务器(B/S)架构油田信息查询系统。实验结果显示，POI实时绘制功能和区域分割功能提高了交互性，丰富了用户体验，满足油田应用的实际需求，为多元化网络服务的发展铺垫了道路。

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对于THz频段的检测器，当器件的尺寸远远小于检测信号的波长时，可以获得快速的响应速度，但耦合信号的能力会下降。为了提高检测器的信号耦合能力，需要借助天线收集信号。因此天线的性能直接决定着器件的响应频段及灵敏度等参数指标。六氮五铌(Nb5N6) 微测热辐射计太赫兹检测器采用平面集成天线的方式来耦合信号，平面天线通过微加工技术，经过光刻、剥离等过程，集成在基片上，Nb5N6置于平面天线的中心。针对0.32 THz的中心频率，尝试采用电容耦合信号的设计方法，提高了Nb5N6的信号耦合能力。

Abstract:

为实现高频地波雷达中的多目标跟踪，有效利用多普勒量测改善系统性能，采用多假设数据关联算法的多目标跟踪系统，提出了多普勒速度优先的二重波门设置和基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的多假设算法。基于EKF的多假设算法，直接利用EKF过程中得到的参数更新观测向量方差，计算假设的概率，实现多假设数据关联。建立仿真场景，验证了二重波门设置能有效减少杂波干扰，并将基于EKF的多假设算法与独立假设下引入多普勒速度的关联算法比较，结果表明基于EKF的多假设算法在高频地波雷达这种较高杂波密度条件下效率更高，捕捉航迹和滤除虚假点迹的能力更强。

Abstract:

针对GMSK混合信号的单通道盲分离问题进行了研究。由于不能直接采用逐幸存路径处理(PSP)算法对GMSK混合信号进行分离，考虑对GMSK信号作线性近似处理，使得GMSK混合信号适用于PSP算法。该算法通过在符号序列和信道参数组成的联合空间进行最大似然估计，保留最优路径，输出符号对，从而获得分离信号。仿真结果表明，使用PSP算法对GMSK混合信号进行分离的误码率性能略优于粒子滤波算法误码率性能，但复杂度远低于粒子滤波算法。

Abstract:

针对汽车牌照的自动识别中倾斜问题，对Hough变换提出了新的用法。首先，根据灰度确定汽车图像中车牌的位置和范围，取出包含车牌的子图像；然后对子图像中的点作二级Hough变换算法，计算出子图像中主要直线的角度，该角度被认为是车牌的倾斜角度；最后，用插值旋转的方法进行校正。仿真实验验证了本文算法的有效性。

Abstract:

基于代理签名理论和前向安全签名理论，提出了一个前向安全的强代理签名方案，其安全性建立在求离散对数和模合数求平方根是困难的这两个假设的基础上。此方案同时对代理签名人和原始签名人的权益提供了保护，攻击者即使在第i时段入侵系统，也无法伪造第i时段之前的签名，因而具有较高执行效率和较强的安全性。

Abstract:

利用小波方法去噪,是小波分析应用于实际的重要方面。小波去噪的关键是如何选择阈值和如何利用阈值来处理小波系数,通过对几种去噪方法比对分析和基于MATLAB信号去噪的仿真试验,验证了小波去噪的优越性。通过对现场采集到的输油管线压力信号去噪处理,结果表明,该方法可以有效去除噪声。

Abstract:

从普遍接受的三个基本假设出发，讨论环境因子的定义和失效机理不变的约束条件，重点综述环境因子的研究现状和常用方法，并探讨引入反应论模型解决环境因子预测问题的可能途径。

Abstract:

从硬目标灵巧引信方案设计的角度出发，提出并分析了影响高G值加速度计所敏感的加速度值的几个关键因素：目标介质、着角、着速、加速度传感器安装位置、运载平台等对弹体倾彻性能的影响；在分析的基础上，对硬目标灵巧引信进行了初步的方案探讨；最后，给出了一设计实例。