Abstract:

随着通信技术的发展，卫星通信系统面临着日益严重的干扰问题以及干扰识别技术的挑战。针对这一现状，介绍了常见的卫星干扰信号样式及卫星干扰信号的发展趋势，分别从基于特征提取的干扰识别方法、传统机器学习方法以及深度学习方法3个方面介绍了卫星干扰信号分类识别技术的研究现状，分析了其各自的优势与不足。最后对未来卫星干扰信号分类识别技术进行了展望。

Abstract:

卫星通信能够提供超视距、大容量的通信服务，但在城市区域、峡谷森林等视线受遮蔽严重的区域，会出现视距衰落严重、多径效应显著等问题，影响通信质量。近年来出现的智能超表面(RIS)可以通过动态控制反射单元的电磁性质，构建可控电磁环境，为改善低轨(LEO)卫星通信质量提供新的思路。本文基于RIS基本原理与优势，对RIS用于LEO卫星通信中信道建模、信道估计、波束成形等关键技术进行探讨，最后分析了目前RIS在实际应用中面临的主要挑战，以期为LEO卫星场景下的RIS研究提供参考。

Abstract:

天地一体化网络处在开放的电磁环境中，会时常遭受恶意网络入侵。为解决网络中绕过安全机制的非授权行为对系统进行攻击的问题，提出一种改进的遗传算法。该算法以决策树算法为适应度函数，通过删除数据集中的冗余特征，显著提高了对网络攻击的拦截率。通过机器学习进行异常分类，并利用遗传算法的特征选择功能，增强机器学习方法的分类效率。为验证算法的有效性，选用UNSW_NB15和UGRansome1819数据集进行训练和检测。使用随机森林、人工神经网络、K近邻和支持向量机等4种机器学习分类器进行评估，采用准确性、F1分数、召回率和混淆矩阵等指标评估算法的性能。实验证明，遗传算法作为特征选择工具能够显著提高分类准确性，并在算法性能上取得显著改善。同时，为解决弱分类器的不稳定性，提出一种集成学习优化技术，将弱分类器和强分类器集成进行优化。实验证实了该优化算法在提高弱分类器稳定性方面性能卓越。

Abstract:

针对传统卫星功率控制方法存在资源浪费、时延长的问题，提出一种基于在线-门控循环单元(Online-GRU)信道预测的星上自适应功率控制方法，通过在线训练更新网络参数来解决离线预测算法存在的累积误差的问题。仿真结果表明，提出的在线训练算法比离线算法预测精确度提升了38.30%，相比在线-长短期记忆网络(Online-LSTM)节约了63.21%的训练时间；提出的自适应功率控制方法比固定发射功率的方法节约了55.74%的发射功率；同时，相比基于地面定时反馈信道状态的自适应功率控制方法具备更好的鲁棒性。

Abstract:

针对深空通信等超高动态低信噪比通信场景中，传统信号捕获方法存在着动态范围不足、精确度不够以及使用窄带多普勒模型导致对接收信号近似精确度不高的问题，提出一种基于二分搜索的接收端采样率调整方法。使用宽带多普勒模型对接收信号进行建模，并使用扫频余弦类信号进行多普勒频偏估计和定时估计，处理多普勒伸缩后的信号与本地信号采样率不匹配的问题。对所提方法进行同步性能仿真，仿真结果表明，所提方法采用正反扫频线性调频(UD-LFM)信号，能在信噪比为-49 dB、最大多普勒频偏为2 MHz的条件下，多普勒频偏估计误差小于400 Hz，定时估计误差不超过60 ns。相比不使用本文所提方法进行直接捕获，本文所提方法具有更高的捕获精确度以及更低的信噪比门限。

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低轨(LEO)卫星网络作为地面网络的重要补充，是未来天地一体化网络的重要组成部分。由于LEO卫星的高移动速度以及星地通信的大传播距离造成了高传播时延，因此需要新的针对LEO卫星星地通信背景的上行链路的定时提前量(TA)的计算策略。本文基于LEO卫星的星地通信场景，介绍了TA及其在协议中的规定，并针对LEO卫星的特点，提出一种LEO卫星通信的定时提前计算方法。通过仿真分析验证了所提方案的有效性，为LEO卫星星地通信系统的设计提供了参考。

Abstract:

对于全球导航卫星系统(GNSS)的抗干扰，最有效的是采用自适应天线阵技术，但这种抗干扰处理会引入与信号入射方向相关的载波相位测量偏差，限制了其在高精确度测量领域的应用。为减小抗干扰处理的偏差，引入测量偏差及其分析方法，建立仿真模型，并搭建软件接收机进行实验。结果表明，在不增加额外约束的条件下，采用空频最小方差无畸变响应算法实现空频抗干扰处理器，不会引入载波相位测量偏差，非常适用于对抗干扰性能和测量精确度均有苛刻要求的场合。

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基于GaN太赫兹二极管芯片，采用非平衡式电路结构，设计了一款260 GHz三倍频器。采用GaN肖特基二极管芯片提高电路的耐受功率和输出功率；采用“减高+减宽”的输出波导结构抑制二次谐波；采用高低阻抗带线结构设计了倍频器的输入滤波器和输出滤波器。测试结果显示，该三倍频器在261 GHz峰值频率下，实现最大输出功率为69.1 mW，转换效率为3.3%，同时具有较好的谐波抑制特性。

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太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术用于轨道交通易燃易爆危险液体的安全检测，需要兼顾速度和准确率。一般在大流量人群中，因为检测速度限制，不适合直接采用实验室常用的测试指纹谱之后再与样品数据库的吸收峰位置比对的方法来精确确定样品成分信息。针对轨道交通中典型液体样品，在常温常压和正常大气湿度(25 ℃、60%空气湿度)条件下，测试反射式THz-TDS的脉冲回波数据。建立非易燃易爆危险品、易燃易爆类、强酸类等分类数据库，结合样品光谱数据库特征，归纳了4种典型的时域脉冲谱线，即含有显著次级反射峰、微小次级反射峰、无反射峰和向下反转的次反射峰。依据太赫兹时域谱线次级反射峰的特征，结合分类识别决策模型，快速实现了综合分类判别，准确率达80%以上。

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软件定义无线电(SDR)要求数模转换器采样率越来越高、发射信号的带宽越来越宽，传统的数字上变频方法受限于现场可编程门阵列(FPGA)的时钟频率，无法满足应用需求。提出一种优化的高速数字上变频(DUC)设计方法，对插值滤波及数字频率合成进行改进。推导出高速数字上变频的数学模型，对传统数字上变频结构进行优化；设计高效灵活的内插滤波实现结构和数字频率的合成结构；分析给出内插滤波器多路滤波系数和多路并行数字频率合成的相位参数计算方法。硬件实现表明，该优化设计方法功能正确，便于工程应用，输出的数字中频信号数据率可达960 MS/s。该方法可实现不同倍数的内插，产生不同速率的高速本振信号，能够满足软件无线电中发射大带宽、高速率信号的数字上变频应用需求。

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信号在调制方式不同的系统之间传输时，需要对信号调制格式进行转换，而调制格式转换通常在电信号上进行，要将光信号恢复成电信号。在电信号上进行调制格式转换后，再经电光调制器变换成光信号发射。频繁的光电或电光转换通常会增加系统成本，针对该问题，提出了利用相干叠加在光域上实现二进制相移键控(BPSK)到正交相移键控(QPSK)以及QPSK到正交幅度调制(16QAM)的调制格式转换的方法。实验通过Optisystem软件对转换模型进行仿真，采用10 Gpbs伪随机信号作为测试信源，通过星座图观测出信号成功转换为QPSK和16QAM；并在不同光信噪比、光源线宽和信号功率下对转换模型与直接QPSK、16QAM传输模型进行误码分析对比，在相同条件下转换模型和直接传输的误码率高度保持一致，表明这种调制格式转换方法具有较高的稳定性和准确性，能够适用于不同系统间的信号传输。

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由于在不同时间、不同空间卫星接收数据底噪是动态起伏的，传统建模固定门限的方法存在缺陷。本文在时间维度上对卫星频谱感知数据的频谱占用模型进行分析，利用自适应阈值法确定噪声门限，对卫星频谱数据进行预处理，得到卫星频谱占用长度序列。为对卫星频谱的态势进行有效的统计分析，利用泊松分布和指数分布方法对频谱占用时间长度序列的概率密度曲线进行拟合，得到了适用于卫星频谱占用时间序列的概率分布模型。基于所得的卫星频谱占用状态模型，通过两状态马尔可夫链计算出卫星信道某一频点的状态转移矩阵，从而预测出信道占用和空闲的概率。利用卫星频谱感知数据构建的数据集进行反向传播(BP)神经网络训练，预测某一频点的占用长度。通过计算BP神经网络与传统的长短期记忆(LSTM)神经网络预测法的均方根误差(RMSE)，得到LSTM神经网络的RMSE为2.208 1，BP神经网络的RMSE为0.172 8。评估结果表明，BP神经网络准确度高。

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电磁环境日益复杂，电磁兼容性问题涌现，各类干扰对传输线信号传输造成的影响不容忽视。基于经典场线耦合Agrawal模型，结合时域有限差分法(FDTD)对双绞线(TWP)各场线参数的电磁耦合效应进行定量计算，为减少受扰的场线配置提出指导性意见。总结了各参数对双绞线电磁耦合效应的具体影响：线长会影响端接负载处的选频特性；节距影响较小，较小的节距会减小耦合；距地高度会显著影响电磁耦合，且高度越高耦合越强；决定入射方式的入射角、方位角和极化角对电磁耦合效应均有不同程度的影响，通过电场切向分量切片图可知，对某一角的分析需要考虑到其余两角的影响。双绞线传输线的电磁耦合效应与场线参数密切相关，各参数均有不同程度的影响，借助本文模型的计算与对结果的分析，可获得有效的低受扰双绞线传输线配置。

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基于硅基微电子机械系统(MEMS)三维异构集成工艺，设计并制作了用于相控阵天线系统的三维堆叠式Ku波段双通道T/R组件。该组件由两层硅基结构通过球栅阵列(BGA)植球堆叠而成，上下两层硅基封装均采用5层硅片通过硅通孔(TSV)、晶圆级键合工艺实现。组件集成了六位数控移相、六位数控衰减、串转并、电源调制、逻辑控制等功能，最终组件尺寸仅为15 mm×8 mm×3.8 mm。测试结果表明，在Ku波段内，该组件发射通道饱和输出功率大于24 dBm，单通道发射增益大于20 dB，接收通道增益大于20 dB，噪声系数小于3.0 dB。该组件性能好，质量轻，体积小，加工精确度高，组装效率高。

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为了解决当前正交频分复用(OFDM)无源雷达波束形成无法对分布于同一角度不同距离处的目标信号进行区别处理的问题，提出了一种基于回波信号子载波提取的频率分集新方法。通过对接收阵列不同通道OFDM数据提取不同频率的子载波信号并独立地进行处理，使得接收端波束图具有距离-角度依赖性，从而可实现对同一角度内不同距离处的目标分别处理，同时分析了不同频率分集处理参数对波束图性能的影响。该频率分集处理方式可以提高距离维信号处理自由度，使得接收波束能量可聚焦于期望目标点处从而提升雷达目标检测、定位和杂波抑制等性能。仿真分析表明OFDM无源雷达回波信号经频率分集处理后可获得点状波束图，并通过实测数据分析验证了该方法的有效性与实用性。

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利用二级Nested阵来构建稀疏L型阵列，针对此阵列，提出了基于压缩感知的角度估计方法。该方法通过计算接收数据的自相关协方差矩阵并向量化，然后进行重排序和去冗余，得到虚拟阵列的入射角信息。该虚拟阵列的长度远远大于实际物理阵列的长度，因而相比同物理阵元的均匀L型阵，阵列孔径和自由度明显增大。最后利用正交匹配追踪技术对虚拟阵列的l1范数约束问题进行求解，并完成二维角度的配对。计算机仿真表明，所提算法具有更高的信源分辨力，并且在高信噪比、高快拍数、大角度间隔条件下，具有更好的估计性能。

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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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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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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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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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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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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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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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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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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。

Abstract:

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。

Abstract:

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。

Abstract:

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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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。

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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。