应用科学学报

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2016, 34(3): 0-0.

摘要 ( 368 )

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多层相位调制表面电控方案优化及其对散射特性的影响

傅毅, 洪涛

2016, 34(3): 237-250. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.001

摘要 ( 690 )

PDF (4634KB) ( 563 )

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为提升相位调制表面的吸波性能,提出一种利用差分进化算法优化其有源层电控方案的方法,扩展了相位调制表面结构中有源层的层数.基于时间调制理论分析结构散射特性,借助差分进化算法对结构电控方案进行优化.优化后的电控方案最大限度地减少了相位调制表面散射回波基频分量的大小及其空间覆盖范围,且随着有源层层数的增加,效果持续改善,直到吸波性能出现地板效应而限制了有源层层数的扩展.综合考虑结构的复杂度与吸波性能对于相位调制表面的设计有一定的指导意义.

天线物理特性对MIMO信道空域相关性的影响

薛翠薇, 朱秋明, 陈小敏, 廖志忠, 刘星麟

2016, 34(3): 251-262. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.002

摘要 ( 1491 )

PDF (3585KB) ( 758 )

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针对天线物理特性会对MIMO信道空域相关性产生影响的问题,分析耦合和极化效应的产生及影响机理,构建非均匀散射环境下综合天线物理特性的单极化MIMO信道模型,据此导出MIMO信号的空域相关性理论表达式,并针对3GPP SCM标准信道场景参数进行仿真.仿真结果表明,耦合效应随天线间距变小而更显著,极化因子则与不同极化天线组合有关,两者在一定程度上可降低MIMO信道的空域相关性,但均不能有效提高系统容量性能.

双向跳空通信系统的物理层安全方案

秦威, 徐家品, 李桃

2016, 34(3): 263-274. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.003

摘要 ( 919 )

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为了保证双向无线通信物理层传输的安全,提出一种基于双向权值训练的多天线跳空方案.合法通信双方利用双向训练得到彼此之间互易且唯一的信道特性,根据跳空图案生成算法由信道特性生成一致的跳空图案,双方按此跳空图案切换天线来收发信息.传统的"反向训练"的是通过隐藏发送方跟窃听方的信道特性,使窃听方无法正确地加权接收信息,从而达到信息保密的目的;其默认的是接收方单纯接收,如果接收方发送信息则安全得不到保障,而该方案是利用合法双方共有的天线切换方式来保证通信的安全.引出一种空频复用的训练方式,能够在保证准确性的同时大大提高权值训练效率.仿真结果表明,所提出的安全方案可以在双向通信中使得窃听方保持较高的误比特率,具有较好的防侦听能力.

异构蜂窝网络中功率有效的家庭基站分簇频谱分配策略

向伟, 张剑峰, 谢威, 马文峰

2016, 34(3): 275-285. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.004

摘要 ( 839 )

PDF (4036KB) ( 571 )

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针对宏基站与家庭基站以及家庭基站之间的干扰和功耗问题,提出功率有效的家庭基站分簇频谱分配策略.在家庭基站用户中断概率条件下推导出一个簇内能容纳的家庭基站最大数目.在簇容量和中断概率限制的情况下,进一步推导出簇内家庭基站用户最小信干比和家庭基站最小干扰距离,以此严格保证簇内每个家庭基站用户的信干噪比,并据此提出家庭基站分簇和频谱分配算法.仿真结果表明,所提出的策略提高了网络的功率效率和家庭基站小区的频谱效率.

MIMO-OFDM系统中一种改进的盲信道估计算法

李国民, 刘鑫, 康晓非, 廖桂生

2016, 34(3): 286-292. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.005

摘要 ( 753 )

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针对MIMO-OFDM系统中线性预编码信道估计算法需要多次计算模糊度矩阵的问题,提出一种改进的盲信道估计算法.该算法首先对各天线上所接收信号的互相关矩阵进行处理,使信道估计矩阵的模糊度矩阵统一,再利用统一的模糊度矩阵通过迭代方法实现系统的信道估计.仿真结果表明,改进算法的估计精度在低信噪比时仅有较小损失,而在高信噪比时与现有的线性预编码算法接近,且具有较好的收敛性.与现有的线性预编码信道估计算法相比,改进算法显著降低了计算复杂度.

后向散射多传感通信中断率

鄢婷婷, 胡圣波, 施燕峰, 宋小伟

2016, 34(3): 293-301. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.006

摘要 ( 1041 )

PDF (1561KB) ( 515 )

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中断率是分析无线多传感后向散射通信系统的重要指标.针对后向散射多传感系统中的中断问题,基于经典的后向散射多传感通信模型,给出了对数正态阴影信道下中断率的闭式解.应用蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真和数值积分的方法,分析了影响后向散射多传感通信系统中断率的相关因子.结果表明,蒙特卡罗仿真与数值积分具有很好的一致性,中断率的数值分析误差小于1.481%.同时,随着信号干扰加噪声比SINR门限值的增加,中断率也增加;如果SINR门限值过大,传感器间相互干扰影响很大;反之,如果SINR门限值过小,传感器间相互干扰影响很小,为后向散射多传感系统的可靠性分析和设计提供了参考.

基于正交试验的GNSS应用方法

祁永强, 张彦仲, 张波, 李署坚

2016, 34(3): 302-308. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.007

摘要 ( 1060 )

PDF (3985KB) ( 313 )

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在全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)中,随着四大卫星导航系统的发展与完善,GNSS应用步入了多系统组合的新时代.为此,研究了GNSS多系统组合定位问题,运用正交试验法对GNSS多系统组合应用进行试验和设计,即3个因素不同水平的正交试验.试验中以位置误差均方根和PDOP平均值为GNSS定位精度的评价指标,选取组合的系统、频率、高度截止角3个因素,每个因素有不同的水平,因此选用合适的混合水平正交表.最后选用合适的接收机进行试验,根据试验结果运用综合平衡法得出在特定地区特定环境下GNSS多系统组合的最优应用方案.试验表明,采用该方法解决GNSS多系统的优化组合问题是切实可行的,数据计算和结果分析更加简便客观.

基于傅里叶变换的自适应抗打印扫描水印算法

廖挺, 李治江

2016, 34(3): 309-316. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.008

摘要 ( 1059 )

PDF (3822KB) ( 779 )

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基于近似均匀对数极坐标变换以及傅里叶频域(discrete Fourier transform, DFT)感知通道分解,提出了一个兼顾鲁棒性和隐蔽性的盲水印算法,以抵抗普通打印扫描攻击.首先在频域分解得到中频嵌入环形区域,通过对数极坐标变换并结合局部频谱特性将水印自适应嵌入DFT中频区域,进而利用空间掩蔽对空间域图像进行失真补偿.理论分析和实验结果表明该算法具有良好的隐蔽性,对普通的打印扫描处理也获得了良好的鲁棒性.

提高滇东南石漠化区域遥感反演中的大气校正精度

李素敏, 袁利伟, 袁希平

2016, 34(3): 317-328. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.009

摘要 ( 871 )

PDF (15558KB) ( 293 )

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在充分考虑气溶胶空间分布和地表临近效应的基础上,综合考虑湿度及光谱分析确定合理的能见度,并分析研究不同校准文件对于光谱反射率的影响.将这些值应用于大气校正的计算过程,以此提高大气校正的精度.结果表明,利用该模型进行的大气校正能够有效降低大气分子、水汽、臭氧、气溶胶粒子等对卫星遥感影像造成的影响,提高遥感石漠化信息反演精度.该方法在冬季的校正效果较秋季和春季的更佳.

非连续免疫策略对计算机病毒SIR模型的影响

张道祥, 李迅

2016, 34(3): 329-338. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.010

摘要 ( 803 )

PDF (882KB) ( 430 )

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研究一类具有非连续免疫策略的计算机病毒模型.运用微分包含的相关知识,给出了该模型的Filippov解的定义,证明了该非连续模型的平衡点存在唯一性.通过计算得到了模型基本再生数R₀,通过构造合适的Lyapunov函数,证明了当R₀>1时,满足初始条件的每一个解都在有限时间内全局收敛于地方平衡点;当R₀<1时,同样的方法可以证明模型的解在有限时间内收敛于无病平衡点.利用MATLAB软件进行数值模拟,验证了理论结果的正确性.

四旋翼无人机飞行姿态的自适应反演滑模控制

徐亚鹏, 苏成利, 孙小平

2016, 34(3): 339-351. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.011

摘要 ( 1091 )

PDF (19139KB) ( 404 )

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针对非线性六自由度欠驱动四旋翼无人机的姿态和位置控制问题,提出自适应反演滑模控制算法.设计了一种自适应律对控制中的参数摄动和外界干扰上界进行在线估计,并将估计值补偿到反演滑模控制中.通过李雅普诺夫稳定性理论证明自适应反演滑模控制能使跟踪误差一致渐近收敛到零.最后,根据给定的四旋翼无人机参数进行数值仿真,所得结果表明在系统存在参数摄动和外部干扰的情况下,该方法也能够实现四旋翼无人机的姿态稳定和定高悬停,并具有较好的鲁棒性..

基于Kingview的热网远程智能监控策略研究

隋修武, 余保付, 葛辉, 田松

2016, 34(3): 352-360. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.03.012

摘要 ( 704 )

PDF (2379KB) ( 622 )

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针对集中供热系统中热网的耦合性、非线性、滞后性等控制难点,结合节能环保的理念,为换热站设计了基于Kingview的热网远程监控系统.依托Kingview和现场PLC联合开发高级控制策略,实现远程监控中心对小区供暖系统温度、压力、流量、阀门开度参数的现场采集和实时调节,提升了供暖系统的控制精度与供暖效果.采用fuzzy-PID控制、温度补偿控制、热负荷预算、无线远传等关键技术,实现了热力水利工况的良好运行.构建优化目标函数及非线性规划算法,得出一次热网参数的最优运行解,提升能源利用率与系统稳定性.经过一年运行表明,该设计增强了热网控制系统的智能化程度,提高了能源利用率,对集中供热系统质量与并调具有实际指导意义.

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