摘要：针对传统星地信道模型及其硬件模拟方法没有考虑卫星姿态对信道特性影响的问题,本文基于几何地理随机模型(Geometry-based Stochastic Model,GBSM)框架,提出了一种融合卫星姿态的星地信道模型。该模型通过构建四个独立的坐标系并引入姿态修正矩阵,来描述卫星姿态变化对星地信道特性造成的影响。在此基础上,本文基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA),设计并研制了一种星地信道硬件模拟器。硬件模拟器采用差分迭代的算法来生成信道衰落因子,可以极大提高硬件模拟的实时性,确保生成的衰落数据与实际场景相匹配。同时,还采用了并行处理架构,可以支持最大640 MHz带宽的星地信道模拟。为了将衰落数据与并行架构相匹配,引入了并行内插算法,可以将串行的衰落数据内插成同速率的多路并行衰落数据。此外,为了能够精准控制硬件装置输出信号的功率,设计了基于预训练的功率校正方法。通过内部校正源信号预先训练出整个模拟过程给信号带来的增益再进行功率补偿,从而保证输出信号的功率可以被精准控制。最后,在典型场景下开展仿真模拟,导出硬件模拟器的输出结果并分析其统计特性,结果表明实测输出的概率密度函数(Probability Density Function,PDF)和多普勒功率谱密度(Doppler Power Spectral Density,DPSD)与理论值吻合,证明本文设计的硬件模拟器可以准确地复现实际场景下卫星姿态发生变化的星地信道。本文提出的融合卫星姿态的星地信道模型以及研制的硬件模拟器很好地解决了传统模型以及硬件模拟方法的局限性,在卫星通信系统的优化、评估和验证环节具有极大的潜在价值。

摘要：针对可重构智能超表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)辅助无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)通信中的相移矩阵和UAV轨迹设计高度耦合所带来的运算复杂度较高的问题,本文面向RIS辅助UAV通信服务多用户场景,提出采用一种基于双深度确定性策略梯度框架的优化方法。该方法利用两个深度确定性策略梯度框架分别解耦UAV轨迹和波束成形两个子问题,并通过在奖励函数中添加与UAV能耗相关的惩罚项,实现系统频谱效率和能源效率的联合优化。数值仿真结果证明,联合优化UAV轨迹和波束成形向量能够有效提升系统性能,恰当的奖励函数设计能够有效指导智能体在动态无线环境中学习到正确的UAV轨迹与波束成形策略。该联合优化方法和基础方法相比实现了至少12%的频谱效率提升和24%的能源效率提升。

摘要：通过联合优化训练符号设计和ML准则,构造了一种基于重叠训练图样的拥有低PAPR的时频信道估计器ML-A+LI.通过理论分析获得:当训练符号矩阵等于归一化Hadamard矩阵且在子载波上等间距的摆放时,ML-A+LI估计器实现等同于正交的ML信道估计器ML-B+LI最优的MSE性能和低复杂度.在M IMO移动信道仿真表明:ML-A+LI和ML-B+LI的BER性能介于LMMSE+LMMSE和LI+LI之间,更接近于LMMSE+LMMSE;当信道变化较慢时,ML-A+LI和ML-B+LI具有相同的BER性能,当信道变化较快时,ML-A+LI比ML-B+LI提供了更优的BER性能.

摘要：为提高窃听网络系统安全性,提出一种基于功率分配的最佳中继及目的节点选择方案.该方案以最大安全传输速率为目标,综合考虑用户主信道和窃听信道质量.首先给出了在总发射功率受限下的任意链路的最佳功率分配方案,并在此基础上设计最优节点选择方案,随后推导了在高信噪比下系统安全中断概率的近似表达式.仿真结果表明：与传统的MAX-MIN选择方案相比,提出的方案显著降低了安全中断概率,具有更高的安全性能.

摘要：极化分集系统的分集增益性能受天线阵元间互耦因素的影响很大。为了探究存在互耦效应时天线分集增益与阵列夹角之间的关系,首先基于天线基本理论,推导出X型极化分集阵列互耦阻抗、空域相关性以及平均功率比等参数的显性数学表达式,并据此详细研究存在阵列耦合时,X型极化分集系统分集增益性能随阵列排布夹角而改变的变化趋势。理论分析与计算机数值仿真结果皆表明:引入阵列互耦效应后,X型极化分集阵列的分集增益性能优于不计互耦效应时的阵元夹角范围,将随着交叉极化鉴别度的增大而增大。鉴于实际通信环境大多处于较高交叉极化鉴别度值的情形,故此研究结果可为多输入多输出(MIMO)系统小型化设计提供重要的理论及数值分析参考。

摘要：1994年,Shor提出了具有多项式时间复杂度的针对整数分解问题和离散对数问题的量子算法。这意味着目前被广泛使用的RSA密码及其他基于离散对数问题的密码在可实用量子计算机出现的背景下是不安全的。可抗量子计算机攻击的后量子密码系统成为学界研究的热点问题。基于编码理论的密码系统是后量子密码系统的一个选择。在初始McEliece密码系统的基础上,设计一种新的基于椭圆曲线码的子域子码的McEliece密码系统。使用针对McEliece密码系统的通用攻击和针对基于代数几何码的McEliece密码系统的攻击对设计的密码系统进行安全分析。结果表明,该密码系统具有与初始McEliece密码系统相同的安全性能。

摘要：为了更有效地对放大转发双向中继信道进行估计,对级联卷积信道的稀疏特性进行了分析,并基于其稀疏性,采用压缩感知技术,通过合理地设计导频将合成级联卷积信道分解成2个独立的级联卷积信道分别进行信道估计。研究分析和仿真结果表明,级联卷积信道具有稀疏性且其稀疏度在一定范围内变化。所提的方案只需在端节点对级联卷积信道进行估计就可以完成双向信息的交换,提高了频谱效率,降低了信道估计误差,并且无需信道稀疏度的先验信息。

摘要：如何通过网络的多跳中继把传感器节点收集的信息快速、高效地传输至基站,是无线传感器网络的基本问题.研究发现,MAC(media access control)层的睡眠调度和无线信道的不规则性均会对路由协议的效率产生较大影响.虽然传统分层设计的网络协议有着模块化的优点,但各层之间的相互独立却导致网络的整体性能不能达到最优.此外,已有协议通常采用牺牲时延以提高能量效率的方法,会给时延敏感系统带来不能容忍的端到端时延.提出一种时延受限且能量高效的跨层路由协议(delay-constrained and energy-efficient cross-layer routing,简称DECR),该协议在做出路由决定时考虑MAC层以及链路层的相关信息,其目标是在将端到端时延控制到低于预定上界的前提下最优化节点的能量效率.理论分析和实验结果表明,所提出的跨层路由协议具有较好的性能.

摘要：基于0.7μm InP HBT工艺,设计了连续时间超高速宽带Σ-Δ模数转换器,其时钟采样率为10 GS/s.该模数转换器系统包括两级环路滤波器,一个2 bit ADC和一个2 bit DAC.为了方便测试,电路中还增加了2 bit DAC和输出缓冲电路.设计完成后的Σ-ΔADC电路版图整体尺寸为1.58 mm×1.82 mm.电路后仿真结果表明:当时钟采样率为10 GS/s时,该ADC电路在输入信号频率为307 MHz时的带内无杂散动态范围为52.4 dB,信噪比为42.6 dB;在5 V电源电压下,电路的总功耗约为1.3 W.

摘要：演化性是软件的基本特性之一。软件演化由一系列复杂的变化活动组成。本文从宏观层面入手,以软件体系结构(software architecture,SA)作为软件的蓝图和支撑,设计了复合信息矩阵模型,作为软件体系结构演化波及效应分析的新工具。结合矩阵特性、图论知识和算法设计,新模型可以对一般SA静态和动态演化中的波及图表1效应进行理论分析和量化界定,弥补了现有研究模型需要简化连接器和无法评估连接器影响的不足,从而为SA演化的利用和评价提供了更为全面的依据,并为基于矩阵变化的SA演化计算机自动处理提供了新的理论支持。