美军几种有效提高频谱利用率的技术

文中简要介绍了美军的几种可有效提高频谱利用率的技术,如基于信号传播控制的频谱复用技术:定向天线和组网;利用信号问差异的频谱复用技术:扩展频谱、信号极化和智能天线等。文中对这些技术的特征以及应用于频谱复用时的特点作了简要阐述。     

扩展频谱处理增益算法修正

本文针对扩展频谱处理增益原始算法中存在的一些问题和实际工作的需要,澄清了有关概念,提出了扩展频谱处理增益修正算法,得出了明确的结论,有利于扩谱通信装备技术指标的界定和验收。     

认知无线电与频谱管理

当前的频谱管理采用固定频谱分配策略,频谱资源被分配给固定的授权用户,从而造成了频谱资源的浪费。认知无线电技术是一种智能无线电通信技术,它能够大幅度提高系统的频谱利用率,有效解决目前的频谱资源匮乏问题。因此,认知无线电技术的出现必将对现有的频谱管理策略产生一定的影响。文中主要介绍了认知无线电的基本概念和频谱管理技术,并对认知无线电下的频谱管理提出了一些看法和建议。     

基于CZT的频谱细化算法及应用

针对复杂信号频域特征提取问题,利用Delphi语言编写了Zoom-FFT和基于CZT的频谱细化方法应用软件,以某型坦克传动箱振动速度信号为例进行了对比分析,验证了算法的有效性和程序设计的正确性。结果表明：基于CZT的频谱细化方法具有运算效率高、细化效果好等优点,可以在复杂信号分析中推广应用。     

基于最大比合并的循环平稳频谱协作检测

多天线空间分集和多用户协作检测是提高认知无线电频谱检测性能的2种关键技术,由此提出了基于循环平稳特征的多天线多用户频谱协作检测方法.首先接收器在频域按照最大比合并的方法合并各天线接收信号,对合并信号进行初步频谱判决.然后在多用户中按照K/N融合准则进一步做频谱协作检测.仿真分析表明,综合利用信号循环平稳特征和协作检测技术可有效改善认知无线电系统检测性能.     

频谱感知次序的在线最优选择

动态频谱接入是解决无线电频谱资源短缺和频谱使用效率低下问题的有效方法,它允许次级用户在授权频谱空闲时动态地接入,以进行数据传输。而频谱感知是实现动态频谱接入的关键挑战之一。由于次级用户的感知能力有限,为了获得更多的频谱接入机会,需要尽快找到频谱空闲概率最大的频段,并研究频谱感知次序问题。考虑到频谱空闲概率对次级用户是不可知的,并且会随时间变化,提出了在线学习框架,把频谱感知次序问题归纳成经典多摇臂赌博机问题,并利用在线学习方法——满意折现汤普森抽样算法处理优化问题。仿真结果表明,和其他算法相比,所提算法可以获得更多的频谱接入机会并且能够跟踪频谱空闲概率的变化。     

先进电磁频谱智能攻击与防御发展及启示

以对抗样本攻击与防御为代表的反人工智能技术可实现对智能电磁频谱感知系统的扰乱与欺骗,已逐渐发展成为电磁频谱作战智能攻防的关键技术。本文分析了近年来以对抗样本攻击为典型样式的先进电磁频谱攻击和防御技术手段,并以几种典型的基于深度学习的通信信号调制识别模型为对象,研究了智能攻击技术的作用机理,仿真分析了基于扰动能量最小准则的对抗攻击效果,在此基础上总结了智能攻击技术的特点,并阐述了该技术带来的影响。最后借鉴发达国家国防科技发展的经验,给出了启示建议,强调应高度关注智能系统脆弱性问题,要提前布局开展相关关键核心技术攻关与应用研究,避免出现“先建设后打补丁”的情况。     

电磁频谱安全问题探讨

电磁频谱安全是赛博空间安全的重要方面之一,文章从频谱的可用性与安全性两方面入手,分析了有限的频谱资源与无限的频谱需求之间的矛盾,以及电磁频谱使用易受有意、无意干扰和恶意攻击等电磁频谱安全问题。并提出了解决电磁频谱安全问题的相关建议。     

基于Sub-Nyquist采样的单通道频谱感知技术

宽带频谱感知技术在认知无线电中具有广泛的应用。基于时分的思想,将信号采集时间以固定长度的时间片进行划分,分别与不同的伪随机码信号相乘,经过低通滤波和sub-Nyquist采样,利用采样数据求出信号的频率支集。与已有的多通道频谱感知结构相比,本文用相对简单的单通道结构实现,同样能够利用低速率的采样点完成频谱感知。仿真实验结果表明,在信号的频率支集未知的情况下,该算法能够有效利用sub-Nyquist采样的数据实现频谱感知。     

第3讲 认知对抗中的频谱切换时间估计研究

认知无线电信号由于具有感知和重构能力,在信息战中的地位越来越重要。要对认知无线电信号进行高效灵巧地干扰,需要得到的关键参数之一是频谱切换时间。当主用户回归或者认知信号遭受较强干扰时,认知用户则需要切换到其他空闲信道上以便继续进行通信。文中首先提出认知用户频谱切换时间估计的基本方案,分为粗检测(宽带频谱侦测)和细检测(针对指定信道的时频分析)两大步骤;然后针对各个步骤分别提出相应的检测算法。仿真结果表明,该方法能较准确地估计出频谱切换时间,而且参数可控性强,便于集成和实现。     

基于模糊理论和频谱分析的电力电子设备的故障诊断

将模糊理论和频谱分析引入电力电子电路故障诊断之中.对关键点的电压信号进行数据采集, 然后对此信号进行频谱分析,得到被诊断元件不同故障时关键点的频谱特征.通过确定各待诊断元件的故障隶属度,确定故障元件.故障诊断实例和仿真结果表明,本方法是可行的.     

任意信号FFT频谱显示误差及消除方法

分析了任意信号FFT、变换频谱在计算机显示中产生误差的原因,介绍了频率轴坐标标定和显示引起的误差对高精度频谱图的影响,指出了无误差显示应满足的条件,并给出了相应的无误差频谱显示程序。     

美军频谱数据建设策略概述

频谱数据是网络中心战条件下美军实施频谱管理的基础,为此,美军以国防部数据建设战略为依据,制定了频谱数据管理、频谱数据服务、频谱数据标准化建设和频谱数据库建设等方面的顶层策略。文章综述了美军频谱数据建设策略,对照我军频谱数据建设情况,梳理出了对我军频谱数据建设的几点启示。     

基于改进MUSIC算法的宽带频谱快速感知方法

针对宽带频谱感知中采样率大、感知时间长的问题,在调制宽带转换器采样的基础上提出了一种改进多重信号分类算法的宽带频谱快速感知方法。调制宽带转换器对宽带频谱进行欠奈奎斯特采样,以最小描述长度准则估计信号个数,用改进多重信号分类谱估计信号位置。算法引入调整因子,使得多重信号分类谱中信号位置更为明显,降低了噪声的干扰。整个感知过程无需重构原始波形,无需计算频谱,大大降低了计算量,而且感知算法计算复杂度低,提高了感知效率。仿真结果表明,在低信噪比的情况下,该算法仍具有很好的检测性能。     

基于CAM的认知超宽带频谱感知方法

频谱感知是认知超宽带系统的核心部分,针对超宽带频带内授权信号类型确定的特点,为了弥补自相关检测不能够识别信号类型的缺点,提出利用信号的循环谱特征和自相关矩阵差异性来检测授权信号,该方法融合了自相关检测和循环谱检测的优点进行合作判决。仿真表明该方法在高低信噪比环境下均能比循环谱检测和能量检测得到更好地检测效果,因此适合于认知超宽带系统。     

美军频谱认证过程研究

对美军频谱认证过程(DOD SCP)进行了研究,分析了美军频谱认证过程提出的原因和频谱认证中各机构的角色定位、相互关系以及操作流程,分析了美军频谱认证过程实施中遇到的问题,总结了美军解决这些问题采取的措施,分析了美军2007年新的国防频谱管理战略计划的主要特点和战略取向,分析了美军全球电磁信息系统(GEMSIS)的目标和主要特点,分析了联合构想2020(Joint Vision 2020)计划各部分之间的关系,提出了对我国频谱管理的启示。     

第4讲 认知无线电中基于频谱数据库的共存技术研究

动态频谱接入技术能够有效缓解日益突出的频谱资源紧缺问题,然而随着认知无线电技术的发展,多个次级网络接入授权频段面临的共存问题也变得更加严峻。近年来的研究表明,传统的频谱感知结果可靠性不足,无法充分保证异构网络间的共存。基于地理频谱数据库的共存技术,能够为网络提供可用频谱信息以及共存信息,从而使得异构网络的共存成为可能。文章首先阐述了地理频谱数据库的发展趋势和技术挑战,接着分析了异构网络共存面临的挑战和研究现状,然后提出了一个基于地理频谱数据库接入授权频谱的系统架构,最后介绍了异构网络共存的关键技术和主要的共存机制,进一步地,为指导共存机制和算法的设计将共存问题公式化地描述成具有一般性的优化问题。     

改进多重信号分类算法的宽带频谱快速感知方法

针对宽带频谱感知中采样率大、感知时间长的问题,在调制宽带转换器采样的基础上提出了一种改进多重信号分类算法的宽带频谱快速感知方法。调制宽带转换器对宽带频谱进行欠奈奎斯特采样,以最小描述长度准则估计信号个数,用改进多重信号分类谱估计信号位置。算法引入调整因子,使得多重信号分类谱中信号位置更为明显,降低了噪声的干扰。整个感知过程无须重构原始波形,无须计算频谱,大大降低了计算量,而且感知算法计算复杂度低,提高了感知效率。仿真结果表明,在低信噪比的情况下,该算法仍具有很好的检测性能。     

弹道 FFT频谱分析器研究

文中基于频域测速的基本原理,研究一种弹道FFT分析器系统。在给出该系统基本结构后,研究了在强地物杂波干扰环境中保证测频精度、分辨率和动态范围的基本方法。文中还着重介绍了用于这种频谱分析系统的可编程高速A/D数据采集系统和以TMS32010为主体的高速FFT协处理器系统。它们与IBM/PC和加权ZFFT分析软件共同构成了一个完整的频谱分析系统。     

复杂电磁环境下的电磁频谱管理效能评估研究

针对复杂电磁环境下的电磁频谱管理效能评估问题,提出一套系统地效能评估方法.首先对效能评估的指标体系进行了分析,然后提出了一种多模型混合的效能评估方法,最后对整个过程中效能评估的流程进行研究.通过实例仿真研究表明,该方法可以有效地对复杂电磁频谱下的电磁频谱管理效能进行评估.