基于改进DWA的多无人水面艇分布式避碰算法

针对多艘无人水面艇(USV)相遇自主避碰问题,考虑可能存在异常行驶的USV,基于改进动态窗口法(DWA)提出一种包含碰撞风险检测和行驶职责划分的分布式避碰算法.首先,引入障碍物预测轨迹和权重因子改进传统DWA的距离评价函数,提高USV躲避多个动态障碍物的能力,同时,结合国际海上避碰规则(COLREGS)引入新的规则评价函数约束USV的避让动作;然后,引入期望速度和航向改进现有碰撞风险检测算法,减少因碰撞风险变化导致的轨迹波动;接着,针对COLREGS仅规定两船相遇时的行驶职责划分问题,提出一种考虑异常USV的多USV职责划分方法;最后,基于Matlab实现多USV相遇自主避碰仿真.实验结果表明,即使存在异常USV,分布式避碰算法依旧保证正常USV能够作出符合COLREGS的安全避让动作.     

电磁对抗环境下通信频谱行为分析

通信频谱行为分析是电磁频谱对抗中提升通信态势感知层次,增强电磁侦察能力的关键手段。随着人工智能技术的发展,通信频谱行为分析的相关研究逐渐由基于手工特征提取的传统方法向基于深度学习的智能方法转变。然而,电磁对抗环境下通信频谱监测数据稀缺、数据不完全的问题会影响深度网络对特征的学习。同时,高动态的战场环境对分析方法实时性提出更高要求。本文聚焦电磁对抗环境下的通信频谱行为分析问题,将通信频谱行为分析相关技术的研究目标归纳为：用频行为分析、网络拓扑识别与通信意图推理3大类。阐述其内在联系,总结现有研究并梳理其发展脉络,分析面临的挑战并做出展望。     

一种洛伦兹力微机械谐振磁传感器建模及数值仿真

针对微机械洛伦兹力谐振磁传感器灵敏度受驱动控制电路和谐振频率漂移影响问题,利用平均周期法分析了鉴相器为异或门的锁相环频率跟踪电路的动力学模型,并求解出频率跟踪的稳定条件和稳态振幅平衡点.设计的磁传感器数值建模及仿真实验表明:当锁相环积分器系数小于临界值时,环路频率跟踪稳定;当锁相环积分器系数大于临界值时,频率跟踪振荡;稳态振幅与理论分析一致,灵敏度与接口电路无关;频率跟踪动态过程与压控振荡器初始频率ω0、积分系数kI、滤波器时间常数ξ有关.     

基于心冲击图和BP神经网络的心率异常分类研究

心率变异性（Heart rate variability, HRV）被广泛用于临床自主神经系统评估和心率异常分类,传统的HRV分析基于心电图（Electrocardiogram, ECG）、光容积图（Photoplethysmography, PPG）和远程光容积图（Remote PPG, RPPG）,这些方法存在诸多不足：（1）ECG检测需在皮肤涂抹刺激性的耦合剂并附加电极,不宜长期监测且ECG设备价格昂贵;（2）PPG和RPPG测量时存在环境光学噪声,以及肤色不同形成的个体差异性较大;（3）ECG和PPG检测属于接触式,容易带给患者不适感。基于以上不足,提出了一种基于心冲击图（Ballistocardiogram,BCG）的HRV分析方法,该方法降低了传统设备用于HRV分析的成本,利用非接触检测减轻了患者不适感,独特的检测原理避免了个体差异性问题,在长期心血管疾病检测中起着至关重要的作用。实验中采用逆传播（Back propagation,BP）神经网络模型对心率异常进行预测分类,准确率达到80%,表明了该方法的先进性和可靠性。     

基于Kalman滤波的GSC改进语音增强算法

针对广义旁瓣相消器（Generalized sidelobe canceller,GSC）存在非相干噪声消除性能不佳的缺陷,提出了采用后置Kalman滤波器改进的GSC去噪算法。该算法通过归一化最小均方算法校正自适应噪声对消器,并将滤除方向性干扰噪声后的语音信号输出到Kalman滤波器中,对残余背景噪声进行迭代最小均方误差（Minimum mean square error,MMSE）估计,抑制非相干噪声与麦克风阵元所产生的热噪声。经过在不同信噪比条件下客观语音质量评估（Perceptual evaluation of speech quality,PESQ）及语谱图分析后证明,与传统的GSC以及后置谱减法的改进GSC相比,本算法在噪声消除上的表现更为优越,且增强后信号也更接近目标信号。     

基于报文特征的DNS隐信道检测技术研究

现有的DNS隐信道检测算法大多数依赖多次的DNS信息交互数据,然而在大规模流量的网络环境中,DNS数据难以收集完整并分流,从而导致检测模型失效.针对上述问题,提出了一种基于单次DNS请求和响应报文特征的DNS隐信道检测模型,并分析并提取了 DNS请求与响应报文多维度的长度和字符特征,最终提取19维特征,并使用四种机器学习算法进行分类,其中J48决策树综合结果最好,对DNS隐信道检测率为99.4％,误检率为0.2％,同样情况下对比算法的检测率为98.5％,误检率为0.8％.实验结果表明,在基于单次DNS请求和响应报文数据的情况下,提出的模型对DNS隐信道具备不错的检测能力,且检测效果优于对比算法.     

5G隧道环境非平稳宽带双散射簇V2V信道建模

针对5G隧道V2V通信环境,提出了一种通用的3D非平稳宽带双散射簇信道模型。在该模型中,接收信号为视距(line-of-sight,LOS)传播的分量和通过双散射簇模型传播即非视距(non-line-of-sight,NLOS)传播的分量之和。为了研究散射簇的非平稳特性,引入生灭过程算法来模拟散射簇在阵列和时间轴上的出现和消失过程。通过推导空间互相关函数、时间空间自相关函数和多普勒功率谱密度等相关统计特性,研究了散射簇的非平稳特性对MIMO信道的影响。数值仿真结果与先验结果较匹配,表明该模型能够较好地描述实际5G隧道环境下的V2V通信。     

新型基于几何的3D非平稳V2V MIMO信道模型

针对具有多种通信场景和收发端快速移动的V2V通信系统,提出一种基于几何的3D V2V MIMO信道模型.该模型首次结合双球模型和半椭球体模型,分别使用双球和半椭球体模型表征动态和静止散射体;考虑到收发端的运动状态,引入时变的出发角、到达角以及路径长度用于研究V2 V信道的非平稳特性;对所提出的信道模型,推导了空间互相关、时间自相关和多普勒功率谱密度等统计特性函数,分析了不同场景和参数下的V2 V信道统计特性.结果表明,不同场景下V2 V信道各统计特性有较大差异,信道相关性与时间变化和散射体分布密切相关.仿真结果与理论值的高度拟合验证了模型的正确性,为V2 V通信链路的设计提供了理论依据,拓展了基于几何的V2 V信道建模领域的研究.     

回波对消中盲源分离算法的研究与仿真

盲源分离因为可以仅根据接收到的观测信号来估计还原源信号,成为近年来在信号处理领域的研究热点.针对盲源分离中的基于峭度的独立分量分析算法在源信号还原的过程中计算量较大的问题,采用共轭梯度方法对独立分量分析法进行优化,优化后的算法收敛速度更快,稳态误差变小.Matlab仿真实验表明,优化后的独立分量分析算法收敛更快,实际分离效果更好.