检索结果-内蒙古大学图书馆

信号处理 2024年第8期40卷 1452-1459页

作者：王文鼐叶思思吴炜陈睿南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)是由大量无源反射元件呈阵列排列构成的智能超表面,其阵元间距是相位控制的关键技术参数,在小于半波长时存在不可忽略的互耦效应。本文针对多网运营的应用环境,考虑IRS反射阵元之间存在... 详细信息

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)是由大量无源反射元件呈阵列排列构成的智能超表面,其阵元间距是相位控制的关键技术参数,在小于半波长时存在不可忽略的互耦效应。本文针对多网运营的应用环境,考虑IRS反射阵元之间存在相互耦合的情况,研究系统间共存干扰与阵元间距、工作频段、物理位置的关联关系。针对发射机、接收机和IRS之间自阻抗和互阻抗的建模需求,将互耦效应进行量化转换,以阻抗的形式将其数据化,结合阵元反射增益和相位参数的作用因素,建立了远场条件下基于阻抗电路的共存干扰传播模型。针对IRS接收,由发射天线电流与IRS互阻抗的乘积得到再辐射矩阵;针对IRS反射,由IRS负载电流与接收天线互阻抗的乘积得到接收端负载电压。应用阵元等效阻抗法,通过等效阻抗的可重构性,最大化有用信号的接收功率,推导得到信干比(Signal to Interference Ratio,SIR)的计算表达式。进一步分析了共存系统的工作频段、IRS反射单元间隔、IRS的反射阵元数量、IRS与非目标收发机之间距离等因素对共存干扰产生的影响。数值仿真表明互耦偏差随阵元间距减小而增大,半波长的偏差为28%;不同载频系统的SIR表明,共存干扰的互耦效应显著且不可忽略,高频系统对低频系统产生的共存干扰对信号传输质量影响更为显著。

关键词：智能反射面共存干扰互耦信干比

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机器学习在量子通信资源优化配置中的应用

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物理学报 2022年第22期71卷 16-21页

作者：陈以鹏刘靖阳朱佳莉方伟王琴南京邮电大学量子信息技术研究所南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网教育部重点实验室南京210003

在未来量子通信网络的大规模应用中,如何根据当前用户实际情况实现资源优化配置,比如选择最优量子密钥分发协议(quantum key distribution, QKD)和最优系统参数等,是实现网络应用的一个重要考察指标.传统的QKD最优协议选择以及参数优化... 详细信息

在未来量子通信网络的大规模应用中,如何根据当前用户实际情况实现资源优化配置,比如选择最优量子密钥分发协议(quantum key distribution, QKD)和最优系统参数等,是实现网络应用的一个重要考察指标.传统的QKD最优协议选择以及参数优化配置方法,大多是通过局部搜索算法来实现.该方法需要花费大量的计算资源和时间.为此,本文提出了将机器学习算法应用到QKD资源优化配置之中,通过回归机器学习的方式来同时进行不同情境下的最优协议选择以及最优协议的参数优化配置.此外,将包括随机森林(random forest, RF)、最近邻(k-nearest neighbor, KNN)、逻辑回归(logistic regression)等在内的多种回归机器学习模型进行对比分析.数据仿真结果显示,基于机器学习的新方案与基于局部搜索算法的传统方案相比,在资源损耗方面实现了质的跨越,而且RF在多个回归评估指标上都取得了最佳的效果.此外,通过残差分析,发现以RF回归模型为代表的机器学习方案在最优协议选择以及参数优化配置方面具有很好的环境鲁棒性.因此,本工作将对未来量子通信网络实际应用起到重要的推进作用.

关键词：量子通信量子密钥分发回归机器学习资源优化配置

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标记单光子源在量子密钥分发中的应用

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物理学报 2022年第17期71卷 94-104页

作者：孟杰徐乐辰张成峻张春辉王琴南京邮电大学量子信息技术研究所南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网教育部重点实验室南京210003

本文主要介绍标记单光子源的制备、特性,及其在3种主流量子密钥分发(BB84,测量设备无关,双场)协议中的应用与发展,同时通过对比标记单光子源和基于弱相干态光源在同类协议中的性能,分析讨论不同光源的优缺点.此外,针对双场量子密钥分发... 详细信息

本文主要介绍标记单光子源的制备、特性,及其在3种主流量子密钥分发(BB84,测量设备无关,双场)协议中的应用与发展,同时通过对比标记单光子源和基于弱相干态光源在同类协议中的性能,分析讨论不同光源的优缺点.此外,针对双场量子密钥分发协议中对单光子干涉特性的要求,分析了标记单光子源在双场协议应用中的局限性,并讨论了可能的解决方案,对今后发展实用化量子保密通信系统将起到有价值的指导和推进作用.

关键词：量子密钥分发标记单光子源弱相干态光源被动式诱骗态

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一种基于标记单光子源的态制备误差容忍量子密钥分发协议

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物理学报 2022年第3期71卷 22-27页

作者：马啸孙铭烁刘靖阳丁华建王琴南京邮电大学量子信息技术研究所南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京210003

在实际量子密钥分发系统中,由于设备、器件存在缺陷,在量子态制备过程中往往存在误差,而这些态制备误差会导致一定的系统安全性漏洞.本文在Tamaki等(***.A90052314)的工作基础之上,提出了一种基于标记单光子源的态制备误差容忍量子密钥... 详细信息

在实际量子密钥分发系统中,由于设备、器件存在缺陷,在量子态制备过程中往往存在误差,而这些态制备误差会导致一定的系统安全性漏洞.本文在Tamaki等(***.A90052314)的工作基础之上,提出了一种基于标记单光子源的态制备误差容忍量子密钥分发协议.本文将发送端制备态误差进行参数刻画并带入量子密钥协议安全性分析之中,避免了实际应用中由于态制备装置的不理想可能引入的安全性漏洞,提高了系统的安全性.同时,为了方便起见,本文采用三强度诱骗态方案开展建模分析与数值仿真计算.仿真结果显示,本文提出的协议对态制备误差具有很好的鲁棒性.同时,由于标记单光子源具有真空脉冲概率低的优点,与此前基于弱相干态脉冲的同类协议相比,我们的协议在传输距离较远时能够显示出更优的性能.因而,该工作有望为未来发展长距离量子保密通信应用与研究提供重要的参考价值.

关键词：量子密钥分发标记单光子源误差容忍协议态制备误差

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基于自供电智能反射面辅助的MISO系统无线安全传输

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南京邮电大学学报（自然科学版） 2023年第2期43卷 18-26页

作者：吕斌李健曹怡齐婷南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003

为增强无线通信的安全性,面向多输入单输出(Multiple Input Single Output, MISO)系统,提出了基于自供电智能反射面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)辅助的物理层安全传输方案,其中IRS被用以协助基站到合法用户的信息传输,同时抑... 详细信息

为增强无线通信的安全性,面向多输入单输出(Multiple Input Single Output, MISO)系统,提出了基于自供电智能反射面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)辅助的物理层安全传输方案,其中IRS被用以协助基站到合法用户的信息传输,同时抑制传输给窃听者的信号,以此实现系统的安全传输。为保证IRS有足够的能量维持其运行,设计了基于时间切换(Time Switching, TS)的能量收集方案,即将传输块分为能量收集阶段和信息反射阶段。在能量收集阶段,IRS从基站发射的射频信号中收集能量;在信息反射阶段,IRS利用先前收集的能量辅助基站的信息传输。为了最大化系统安全传输速率,设计了关于基站波束成形向量、时间分配和IRS反射相位的联合优化问题。由于该问题为非凸优化问题,为此设计了基于两阶段的高效算法,并通过交替优化、半正定松弛(Semi-Definite Relaxation, SDR)、连续凸逼近(Successive Convex Approximation, SCA)等技术获得了次优解。仿真结果表明,所提出的方案可以有效地提升系统的安全传输速率。

关键词：智能反射面物理层安全能量采集相移优化

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基于主动智能反射面和人工噪声辅助的MISO无线安全传输

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南京邮电大学学报（自然科学版） 2023年第3期43卷 57-67页

作者：李健吕斌南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003

为实现无线通信系统的安全传输,面向多输入单输出(Multiple Input Single Output,MISO)系统,提出了基于主动智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)和人工噪声辅助的安全传输方案。其中,主动IRS被放置在基站和合法用户之间,用... 详细信息

为实现无线通信系统的安全传输,面向多输入单输出(Multiple Input Single Output,MISO)系统,提出了基于主动智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)和人工噪声辅助的安全传输方案。其中,主动IRS被放置在基站和合法用户之间,用以增强基站到合法用户的机密信息传输,同时抑制窃听者接收到的信号强度。基站通过构建波束成形和人工噪声,进一步改善了系统的安全传输性能。为最大化系统的安全传输速率,设计了关于基站发射波束成形、人工噪声、主动IRS反射相位、主动IRS放大系数的联合优化问题。由于所提问题为非凸优化问题,设计了基于交替优化、连续凸逼近(Successive Convex Approximation,SCA)、半正定松弛(Semi⁃Definite Relaxation,SDR)的高效算法,并获得高精度的次优解。仿真结果表明,相较于被动IRS、无IRS和IRS随机相位方案,主动IRS方案有更高的系统安全传输速率;相较于无人工噪声方案,引入人工噪声可以进一步提升系统的安全传输速率。

关键词：主动智能反射面物理层安全人工噪声相移优化交替优化

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面向可见光通信的硅基InGaN/GaN多量子阱多口分路器光子集成芯片

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电子与信息学报 2022年第8期44卷 2649-2658页

作者：李欣王徐李芸沙源清蒋成伟王永进南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京210003

为研究面向可见光通信的多功能光子集成芯片,实现可见光信号发射、探测、传输和功率分配的一体化的复合功能,该文提出一种基于硅基InGaN/GaN多量子阱材料的微型发光二极管(LED)多口分路器结构的光子集成芯片,对集成芯片进行了形貌、光... 详细信息

为研究面向可见光通信的多功能光子集成芯片,实现可见光信号发射、探测、传输和功率分配的一体化的复合功能,该文提出一种基于硅基InGaN/GaN多量子阱材料的微型发光二极管(LED)多口分路器结构的光子集成芯片,对集成芯片进行了形貌、光电特性和可见光通信测试等多方面表征,实现了对可见光信号的有效传输和不同比例的多口功率分路,并对分路器不同端口的出射光强进行量化处理,最后,利用信号发生器在微型LED光源发射端加载300 kHz的矩形波电信号,收集分路器末端发射的调制可见光信号,输入/接收信号的波形变化趋势一致,说明该光子集成芯片可实现有效的可见光通信。该研究的主要目的是尝试性将可见光波段的光源和光电探测器集成在氮化物晶圆上,为可见光通信的全光网络的可见光信号片上集成式处理提供新的研究思路和方案,为发展面向可见光通信网络需求的复合功能光子集成芯片终端提供了更多可能性。

关键词：光子集成芯片可见光通信氮化镓发光二极管多口分路器

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面向可见光通信的硅基InGaN/GaN多量子阱波导定向耦合器光子集成芯片

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电子与信息学报 2022年第8期44卷 2695-2702页

作者：李欣李芸王徐沙源清蒋成伟王永进南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京210003

利用可见光信号作为新型信息载体的光通信技术近些年来得到长足发展,为了开发新一代光子集成芯片作为可见光通信网络的终端器件,满足可见光信号发射、接收、传输与处理的复合需求,该文基于硅基InGaN/GaN多量子阱材料,设计了一种集成可... 详细信息

利用可见光信号作为新型信息载体的光通信技术近些年来得到长足发展,为了开发新一代光子集成芯片作为可见光通信网络的终端器件,满足可见光信号发射、接收、传输与处理的复合需求,该文基于硅基InGaN/GaN多量子阱材料,设计了一种集成可见光波段微型发光二极管(LED)光源、波导定向耦合器、微型光电探测器于一体的光子集成芯片。该芯片利用InGaN/GaN多量子阱材料的发光探测共存现象,实现了上述复合功能。微型LED光源作为发射端,可以发射出蓝色波段的可见光信号,其发光强度受到注入电流的线性调制,可实现调幅可见光通信,适合作为可见光通信的发射端。微型LED光源发射的可见光信号传输进入波导定向耦合器,实现了片内有效传输耦合和光功率平均分配。经过耦合传输的可见光信号进入微型光电探测器,可以监测到与耦合传输的光信号强度相匹配的光电流。最后,可见光通信测试也表明该芯片可实现有效的可见光通信。该研究为发展面向可见光通信网络需求的复合功能光子集成芯片终端提供了更多可能性。

关键词：可见光通信氮化镓发光二极管定向耦合器光子集成

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隐蔽可见光通信的基本性能限研究

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电子与信息学报 2022年第8期44卷 2619-2628页

作者：王金元余鹏飞石佳炜林敏王俊波南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京210003 东南大学移动通信国家重点实验室南京211111

面向第6代移动通信的发展需求,可见光通信(VLC)是一种极具发展潜力的室内覆盖方案。由于开放性和广播性,VLC的信息安全问题不容忽视。作为一种新型的信息安全技术,隐蔽无线通信近年来得到了广泛研究。然而VLC和无线射频通信存在显著差异... 详细信息

面向第6代移动通信的发展需求,可见光通信(VLC)是一种极具发展潜力的室内覆盖方案。由于开放性和广播性,VLC的信息安全问题不容忽视。作为一种新型的信息安全技术,隐蔽无线通信近年来得到了广泛研究。然而VLC和无线射频通信存在显著差异,隐蔽无线通信的研究成果并不能直接运用在隐蔽VLC中。鉴于此,该文对隐蔽VLC的基础理论进行了研究。首先,在隐蔽性约束、信号非负性和平均光功率约束下,建立了泛函优化问题,得到了输入信号的最优分布为指数分布,为隐蔽VLC的信号设计提供了参考。接着,利用隐蔽性约束条件,得到了发射机的平均光功率需满足的条件,为发射机设定发送光功率提供了依据。然后,在发射机已知或未知监视者信息情况下,分别推导了隐蔽VLC可以隐蔽传输的最大信息量,揭示了隐蔽VLC的基本性能限。最后,数值结果对理论分析进行了验证。

关键词：可见光通信隐蔽通信基本性能限

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基于单源最优路径的NOMA中继选择与协作传输

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系统工程与电子技术 2022年第1期44卷 292-298页

作者：陆音汪高瑜杨楚瀛杨凌青赵坤朱洪波南京邮电大学物联网学院江苏南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室江苏南京210003

目前,在非正交多址接入(non-orthogonal multiple access, NOMA)中继通信的研究中,中继用户的选择是随机的,并没有考虑中继节点之间信道条件的差异。为了得到信道条件较好的中继用户,提出一种基于单源最优路径的中继选择策略,从基站广... 详细信息

目前,在非正交多址接入(non-orthogonal multiple access, NOMA)中继通信的研究中,中继用户的选择是随机的,并没有考虑中继节点之间信道条件的差异。为了得到信道条件较好的中继用户,提出一种基于单源最优路径的中继选择策略,从基站广播信号以用户为节点,设定信道参数,寻找最佳传输通路。当信号到达目标节点后,基站从目标节点处收集所有可达通路,通过对比各通路的信道参数,选出一条最好的传输通路。基于所提中继选择策略,在非机会式NOMA系统中,提出一种新的协作传输方法,该方法在中继传输过程中剔除了多余信号以降低信号间干扰。仿真结果表明,在相同条件下,采用所提策略的协作传输方法比随机中继选择用户中断概率更低,有效降低了系统复杂度。

关键词：非正交多址接入中继选择单源最优路径信道参数

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