研究背景

傳統(tǒng)的頻譜感知協(xié)助數(shù)據(jù)庫(kù)更新頻譜信息需消耗大量能量和額外頻譜資源，同時(shí)在無(wú)感知基礎(chǔ)設(shè)施依托的陌生地域難以發(fā)揮作用。泛在部署的頻譜用戶本身是一個(gè)接收感知單元，能夠掌握實(shí)時(shí)信道體驗(yàn)信息，可作為頻譜信息動(dòng)態(tài)更新的補(bǔ)充。在利用泛在部署的頻譜用戶來(lái)協(xié)助數(shù)據(jù)庫(kù)更新頻譜信息框架下，頻譜用戶需要降低非法用戶對(duì)頻譜信息偵收威脅的同時(shí)還要將自身頻譜身份和信道體驗(yàn)信息發(fā)送給頻譜管理端。因此，頻譜管理端為頻譜用戶分配頻譜時(shí)，不僅需要考慮電磁環(huán)境和干擾威脅情況，還需要考慮其頻譜身份和信道體驗(yàn)信息等特定頻譜信息的安全傳輸問(wèn)題。

團(tuán)隊(duì)工作

針對(duì)此問(wèn)題，國(guó)防科技大學(xué)張余副研究員團(tuán)隊(duì)建立了應(yīng)對(duì)惡意節(jié)點(diǎn)偵收威脅的頻譜信息安全傳輸模型，引入頻譜水印技術(shù)將頻譜信息隱藏在通信信號(hào)中，通過(guò)優(yōu)化信道和功率資源配置來(lái)實(shí)現(xiàn)頻譜信息的安全傳輸，同時(shí)提出了一種基于頻譜信息更新策略和頻譜信息隱蔽傳輸?shù)膭?dòng)態(tài)頻譜分配方法，利用降元處理將復(fù)雜的非線性非嚴(yán)格凸優(yōu)化問(wèn)題分解為簡(jiǎn)單的嚴(yán)格凸優(yōu)化問(wèn)題和混合整數(shù)線性優(yōu)化問(wèn)題，通過(guò)差分凸優(yōu)化、整數(shù)線性優(yōu)化的聯(lián)合運(yùn)用來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)頻譜分配的最優(yōu)化。

該工作已發(fā)表在《電波科學(xué)學(xué)報(bào)》2023年第38卷第3期。（張余，錢鵬智，陳勇，何攀峰）

論文介紹

仿真分析了四分之一波長(zhǎng)微帶線避雷器的不足，通過(guò)對(duì)分節(jié)微帶線、串聯(lián)電感的仿真優(yōu)化，拓展了雷電保護(hù)電路的帶寬，仿真結(jié)果表明防護(hù)電路在1GHz到3GHz內(nèi)具有良好的電壓駐波比即寬帶特性.利用電壓梯度法實(shí)現(xiàn)器件間的組合匹配，提高了雷電保護(hù)器的性能.實(shí)測(cè)結(jié)果表明,在注入組合波波形為1.2/50μs&8/20μs，電壓峰值10kV的雷電磁脈沖下，輸出殘壓為79V.

仿真實(shí)驗(yàn)表明，相比功率優(yōu)化、信道優(yōu)化和隨機(jī)分配三種基準(zhǔn)方法，所提的聯(lián)合優(yōu)化方法能夠獲得更好的傳輸速率，通過(guò)設(shè)計(jì)擴(kuò)頻增益、信道分配系數(shù)和功率分配關(guān)系構(gòu)建動(dòng)態(tài)頻譜分配模型，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)能夠獲得近似最優(yōu)的傳輸性能。

圖1動(dòng)態(tài)頻譜管理系統(tǒng)框架

圖2不同優(yōu)化方法下Rsum隨迭代次數(shù)的變化

圖3不同優(yōu)化方法下Rsum隨擴(kuò)頻增益G的變化

圖4不同優(yōu)化方法下Rsum和Rave隨用戶數(shù)的變化

作者介紹

仿真分析了四分之一波長(zhǎng)微帶線避雷器的不足，通過(guò)對(duì)分節(jié)微帶線、串聯(lián)電感的仿真優(yōu)化，拓展了雷電保護(hù)電路的帶寬，仿真結(jié)果表明防護(hù)電路在1GHz到3GHz內(nèi)具有良好的電壓駐波比即寬帶特性.利用電壓梯度法實(shí)現(xiàn)器件間的組合匹配，提高了雷電保護(hù)器的性能.實(shí)測(cè)結(jié)果表明,在注入組合波波形為1.2/50μs&8/20μs，電壓峰值10kV的雷電磁脈沖下，輸出殘壓為79V.

審核編輯：湯梓紅