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2018 64

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关键词

优化 18

智能制造 14

食物安全 12

优化设计 11

多目标优化 11

安全 11

能源 9

可持续发展 8

安全性 8

遗传算法 8

2020 7

能源安全 7

质量安全 6

农业科学 5

食品安全 5

人工智能 4

优化调度 4

增材制造 4

普光气田 4

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排序：展示方式：

Zhen-hua YUAN, Chen CHEN, Xiang CHENG, Guo-cheng LV, Liu-qing YANG, Ye JIN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第6期页码 796-807 doi: 10.1631/FITEE.1700023

摘要：主要研究在相关信道模型条件下两跳无线通信网络的中继物理层安全波束成形方案设计问题。中继节点无法获得窃听信道的瞬时信道状态信息，只可获得合法信道的瞬时状态信息，以及合法信道与窃听信道之间的相关性信息，据此中继节点可推导出窃听信道状态的条件概率分布。以系统近似遍历安全容量为优化目标，研究了2种中继波束成形方案：1最大化合法信道容量的“广义匹配转发方案”；2“普通阶波束成形方案”。另外，还讨论了基于遍历安全容量下界的“下界最优化波束成形方案”。与上述两方案比对，“广义匹配转发方案”是最优的秩-1方案，“普通阶波束成形方案”则是基于近似遍历安全容量的迭代最优的中继转发方案。通过仿真对各波束成形方案的性能进行比较，验证了本文的分析。从仿真结果还可以看出：当中继节点发送功率较低，或者第二跳信道增益较低时，“广义匹配转发方案”的性能优于“普通阶波束成形方案”。

关键词：物理层安全；中继波束成形；相关信道；遍历安全速率；凸优化

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Joint cooperative beamforming and artificial noise design for secure AF relay networks with energy-harvesting eavesdroppers Article

He-hao NIU, Bang-ning ZHANG, Dao-xing GUO, Yu-zhen HUANG, Ming-yue LU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第6期页码 850-862 doi: 10.1631/FITEE.1601832

摘要：研究AF中继网络同时信息与能量传输的物理层安全技术，提出利用鲁棒协作波束成形和人工噪声提升系统的安全和能量传输性能。将能量接收机视作潜在窃听者，在中继功率及能量采集门限约束下，提出最大化源节点与合法接收机之间的最差安全速率优化问题。为求解该非凸问题，提出了双层优化方法，其中包括一维搜索与半正定松弛。仿真结果表明本文算法比其他方案有更好的安全速率性能。

关键词：同时无线信息与能量传输；物理层安全；中继网络；协作波束成形；人工噪声

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基于非完美信道状态的下行OFDMA系统中优化物理层安全问题的资源分配算法研究 None

Wei YANG, Jing MAO, Chen CHEN, Xiang CHENG, Liu-qing YANG, Hai-ge XIANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第3期页码 398-408 doi: 10.1631/FITEE.1700026

摘要：介绍了一种基于正交频分多址（OFDMA）技术的下行通信系统中优化物理层安全问题的资源分配方案。假设系统中存在多名合法用户和一名采取“被动窃听”方式的非法入侵者，同时考虑基站端收到合法用户和窃听者的信道状态信息均含有误差。讨论了3种非完美信道状态信息情况，分别是：（1）信道信息存在估计误差；（2）信道信息反馈存在时延，需要通过预测估计当前信道状态；（3）反馈信道容量受限，导致量化误差，运用率失真理论可以推导出反馈信道容量的下界我们把优化问题建模成一个功率和子载波的联合分配问题，优化目标为最大化用户最小的遍历安全容量。该优化问题是一个混合整数非线性规划问题，最优解计算复杂度较高。

关键词：资源分配；正交频分多址（OFDMA）；非完美信道状态信息；物理层安全

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基于generalized-K信道的SIMO的物理层安全性能分析 Article

Hong-jiang LEI,Imran Shafique ANSARI,Chao GAO,Yong-cai GUO,Gao-feng PAN,Khalid A. QARAQE

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第10期页码 1074-1084 doi: 10.1631/FITEE.1601070

摘要：概要：该文研究了基于generalized-K信道的单发多收系统的物理层安全性能。分别考虑源节点在有和没有窃听信道的信道状态信息的两种情况，将generalized-K分布近似为伽马分布和混合伽马分布，分别推导出系统的保密中断概率和平均保密容量的解析表达式。

关键词：物理层安全；generalized-K衰落；平均保密容量；保密中断概率；混合伽马分布

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衬底式安全工业物联网中的协作MIMO优化研究 Research Article

王新尧1,鲍叙言2,黄育侦3,郑重1,费泽松1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第2期页码 259-274 doi: 10.1631/FITEE.2200188

摘要：本文研究协作多输入多输出（cooperative multi-input multi-output，C-MIMO）系统中的物理层安全技术，该技术可以被用于主次用户共存的衬底式认知无线电网络，并通过提高次级C-MIMO接收机的安全速率同时减少对主用户的干扰来实现上述安全通信范式。为此，我们提出一种特征空间自适应预编码（eigenspace-adaptive precoding, EAP）方法，并给出在单站发射功率约束和干扰功率约束下的安全速率优化问题。通过将原始优化问题分解为预编码特征空间选择和功率分配两个子问题，来实现安全预编码器的设计，其中，特征空间由发射机根据主用户和次级用户的信道条件进行自适应选择。此外，针对大维C-MIMO提出的简化EAP方法可以显著提高安全速率。

关键词：感知无线电；物理层安全；协作多输入多输出（C-MIMO）；特征空间自适应预编码；差分凸规划

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存在信道状态估计误差的最大比合并/选择合并分集技术在单输入多输出窃密系统中的遍历保密容量分析 Article

Hui ZHAO, You-yu TAN, Gao-feng PAN, Yun-fei CHEN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第4期页码 578-590 doi: 10.1631/FITEE.1500430

摘要：在物理层中，本文研究了存在信道估计误差的最大比合并/选择合并的保密容量性能。在一个单输入多输出窃密信道中，信源向一个装备M根接收天线并采用最大比合并/选择合并技术处理多径信号的信宿发送保密信息。我们分别推导了两种情况下遍历保密容量的精确和近似闭式表达式：（1）最大比合并带有信道估计误差；（2）选择合并带有信道延迟。此外，本文得到了高信噪比斜率和高信噪比功率补偿两个重要的参数，它们在高信噪比条件下决定了遍历保密容量。最后，本文通过仿真分析验证了所得到的闭式表达式的准确性。

关键词：遍历保密容量，最大比合并，加权误差，物理层保密，选择合并，单输入多输出

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基于智能反射面辅助云无线接入网的波束成形和前传压缩设计 Research Article

张昱1,2,武学璐1,彭宏1,钟财军3,陈晓明3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第1期页码 31-46 doi: 10.1631/FITEE.2100307

摘要：研究了在前传链路容量受约束情况下，对用户的发送波束成形、智能发射面的被动波束成形和前传压缩噪声的协方差矩阵进行联合优化，以在点对点或者Wyner-Ziv编码压缩下最大化上行总速率。通过利用Arimoto-Blahut算法和半正定松弛（SDR），提出一种连续凸近似方法解决上述非凸问题，并提供两种分别对应于点对点压缩和Wyner-Ziv编码的迭代算法。

关键词：云无线接入网；智能反射面；传输波束成形；前传压缩

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无线信息与能量同时传输的鲁棒协作中继波束形成优化设计 None

Lu-lu ZHAO, Xing-long JIANG, Li-min LI, Guo-qiang ZENG, Hui-jie LIU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第11期页码 1432-1443 doi: 10.1631/FITEE.1601268

摘要：研究了应用于无线信息与能量同时传输的协作中继波束形成设计。基于中继节点拥有理想信道状态信息的假设，提出一种非鲁棒波束形成设计。实际中信道状态信息误差通常不可避免，为此，提出一种鲁棒波束形成设计。采用二分法和半定松弛法解决非鲁棒和鲁棒波束形成设计的非凸优化问题。由于半定松弛法的解不总是秩一的，提出一种迭代次梯度法求秩一解。仿真结果表明，在非理想信道状态信息下，所提鲁棒波束形成设计性能优于非鲁棒设计。

关键词：无线信息与能量同时传输；信道状态信息；鲁棒波束形成；半定松弛；迭代次梯度

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Beamforming techniques for massive MIMO systems in 5G: overview, classification, and trends for future research Review

Ehab ALI, Mahamod ISMAIL, Rosdiadee NORDIN, Nor Fadzilah ABDULAH

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第6期页码 753-772 doi: 10.1631/FITEE.1601817

摘要：大规模天线与波束成形技术是下一代移动通信系统（5G）的关键技术。主要介绍了当前大规模天线系统中波束成形技术的发展现状，阐述了波束成形技术如何有效解决大规模天线系统实用化中的问题。此外，详细回顾了当前无线通信网络中波束成形的分类方法，以及无线通信系统中常用的波束成形技术。进一步从改善系统吞吐量与降低蜂窝间干扰的角度出发，通过分析与比对获得了大规模天线系统中的最优波束成形方案。同时，通过总结现有文献，明确了基于最优波束成形方案的大规模天线系统可以满足下一代无线通信系统的数据传输需求。

关键词：波束成形；大规模天线；毫米波

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无线能量传输回复式反射波束成形中多个移动目标导频信号的区分研究 Article

Xin Wang, Long Li, Tie Jun Cui, Mingyu Lu

《工程（英文）》 2023年第30卷第11期页码 55-62 doi: 10.1016/j.eng.2023.08.010

摘要：

An experimental study is conducted on several retro-reflective beamforming schemes for wireless power transmission to multiple wireless power receivers (referred to herein as "targets"). The experimental results demonstrate that, when multiple targets broadcast continuous-wave pilot signals at respective frequencies, a retro-reflective wireless power transmitter is capable of generating multiple wireless power beams aiming at the respective targets as long as the multiple pilot signals are explicitly separated from one another by the wireless power transmitter. However, various practical complications are identified when the pilot signals of multiple targets are not appropriately differentiated from each other by the wireless power transmitter. Specifically, when multiple pilot signals are considered to be carried by the same frequency, the wireless power transmission performance becomes heavily dependent on the interaction among the pilot signals, which is highly undesirable in practice. In conclusion, it is essential for a retro-reflective wireless power transmitter to explicitly discriminate multiple targets' pilot signals among each other.

关键词： Wireless power transmission Microwave antenna array Retro-reflective beamforming Pilot signal Multiple access

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认知中继三跳网络联合优化 Article

澄赵,万良王,信威姚,双华杨

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第2期页码 253-261 doi: 10.1631/FITEE.1601414

摘要：认知中继网络中，传输的吞吐量和传输距离一直是衡量性能的重要指标。现有的研究多数都集中在两跳网络的优化，但其也存在着传输距离不长，只能进行单项传输等缺点。本文提出了一种新的使用认知中继的三跳网络传输方案，通过三阶段的传输过程，实现了次级用户之间的双向传输。同时，引入了叠加编码技术来处理网络中双接收节点的情况。本文将这个三阶段的联合优化问题转化为一个非线性的优化问题，并进行了求解。仿真结果表明，本文提出的优化方法可以在不增加中继跳数的情况下，延长主用户传输距离，并同时提高次级用户的传输吞吐量。

关键词：解码转发；三跳；认知中继网络；时间功率分配；叠加编码

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量子通信的前沿、理论与实践

王向斌

《中国工程科学》 2018年第20卷第6期页码 87-92 doi: 10.15302/J-SSCAE-2018.06.014

摘要：量子密钥分发可为通信双方提供无条件安全的密钥分发方式，其理论安全性由量子力学规律保证。量子密钥分发因其无条件安全的特点受到广泛关注。本文通过对量子密钥分发的广泛调研，系统地介绍了量子密钥分发的主要内容、理论安全性证明现状和实际安全性证明现状，着重介绍了诱骗态方法和测量装置无关的量子密钥分发方案；同时针对量子密钥分发在信道衰减严重时面临的问题做了系统调研，介绍了目前学术界对该问题的主流解决方法，即量子中继或卫星中继；最后指出量子密钥分发已经由理论模型发展到实际系统，为后续开展量子密钥分发相关研究提供了有益参考。

关键词：量子密钥分发无条件安全性现实条件安全性纠缠分发量子中继

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Efficient detection methods for amplify-and-forward relay-aided device-to-device systems with full-rate space-time block code Article

Kang-li ZHANG, Cong ZHANG, Fang-lin GU, Jian WANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第6期页码 788-795 doi: 10.1631/FITEE.1700018

摘要：中继辅助设备到设备通信是下一代蜂窝网络中一项极具潜力的技术。研究了适用于配置多天线的放大转发中继辅助设备到设备通信系统的不同传输方案。为了解决基于全速率空时块码传输方案的传统最大似然检测算法复杂度高的问题，文中提出两种低复杂度检测方法，分别为采用最大似然合并算法的检测方法和采用联合条件最大似然检测器的检测方法。仿真结果表明：针对采用全速率空时块码传输方案提出的两种检测方法，能够获得与传统最大似然检测方法近乎相同的误符号率，但所提检测方法复杂度更低；同时，采用基于全速率空时块码的传输方案比复用传输方案具有更优的误码性能

关键词：设备到设备通信；中继；检测；全速率空时块码

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Optimal precoding for full-duplex base stations under strongly correlated self-interference channels Article

Jun WANG, Xiao-jie WEN, Chuan HUANG, Chao-jin QING

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第6期页码 808-816 doi: 10.1631/FITEE.1700022

摘要：由于现有自干扰消除技术不能将自干扰信号完全抵消，考虑存在残余自干扰信号的场景，构造了上行传输速率受限的下行传输速率最大化问题，以刻画上述全双工蜂窝系统的可达速率区域。然而，上述问题不是凸优化问题。鉴于此，考虑强相关自干扰信道场景，利用自干扰信道矩阵秩为1的特点，将上述非凸优化问题变换为凸优化问题，并利用凸优化工具对其求解，得到全双工多天线基站的最优预编码方案。

关键词：线性预编码；全双工；可达速率区域；强相关自干扰信道

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Muhammad IMRAN, Bruce A. HARVEY, Muhammad ATIF, Adnan Ali MEMON

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第7期页码 946-963 doi: 10.1631/FITEE.1700667

摘要：提出一种基于多分辨率分解和去相关的模块化安全性与鲁棒性彩色图像水印方案。该方案主要目标是同时满足良好水印的4个要求（鲁棒性、安全性、不可察觉性和容量）。例如，为获得不可察觉性，通过主成分分析去相关3个颜色（红绿蓝）通道，并选择第一个主成分（去相关红色通道）嵌入水印。为取得鲁棒性，采用离散小波变换（DWT）分解去相关信道，将近似带（其余3个带保持不变以保留边缘信息）进一步分解为不同区块。根据随机生成键选择随机区块。随机选取的区块进一步被分解为奇异值和向量。两级认证级别确保了安全性，同时使用奇异值和向量可提高该方案的容量。此外，在水印嵌入过程中，左右奇异向量与奇异值的结合增强了该方案的鲁棒性。最后，使用Gonzalez和Kodak数据集，从不可察觉性（峰值信噪比和结构相似性指数）、安全性（带多个伪密钥）、鲁棒性（归一化相关和误码率）和容量方面将该方案与已有方案作比。

关键词：版权保护；数据隐藏；多分辨率分解；去相关；安全性