1 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室，四川 成都 611731
2 光纤传感研究中心之江实验室，浙江 杭州 310000
简要回顾了从基于传统机器学习的普通感知型分布式光纤声波传感器（DAS）到基于深度学习的全智能化DAS的转变历程，深入分析了基于多维信息提取的DAS监督学习及半监督、无监督和跨场景迁移等深度学习方法的研究现状，概括了不同识别模型的构建思路、特点，及其识别性能、处理时间等评价指标，也论述了DAS从单源检测到多源混叠检测、从单任务到多任务处理等智能感知能力提升面临的新挑战，最后对全智能化DAS的信号处理发展方向及新趋势进行了展望。
光纤物联网 相敏光时域反射 分布式光纤声波传感器 智能感知 信号处理
南京邮电大学 通信与信息工程学院, 南京 210003
为了在高动态、低信噪比的条件下实现对低轨物联网信号的快速捕获, 提出了一种用于快速捕获低轨物联网信号的部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)改进算法。首先, 利用星历信息预估多普勒频偏, 缩小频域搜索范围; 然后, 通过补零、加窗方法克服PMF-FFT算法的扇贝损失; 最后, 采用频域差分非相干累积提高低信噪比下的输出增益。仿真分析表明, 所提改进算法在信噪比为-25~-15 dB时能提高低轨物联网信号的检测概率, 搜索范围由15~35 kHz缩小为24.8~25.2 kHz。
低轨卫星物联网 多普勒频移估计 扇贝损失 部分匹配滤波-快速傅里叶变换 low-orbit satellite internet of things, Doppler fr
1 国网天津市电力公司，天津 300010
2 国网冀北电力有限公司智能配电网中心，河北秦皇岛 066100
3 天津大学电气自动化与信息工程学院，天津 300072
针对电力物联网智能终端有限的存储、计算和通信资源，现有运行管理算法大多偏重于降低节点功耗，导致终端安全抗捕获的性能受限。为在保障电力物联网终端节点运行性能的同时提升抗物理捕获攻击能力，提出一种轻量级密钥管理方案。通过集中器节点部署增加管控中央区域，形成了一种新型的双层网格部署模型。基于新结构提出一种双阶段的密钥信息分配算法。各阶段根据各子区域节点数目设置 Blom矩阵空间的安全阈值，大幅提高了电力信息网络连通性和抗捕获性能。仿真结果证明，当被捕获终端比例为 5.5%时，该方案对应的通信链路失效概率较t-UKP和 SPECC方案最大降低 63%和 68%。
电力物联网 密钥分配 双层网格结构 抗捕获性 通信开销 power Internet of Things key distribution double-layer grid structure anti-capture communication overhead 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(8): 1049
1 南京邮电大学卫星通信研究所, 江苏南京 210003
2 西安空间无线电技术研究所, 陕西西安 710000
在卫星物联网 (IoT)场景中, 随着终端数量不断增加, 频谱资源日益紧张。传统的随机接入技术频谱利用率较低, 使得传统随机接入协议不适用于未来卫星 IoT的高并发业务需求。同时, 卫星通信链路长, 开放性强, 难以保证特种终端信号的安全性。对此, 本文提出一种适用于卫星 IoT的混合随机接入方案。该方案引入重叠传输的容量提升与安全性优势, 利用扩频码对瞬时功率谱密度的控制能力, 构造功率域非正交接入条件, 并通过接收端的迭代分离实现稳健接收。对本文所提方案的吞吐量性能进行闭式解推导分析与计算机仿真, 结果表明, 与传统的随机接入协议相比, 所提方案可提高系统吞吐量。同时, 相较于常用信号隐藏方法, 所提方法利用常规接入数据包的功率优势, 强化了波形隐藏效果, 提升了特种信息接入的安全性。
扩频 Aloha 随机接入 安全接入 卫星物联网 spread spectrum Aloha Random Access(RA) secure access satellite Internet of Things 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(7): 901
Author Affiliations
Abstract
1 Shaanxi University of Science and Technology, School of Electronic Information and Artificial Intelligence, Xi’an, China
2 University College London, Department Physics and Astronomy and London Centre for Nanotechnology, London, United Kingdom
3 Shaanxi University of Science and Technology, School of Electrical and Control Engineering, Xi’an, China
4 Changzhou University, School of Microelectronics and Control Engineering, Changzhou, China
5 Shanghai University, Ministry of Education, Key Laboratory of Advanced Display and System Applications, Shanghai, China
Visible light communication (VLC) is an emerging technology employing light-emitting diodes (LEDs) to provide illumination and wireless data transmission simultaneously. Harnessing cost-efficient printable organic LEDs (OLEDs) as environmentally friendly transmitters in VLC systems is extremely attractive for future applications in spectroscopy, the internet of things, sensing, and optical ranging in general. Here, we summarize the latest research progress on emerging semiconductor materials for LED sources in VLC, and highlight that OLEDs based on nontoxic and cost-efficient organic semiconductors have great opportunities for optical communication. We further examine efforts to achieve high-performance white OLEDs for general lighting, and, in particular, focus on the research status and opportunities for OLED-based VLC. Different solution-processable fabrication and printing strategies to develop high-performance OLEDs are also discussed. Finally, an outlook on future challenges and potential prospects of the next-generation organic VLC is provided.
organic light-emitting diode visible light communication printable vehicular applications internet of things Advanced Photonics Nexus
2023, 2(4): 044001
1 中国电波传播研究所, 山东青岛 266107
2 哈尔滨工程大学信息通信工程学院, 黑龙江哈尔滨 150001
针对目前个体识别中特征工程存在信号序列长、特征鲁棒性差等问题, 研究了基于深度神经网络的个体识别技术。借鉴语音识别中的卷积长短时全连接神经网络(CLDNN), 通过卷积神经网络提取信号的局部幅度特征, 通过长短期记忆网络提取信号的全局时域特征, 使用全连接网络实现特征图到设备标签的映射。在视距 (LOS)信道下, 采集 8台 LoRa调制的无线数传电台数据, 加入高斯白噪声进行仿真测试。仿真表明, 本文所提方法在信号序列长度为 2 048点和低信噪比(0 dB)时, 模型准确率达到 95%; 此外相较 VGG16模型, 本模型参数更少, 在物联网设备部署方面具有一定的应用前景。
物理层安全 射频指纹 CLDNN网络 物联网 physical layer security RF Fingerprint(RFF) CLDNN Internet of Things 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(12): 1298
Weiping Ye 1,2,3,4Jia Wang 1,2,3,4Hui Tian 1,2,3,4,*Hanyu Quan 1,3,4
1 College of Computer Science and Technology, Huaqiao University, Xiamen 361021, China
2 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Wuhan 430074, China
3 Xiamen Key Laboratory of Data Security and Blockchain Technology, Xiamen 361021, China
4 Fujian Key Laboratory of Big Data Intelligence and Security, Xiamen 361021, China
Frontiers of Optoelectronics
2022, 15(3): s12200
1 中电科技集团重庆声光电有限公司,重庆401332
2 中国电子科技集团公司第二十六研究所，重庆400060
针对地下基础设施复杂环境中的多源异构传感器信息获取的问题，该文基于Real Time-Thread物联网操作系统，设计了总线式数据获取、传输、处理和上报的信息处理框架。通过设计传感器插入主动监测与识别机制、传感器运行调度与数据采集机制，以及不同形式传感器信息编码等手段，实现了设备随应用场景需要即插即用、不同原理传感器数据结构化、多传感器同时在线调度和较强的地下复杂环境适应性的能力。环境试验和地铁现场示范性部署表明，该文设计的面向地下基础设施一体化监测终端具有良好的指标拓展性能、可靠的现场运行能力和稳定的传感器数据采集及上报能力。
地下环境监测 地铁隧道监测 多传感器数据采集 传感器应用 感知终端 物联网操作系统 underground environment monitoring subway tunnel monitoring multi-sensor data collection sensor application sensing terminal internet of things operating system
