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[发明专利]一种向量处理节点位置误差项的目标定位方法-CN202310735529.7在审
发明人：闫永胜;陈梦然;申晓红;王柱颖;刘雪;桂家俊 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： H04W4/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种向量处理节点位置误差项的目标定位方法，对传感器节点位置误差进行建模，通过非理想信道传输后将量化TOA量测值发送到融合中心，在量化TOA量测中引入传感器节点位置误差项，并对传感器节点位置误差项向量处理，对目标函数向量处理并进行转化，利用S‑过程消除传感器节点位置误差向量，对约束条件进行转化和松弛，求解凸优化问题，得到目标位置的估计值。本发明减弱了先验信息要求的苛求程度，同时没有设置需要手动调节的惩罚项，提升了实用性。在资源有限、能量有限的定位系统中，且受环境影响导致传感器节点真实位置与量测得到的位置出现较大偏差时，仍然能够较为准确地得到目标位置的估计，具有较强的鲁棒性和实用性。
一种向量处理节点位置误差目标定位方法

[发明专利]一种基于构建增广矩阵解相干信号的DOA估计方法-CN202310737661.1在审
发明人：闫永胜;王柱颖;张红伟;王海燕;申晓红 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G01S3/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于构建增广矩阵解相干信号的DOA估计方法，根据信源的方向矢量构建传感器阵列接收的信号矩阵，通过每个阵元输出数据构造出阵列信号矩阵的协方差矩阵，对阵列接收的信号矩阵进行共轭上下翻转，获得新的数据矩阵，求新的数据矩阵的协方差，进而求互协方差矩阵，从而利用共轭重排的原理，构造增广矩阵，并求增广矩阵的自相关协方差矩阵，利用高分率算法构建空间谱函数，实现DOA估计。本发明构建空间功率谱，实现目标方位的估计，能够在不损失有效孔径的情况下，实现对相干信号的DOA估计。
一种基于构建增广矩阵相干信号 doa 估计方法

[发明专利]一种基于反馈信道状态信息的水声OFDMA资源分配方法-CN201911387602.6有效
发明人：张育芝;王海燕;申晓红;王安义;李白萍;李彦斌 -专利权人：西安科技大学;西北工业大学
申请日： 2019-12-30 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： H04L25/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于反馈信道状态信息的水声OFDMA资源分配方法，发送端主节点向多个接收端子节点发送信道状态测试信号；接收端子节点根据接收的测试信号，对信道状态信息估计值进行载波分组联合多项式数据拟合预处理，按接入时间优化的时分复用方式反馈到发送端主节点；发送端主节点对反馈信道状态信息进行分析，计算得到载波的时频相关系数和统计均值；进行OFDMA的载波、比特、功率的联合分配；接收端多个子节点同时接收分配结果和数据信号，根据分配结果对OFDMA数据信号解复接，获取各自的相应数据。本发明能够降低系统误比特率，提高吞吐量。
一种基于反馈信道状态信息 ofdma 资源分配方法

[发明专利]一种前馈级联随机共振微弱信号增强方法-CN202310713949.5在审
发明人：王海燕;锁健;申晓红;马石磊;董海涛 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-06-15 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： H03H17/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种前馈级联随机共振微弱信号增强方法，利用随机共振系统的输出结果与原始待增强信号的不断合理叠加，为每一级随机共振系统输入信息，从而持续稳定的通过随机共振系统提升信噪比，达到有效增强微弱信号的目的。本发明由于利用噪声能量进行微弱信号的增强，通过原始含噪信号的前馈与合理的加权级联方法，使得信噪比稳步提升，解决了级联随机共振存在的依赖第一级随机共振效果以及目标信息量逐层递减问题，有效提升了级联随机共振的鲁棒性及低信噪比信号处理能力。所提前馈级联随机共振相比传统级联随机共振信噪比增益提升可达8db，最低可处理信噪比低至‑30dB，在微弱信号处理领域中具有广阔的应用前景。
一种级联随机共振微弱信号增强方法

[发明专利]一种水声网络多特征智能物理层认证方法-CN202310215641.8在审
发明人：赵瑞琴;石婷;申晓红;刘创源;贺冰玉;张旭 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： H04L9/40 文献下载
摘要：本发明提供了一种水声网络多特征智能物理层认证方法，网络初始化阶段是在无攻击结点的情况下构建CIR库相关的信道特征训练集，并为传输与认证阶段训练出最优的认证决策边界，传输与认证阶段利用网络初始化阶段中为每个合法邻居训练出的最优决策边界，对新接收到的消息进行认证，目的是有效提升时变水声信道下的认证率和攻击结点的检测率。本发明充分利用了水声链路的空变特性，提供了在缺乏非法信道先验知识的条件下进行高准确性认证的新途径；有效地克服了动态时变水声信道的影响，从而进一步提高了物理层认证算法的准确性；不仅能使水声网络中的每个结点实现分布式欺骗攻击检测，而且能够大幅降低水声网络中产生的认证开销和网络能耗。
一种网络特征智能物理层认证方法

[发明专利]一种非合作水声网络MAC协议识别方法-CN202211072226.3有效
发明人： 申晓红;马高悦;马石磊;王海燕;姜喆;严钰文 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-09-01 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H04L43/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种非合作水声网络MAC协议识别方法，首先通过对接收信号中的海洋环境噪声进行消减，减少了脉冲噪声对接收信号的干扰，然后提取短时能量特征，并对提取到短时能量特征进一步进行降噪，并通过机器学习的分类方法能够学习到数据间的特征规律，从而实现对水声非合作网络MAC协议的有效识别。本发明减小噪声能量对水声网络信号能量估计的影响，能够起到对短时能量降噪的效果，符合实际应用场景。通过对CQSTE序列进行变化检测和统计分析，即可提取到能够反映感知节点处的非合作水声网络能量随时间变化的特征，从而能够获取基于CQSTE的水声网络MAC协议识别特征集。
一种合作网络 mac 协议识别方法

[发明专利]一种非合作水声网络接收信号生成方法-CN202211067903.2有效
发明人： 申晓红;马高悦;马石磊;王海燕;姜喆;严钰文 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-09-01 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： H04B13/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种非合作水声网络接收信号生成方法，首先对非合作节点以及接收节点进行部署并计算节点间的声信号传播时延，计算信道单位冲击响应及海洋环境噪声并产生通信信号，再对非合作方数据产生时刻引入MAC协议并结合到达接收节点所需时延得到每包数据信号到达接收节点的时刻，最后对信号进行合成得到非合作水声网络接收信号。本发明考虑海洋环境复杂带来的多径和低信噪比以及不可忽视的传播时延，包含所需的物理层参数信息以及链路层协议信息，从链路角度对接收的通信信号进行延时叠加，更贴近真实情况的接收信号的生成方法，针对性的对链路层信道资源以及物理层节点进行占用、攻击，达到隐蔽、快速、高效、低成本、鲁棒的对抗效果。
一种合作网络接收信号生成方法

[发明专利]一种锚节点位置不确定情况下的TOA定位方法-CN202111125863.8有效
发明人：闫永胜;杨舸;王海燕;申晓红;张钦政 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-09-24 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： H04W4/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种锚节点位置不确定情况下的TOA定位方法，获取原始TOA量测，对节点位置误差进行建模，在锚节点与目标节点通信的原始TOA量测中引入锚节点误差项，对锚节点误差项进行转化，将定位问题转化为一个凸问题，将凸优化问题用MATLAB求解，从而得到目标位置坐标的估计。本发明仅减弱了先验信息要求的苛求程度，实用性得到了较大的提升；有效解决了在锚节点位置误差项不服从任何先验分布的这种更符合实际的情况下，以往发明所没有解决的过度松弛问题，在定位系统受环境影响，导致锚节点真实位置与量测得到的位置出现较大偏差时仍然能够较为准确地得到目标位置的估计，具有较强的实用性。
一种节点位置不确定情况 toa 定位方法

[发明专利]一种基于矢量定向和测距的水声网络拓扑感知方法-CN202011273731.5有效
发明人：何轲;夏远东;申晓红;董海涛;王妍 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-11-14 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G01S3/802 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于矢量定向和测距的水声网络拓扑感知方法，属于水声信号处理领域。假设水声网络节点只存在一个信号源节点，基于单个矢量水听器可同时对两个信号源进行定向，并以源节点为参考，采用RSSI测距方法，逐步定位出水声网络中所有节点位置，进而以信号到达矢量水听器的时间关系，判断出水声传感器网络内部节点的信息流向，完成水声网络拓扑感知。本发明仅运用一个矢量水听器，结合RSSI测距，数学几何方法，所需硬件少，操作简单，适应性强。
一种基于矢量定向测距网络拓扑感知方法

[发明专利]一种无线遥控式的深水钻井隔水管多点力学同步监测方法-CN202110895197.X有效
发明人：王海燕;董海涛;申晓红;闫永胜;许亮斌;盛磊祥;金学义 -专利权人：西北工业大学;中海油研究总院有限责任公司;中海油田服务股份有限公司
申请日： 2021-08-03 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种无线遥控式的深水钻井隔水管多点力学同步监测方法，水上中控分系统进入待机状态，水下监测分系统各个力学同步监测设备由水下监测测点中控模块控制进入休眠状态；同步监测状态通过平台中控管理模块配置无线遥控的模式及目标测点，确认生成遥控密钥指令字，送至声学通信模块进行发送，数据回传状态向水下分系统各测点发送传输密钥，解析后将监测信息回传至声学通信模块，再送至平台中控管理模块。本发明利用无线通信系统将遥控能力设计并应用于隔水管多点力学同步监测，满足平台中控监测工作人员根据实际需求定制任意一次或多次定制化监测，能够极大的便捷平台完整性科学管理与评估，提升深水平台隔水管疲劳监测的效率与效能。
一种无线遥控深水钻井水管多点力学同步监测方法

[发明专利]一种自适应匹配随机共振的谱线增强方法-CN202010416151.0有效
发明人： 申晓红;董海涛;王海燕;锁健;张红伟;刘浣琪 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-05-17 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： G01S7/539 文献下载
摘要：本发明提供了一种自适应匹配随机共振的谱线增强方法，在一种势阱约束的广义二阶非线性模型下，建立了自适应匹配随机共振的优化方法，提升了低采样下对谱线的增强性能。本发明通过自适应匹配随机共振的谱线增强方法，能够有效提升对信号的滤波性能，进一步突破了常规自适应谱线增强器方法的增强性能，可以有效应用于实时远程探测系统中。
一种自适应匹配随机共振增强方法

[发明专利]一种面向水下传感器网络的动态用户分组方法-CN202310186754.X在审
发明人：姜喆;马艺航;闫永胜;王海燕;申晓红;何轲 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： H04W84/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种面向水下传感器网络的动态用户分组方法，通过动态规划的方法，在不断迭代的情况下，达到对网络中所有节点进行两用户分组的目的，实现水声传感器网络非正交多址接入的用户分组，减少了在新用户接入或已有用户的信道条件发生严重变化时需要重新的进行分组的用户数目，降低了网络所需开销，提升了非正交多址接入在水声传感器网络中可适用性，本发明在面对水声信道状态发生严重变化或者新用户加入的情况下，网络中继节点通过少量用户的重新分组，继续达到较高的通信容量，表现出极高的动态扩展性及鲁棒性。因此本发明提高了非正交多址技术在水声传感器网络中的可用性，推动水声传感器网络进一步发展。
一种面向水下传感器网络动态用户分组方法

[发明专利]一种KL交互式多模型水下目标跟踪方法-CN202111659699.9有效
发明人：闫永胜;韩世华;王海燕;申晓红;张天佑 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-12-30 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G06T7/246 文献下载
摘要：本发明提供了一种KL交互式多模型水下目标跟踪方法，针对海水介质的物理特性对量测信息存在的干扰，引入KL散度来计算模型概率加权系数，使用KL散度来计算运动模型集中某一运动模型和目标真实运动模式的匹配度的大小，结合标准IMM算法中基于新息似然函数的模型概率更新方法，使得该模型选择更加贴合目标的真实运动模型，进而提高目标的位置估计精度。本发明不仅能够满足水下目标运动模型的建立既要能够描述机动目标复杂多变的运动状态，还能够满足计算量小、易于处理的要求。
一种 kl 交互式模型水下目标跟踪方法

[发明专利]一种基于卷积神经网络的人员落水检测方法-CN202011465773.9有效
发明人： 申晓红;陈创;孙琦璇;马石磊;张裕昌;锁健 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-12-13 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G06F18/214 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于卷积神经网络的人员落水检测方法，首先利用水听器采集到声信号，同时使用无人机拍摄现场图像，接着对声信号进行分帧和加窗对其截断，然后将截断后的声信号转化为时频图，再将时频图和先现场图像的大小进行缩放并堆叠，最后利用卷积神经网络提取时频图和现场图像更丰富的深层次信息，提高人员落水的检测能力。本发明通过调整超参数的方式提升了该模型的泛化能力，以适应更多复杂场景下的人员落水情形。
一种基于卷积神经网络人员落水检测方法

[发明专利]一种阱内匹配随机共振的非线性滤波方法-CN202010416149.3有效
发明人： 申晓红;董海涛;王海燕;锁健;刘浣琪 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-05-17 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： H03H17/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种阱内匹配随机共振的非线性滤波方法，建立一种势阱约束的广义二阶非线性模型，推导阱内非线性参数的匹配关系，建立参数匹配的优化方法，提升滤波器频域的动态范围。本发明相比常规随机共振方法可提升滤波器频域的动态范围，突破了随机共振的高采样限制，同时能够提升抗噪性能，极大的增加了随机共振在工程应用中的灵活性与可行性，尤其是对运算能力有限的嵌入式系统。
一种匹配随机共振非线性滤波方法

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