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姚昌華，南京信息工程大學(xué)教授，碩士生導(dǎo)師。長期從事無線通信領(lǐng)域智能頻譜分析、決策等方面的理論和技術(shù)研究。主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中國博士后基金項(xiàng)目特別資助、中國博士后基金面上項(xiàng)目一等資助、江蘇省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等。獲中國航空學(xué)會科學(xué)技術(shù)二等獎1項(xiàng)。發(fā)表SCI檢索論文18篇，第一發(fā)明人授權(quán)國家發(fā)明專利4項(xiàng)。

馬文峰，陸工程大學(xué)副教授、碩士生導(dǎo)師。長期從事衛(wèi)星通信，無線通信方面的教學(xué)、科研工作。負(fù)責(zé)或參與主持國家863計劃項(xiàng)目、973項(xiàng)目、國家重大科研專項(xiàng)、國家基金面上項(xiàng)目、江蘇省自然科學(xué)基金、“十二五”軍隊(duì)通信裝備預(yù)先研究項(xiàng)目等近20項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文40篇，授權(quán)國家發(fā)明專利12項(xiàng)，申請國家發(fā)明專利14項(xiàng)。獲得國家科技進(jìn)步二等獎1項(xiàng)，教育部科技進(jìn)步一等獎1項(xiàng)，軍隊(duì)科技進(jìn)步二等獎2項(xiàng)，軍隊(duì)科技進(jìn)步三等獎5項(xiàng)。

田輝，陸程大學(xué)教師。長期從事物聯(lián)網(wǎng)、無線自組網(wǎng)、智能無人通信等領(lǐng)域的教學(xué)和科研工作。主持國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、江蘇省博士后科研資助計劃等項(xiàng)目，參與軍委科技委重點(diǎn)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金、國家530專項(xiàng)等重大項(xiàng)目近10項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文29篇，其中SCI收錄16篇，EI收錄10篇，申請發(fā)明專利10項(xiàng)；獲軍隊(duì)科技進(jìn)步三等獎1項(xiàng)。

王聰，陸工程大學(xué)副教授、碩士生導(dǎo)師。負(fù)責(zé)或參與主持國家基金面上項(xiàng)目、江蘇省自然科學(xué)基金、國家530專項(xiàng)、軍委科技委重點(diǎn)項(xiàng)目等近10項(xiàng)；獲軍隊(duì)科技進(jìn)步獎三等獎6項(xiàng)。申請發(fā)明專利10項(xiàng)，出版教材1部。

闞常聚，陸工程大學(xué)工程師。發(fā)表SCI論文三篇，申請國家發(fā)明專利2項(xiàng)。

目錄

第1章 緒論
1.1 電磁頻譜空間的戰(zhàn)略意義
1.1.1 軍事領(lǐng)域的重要意義
1.1.2 民用領(lǐng)域的重要意義
1.1.3 電磁空間主權(quán)的激烈爭奪
1.2 電磁頻譜數(shù)據(jù)分析的重要作用
1.2.1 電磁頻譜資源的管理地位日益凸顯
1.2.2 電磁頻譜空間的安全問題日益突出
1.2.3 電磁頻譜空間的態(tài)勢獲取日益重要
1.3 電磁行為分析的應(yīng)用需求日益迫切
1.3.1 軍事領(lǐng)域的需要
1.3.2 反恐維穩(wěn)的需要
1.3.3 維護(hù)電磁秩序的需要
1.4 基于非內(nèi)容獲取的電磁行為分析
1.4.1 電磁行為分析面臨的挑戰(zhàn)
1.4.2 電磁行為分析的新思路
1.4.3 本書研究的技術(shù)途徑
參考文獻(xiàn)
第2章 電磁頻譜數(shù)據(jù)分析技術(shù)基礎(chǔ)與研究現(xiàn)狀
2.1 研究現(xiàn)狀簡介
2.1.1 電磁頻譜感知研究
2.1.2 電磁信號監(jiān)測處理研究
2.1.3 電磁輻射源定位研究
2.1.4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析研究
2.1.5 電磁通聯(lián)行為分析研究
2.1.6 頻譜分析中的機(jī)器學(xué)習(xí)
2.2 本書相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)
2.2.1 頻譜感知技術(shù)
2.2.2 聚類算法簡介
2.2.3 定位技術(shù)
2.2.4 基于搜索的優(yōu)化算法簡介
2.2.5 深度學(xué)習(xí)簡介
參考文獻(xiàn)
第3章 基于頻譜數(shù)據(jù)分析的通聯(lián)行為識別
第4章 基于分布式頻譜監(jiān)測的電磁輻射源無源定位
第5章 基于頻譜數(shù)據(jù)分析的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫诰?br>第6章 非理想環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫诰?br>第7章 基于時間特征的深度學(xué)習(xí)電磁通聯(lián)行為識別
第8章 基于模型壓縮快速學(xué)習(xí)的電磁通聯(lián)行為識別

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前言/序言

電磁頻譜空間主導(dǎo)權(quán)爭奪，是未來戰(zhàn)場主動權(quán)掌控、反恐維穩(wěn)、輿情控制、突發(fā)情況處置等重要事件處理的關(guān)鍵，相關(guān)技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。電磁頻譜空間安全技術(shù)，是充滿新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇的核心技術(shù)競技場，是我國在非傳統(tǒng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車、搶占戰(zhàn)略技術(shù)制高點(diǎn)的希望所在。

國家對電磁行為分析的需求迅速增長，無論是國防系統(tǒng)、公安系統(tǒng)還是工業(yè)系統(tǒng)，尤其是軍事、反恐維穩(wěn)、民用發(fā)展、頻譜秩序等領(lǐng)域，對于電磁行為的管控需求日益迫切。無線頻譜數(shù)據(jù)分析在電磁頻譜空間安全中的運(yùn)用日益廣泛和深入，是新興的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域之一。

本書聚焦電磁頻譜空間安全這一新興關(guān)鍵領(lǐng)域的核心技術(shù)，重點(diǎn)關(guān)注基于非內(nèi)容的通聯(lián)行為識別和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，不依賴于信號波形、通信協(xié)議等先驗(yàn)知識以及通信內(nèi)容的解析，主要采用信號統(tǒng)計分析的方法，從頻譜數(shù)據(jù)的宏觀規(guī)律出發(fā)，從頻譜數(shù)據(jù)中挖掘行為特征，避免傳統(tǒng)技術(shù)基于內(nèi)容分析所面臨的信息獲取難、隱私保護(hù)利益沖突、偽裝數(shù)據(jù)難甄別等一系列技術(shù)和非技術(shù)困難，充分利用最新的大數(shù)據(jù)技術(shù)，從行為畫像的角度提取有用信息，適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代的頻譜分析和監(jiān)管要求，減少對先驗(yàn)信息的依賴，增強(qiáng)方法的適用性。

本書基于作者在相關(guān)領(lǐng)域的研究和思考，系統(tǒng)梳理電磁行為識別和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)挖掘的特點(diǎn)，基于頻譜數(shù)據(jù)分析方法挖掘其獨(dú)有的潛力，選擇合理的技術(shù)路線，對基于非內(nèi)容獲取的電磁行為分析問題進(jìn)行探索。按行為分析的關(guān)鍵要素，從電磁通聯(lián)行為識別、電磁輻射源無源定位、理想和非理想情況下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫诰蛞约袄蒙疃葘W(xué)習(xí)進(jìn)行行為分析等幾個方面，進(jìn)行主題式的討論和研究，給出問題、模型、方法以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，希望對讀者的相關(guān)學(xué)術(shù)研究起到啟發(fā)作用。本書寫作以問題牽引的研究性風(fēng)格為主，給予讀者研究問題、解決問題的思維啟發(fā)和技術(shù)引導(dǎo)，并提供進(jìn)一步的開放討論空間。

本書的主要內(nèi)容包括: 第1章，緒論; 第2章，電磁頻譜數(shù)據(jù)分析技術(shù)基礎(chǔ)與研究現(xiàn)狀; 第3章，基于頻譜數(shù)據(jù)分析的通聯(lián)行為識別; 第4章，基于分布式頻譜監(jiān)測的電磁輻射源無源定位; 第5章，基于頻譜數(shù)據(jù)分析的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫诰? 第6章，非理想環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫诰? 第7章，基于時間特征的深度學(xué)習(xí)電磁通聯(lián)行為識別; 第8章，基于模型壓縮快速學(xué)習(xí)的電磁通聯(lián)行為識別。讀者可以根據(jù)自身需要，按順序或者選擇性地閱讀。本書面向的對象是高等院校網(wǎng)絡(luò)空間安全、無線通信及相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生，也可供相關(guān)科技人員參考。當(dāng)然，本書只是作者在該領(lǐng)域研究的梳理和思考總結(jié)，如需更為全面地了解相關(guān)研究，可以仔細(xì)閱讀本書所列參考文獻(xiàn)以及更多的專業(yè)書籍和學(xué)術(shù)論文。

感謝本書全體作者的辛勤工作和通力協(xié)作。十分感謝韓貴真、劉昌坤、潘婷、張海波、王文宇等同志的大力支持，感謝朱磊、倪明放、俞璐、武欣嶸、王磊等老師的指導(dǎo)。本書的寫作過程離不開很多人的幫助，無法在此一一列出進(jìn)行感謝。感謝在寫書的過程中我的家人對我的鼓勵和信任。最后，感謝清華大學(xué)出版社以及文怡編輯全程對我的幫助。由于本人水平有限，書中難免存在紕漏，歡迎讀者批評指正，不勝感激。

姚昌華

南京信息工程大學(xué)

2022年5月

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