Interstellar communication. IX. Message decontamination is impossible
来自太空的复杂信息可能需要使用计算机来显示、分析和理解。这样的信息不能肯定地净化，技术风险仍然存在，可能构成生存威胁。在风险规避的情况下，需要销毁复杂的消息。
2018-02-06 astro-ph.IM physics.pop-ph
Interstellar communication network. III. Locating deep space nodes
星际通信网络受益于放置在恒星引力透镜中的中继节点。信号增益为$10^{9}$级，具有最佳对准，允许在秒差距距离上以kW功率水平与米级探针进行千兆位连接。如果这样的网络存在，那么我们的太阳系中可能存在一个节点：它在哪里？通过对网络拓扑的一些假设，可以计算候选天空位置。视位置受到地球绕太阳轨道的视差运动和附近恒星自行引起的（缓慢）漂移的影响。利用盖亚天体测量学，可以以角秒的精度确定瞬时位置。这些潜在的节点位置可以在目标中观察到。
2021-04-19 astro-ph.IM
An interstellar communication method: system design and observations
一个同步射电望远镜系统被用来搜索假想的宽带星际通信信号。假设发射的信号具有能够实现高信道容量和每信息比特最低能量的特性，同时包含容易分离的能量有效的信号元素，与随机噪声不同。描述了假设的发射机信号。详细描述了信号接收和发现过程。描述了2017 - 2021年期间使用单个和多个同步射电望远镜进行的观测。结论和进一步的工作提出了建议。
2022-02-26 astro-ph.IM eess.SP
Radio interference reduction in interstellar communications: methods and observations
星际通信信号的发现由于无线电干扰的存在而变得复杂。因此，星际通信信号被假设具有有利于在高水平的本地行星无线电干扰中发现的特性。一种假设类型的星际信号，delta-t delta-f极化脉冲对，具有类似于随机噪声的罕见元素的特性，而不同于许多已知的无线电干扰类型。delta-t delta-f极化脉冲对的发现是通过使用干扰滤波接收器系统来帮助的，所述干扰滤波接收器系统被设计为当将射电望远镜指向假想发射器的天体坐标时指示delta-t delta-f极化脉冲对的异常存在。先前的观测报告（参考文献arXiv：2105.03727）指出了一个异常的天体指向，其坐标为赤经5.25 +- 0.15小时和赤经-7.6 +- 1度。在目前的工作中使用的增强干扰减少机制进行了说明，连同后续的射电望远镜光束过境测量报告在40天。结论和进一步的工作提出。
2021-06-18 astro-ph.IM eess.SP
Astrometric study of Gaia DR2 stars for interstellar communication
我们讨论了高精度指向我们的发射机的银河系主序星周围的宜居行星的前景。为了有效地传递信号，宿主星的未来天空位置应该以比发射机的波束张开角$Θ$更好的精度适当地外推。利用Gaia最新发布的数据（DR 2），对$4.7\times 10^7$ FGK星的外推精度进行了估算，发现在精度目标优于1”的情况下，目标总数可以达到$\sim 10^7$。考虑到通信的成对性质，我们的研究对SETI（搜寻地外文明）也有指导意义，而不仅仅是向外发送信号。
2020-03-07 astro-ph.IM
Engineering an Interstellar Communications Network by Deploying Relay Probes
我们开发了一个星际通信网络，它是由中继节点，传输衍射限制光束的光子模型。我们提供了一个多维度的理由，这样一个网络的通信，而不是星际信标。我们推导出基于基础物理的通信比特率的理论表达式，受光子可用能量和由平方反比定律稀释信息的光束衍射的约束。我们发现，米级探针的比特率受到严重限制，在1 Gbps以下，超过光年的距离。然而，该比特率与传输和接收光子的光学器件的大小的4次方成正比，与它们之间的距离的平方成反比，因此有利于大光学器件和节点之间的短间隔。星际通信的优化架构由一个节点网络组成，这些节点之间的距离为亚光年，并在相邻的恒星之间延伸。
2022-04-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Interstellar communication network. II. Deep space nodes with gravitational lensing
星际通信网络中的数据速率由于恒星之间的巨大距离而受到平方反比定律的影响。为了实现高（Gbits/s）数据速率，需要大孔径和高功率的某种组合。另外，信号可以通过恒星的引力透镜聚焦，产生$10^{9}$级的增益，与直接路径相比。引力透镜物理学对接收器和孔径的大小和位置施加了一系列约束。这些特征包括最小和最大接收器尺寸、最大发射器尺寸和日心接收器距离。接收机和发射机的最佳尺寸为米级。这种小装置允许捕获光束中的主瓣，同时避免影响较大孔径的时间拖尾。这些和其他属性可以用于描述透镜通信网络的最可能的参数，并确定通信节点在日心参考系中的精确位置。
2020-09-03 astro-ph.IM astro-ph.SR
Interstellar communication. IV. Benchmarking information carriers
自20世纪50年代以来，对地外通信的探索主要集中在微波光子上。我们将其他高速信息载体比作光子，如电子、质子和中微子，引力波，铭刻物质和人造巨型结构，如掩星器。性能卡包括交换速度、单位能量信息和机器尺寸、透镜性能、成本和复杂性。在快速点对点通信中，光子比其他载体优越几个数量级。发送带有铭刻物质的探测器需要更少的能量，但具有更高的延迟。对于低数据速率的各向同性信标，我们目前的技术水平不足以确定最佳选择。我们讨论的情况下，我们的初始假设不适用，并描述所需的属性的假设粒子赢得光子。
2018-05-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Symbol quantization in interstellar communications: methods and observations
星际通信发射机，旨在被发现和解码为信息比特，预期发射包含在发射信号的至少一个自由度中量化的消息符号的信号。提出了一种假设，即在接收假设的可重复星际通信信号期间，可以观察到以一个或多个信号测量的乘性值的形式的信号量化。在以前的工作中，使用单个和多个同步射电望远镜，候选假设星际通信信号包括delta-t delta-f相反的圆偏振脉冲对已被报告和分析（参考arXiv：2105.03727，arXiv：2106.10168，arXiv：2202.12791）。在后一份报告中，观察到在58.575 Hz的倍数下delta-f的明显量化。在目前的工作中，一个机器的过程已经实施，以进一步研究异常的delta-f和delta-t量子化，本文报道的结果。如在一些过去的工作中，使用具有固定方位角和仰角指向的26英尺直径的射电望远镜来使赤经滤波器能够在6.3小时的赤经范围内相对于其他方向测量与感兴趣的天体方向相关联的信号。5.25 ± 0.15小时的赤经，-7.6度± 1度的十进制天体方向在持续157天的实验中呈现重复和量化的异常，前143天与前一次实验重叠。
2022-03-18 astro-ph.IM eess.SP
Interstellar communication network. I. Overview and assumptions
最近，本福德（2019）在这本杂志中提出，星际探索探测器形式的“潜伏者”可能存在于太阳系中。同样地，地外智慧生命可以向许多其他恒星系统发送长寿探测器，以报告科学和监视情况。如果探测器和行星与技术物种存在于我们银河系中的少数系统中，那么使用协调的通信方案是有益的。由于平方反比定律，长距离直接连接的数据速率会大幅下降。如果以优化的方式使用中继站（节点），则网络带宽可以增加几个数量级。这一系列论文的介绍使通信方案的假设变得明确。随后的论文将讨论技术方面，如发射机，中继器，波长和功率电平。总体目的是深入了解星际通信网络的物理特性，使我们能够描述节点和探测器的最可能的大小和位置。
2020-02-13 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Searching for Propionamide (C2H5CONH2) Toward Sagittarius B2 at Centimeter Wavelengths
星际介质（ISM）中分子的形成是天体化学中一个复杂而尚未解决的问题。一组特别感兴趣的分子涉及-羧基和-胺基之间的连接，类似于肽键。在ISM中检测含有这些肽样键的分子可以帮助阐明可能的形成机制，以及指示ISM的某些区域内可用的分子复杂性水平。两个最简单的分子含有一个类似肽的键，甲酰胺（NH 2CHO）和乙酰胺（CH 3CONH 2），以前已经在人马座B2（Sgr B2）的恒星形成区被检测到。最近，星际探测丙酰胺（C2 H5 CONH 2）向Sgr B2（N）与ALMA观测毫米波长的报告。然而，这种检测受到了来自同一组ALMA观测的其他人的质疑，因为从任何未污染的过渡中没有发现统计学上显著的线发射。使用PRrbiotic星际分子巡天（PRIMOS）的观测，我们报告了一个额外的搜索C2 H5 CONH 2厘米波长进行的绿岸望远镜。未检测到C2 H5 CONH 2的光谱特征。在厘米波长处C2 H5 CONH 2的上限被确定为小于1.8e14 cm-2，并且发现C2 H5 CONH 2/CH 3CONH 2比率的上限小于2.34。这项工作再次质疑C2 H5 CONH 2的最初检测，并表明更复杂的肽样结构可能难以在ISM中形成，或者低于当前天文设施的检测限。提供了其他结构相关的物种，以帮助未来的实验室和天文学搜索。
2022-08-11 astro-ph.GA astro-ph.IM
Interstellar communication. III. Optimal frequency to maximize data rate
使用“地球2017”技术的星际通信的最佳频率在本系列的论文I和II中推导出来（arXiv：1706.03795，arXiv：1706.05570）。该框架包括衍射（自由空间）、星际消光和大气传输的光子损失模型。当前技术的主要限制是波长$λ<300\,$ nm（UV）的聚焦。当该技术约束被丢弃时，对于kpc的距离，在$λ\approx1\,$ nm（$E\approx\,$ keV）处发现物理边界。虽然较短的波长可能会产生更紧密的光束，从而产生更高的数据速率，但物理限制来自原子级聚焦设备的表面粗糙度。通过利用电磁场的波束形成，例如使用自由电子激光，可以超过该限制，但是这样的方法在能量上没有竞争力。目前的激光器在纳米波长上还不具有成本效益，差距为两个数量级，但未来的技术进步可能会集中在物理最佳值上。我们建议将SETI的努力扩展到0.5 - 2 keV能量的单色（或窄带）X射线发射。
2017-11-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
Design for minimum energy in starship and interstellar communication
星际微波数字通信适用于星际飞船和地外文明（SETI和METI）通信。大的距离需要大的发射功率和/或大的天线，而传播在宽带宽上是透明的。认识到一个基本的权衡，减少能量传递到接收器的代价是宽带宽（地面目标的相反）是有利的。宽带宽还导致更简单的设计和实施，允许规避在星际介质和运动效应中产生的色散和散射，并避免任何相关的处理。传送到接收器的每比特信息的最小能量仅由宇宙微波背景决定。通过将一个比特映射到载波脉冲串上，1836年为电报发明的莫尔斯码比现代地面无线电使用的方法更接近这一最小能量。与增加相位和幅度以增加信息容量同时最小化带宽的地面方法不同，为载波突发增加多个时间-频率位置增加容量同时最小化每个信息比特的能量。由此产生的位置代码是非常简单的，但可以接近最小能量的带宽扩展。这与容易发现是一致的，因为载波突发是充满活力的，并且对检测后模式识别的直接修改可以识别突发模式。星际相干洞捕获时间和频率相干约束，并且发射机和接收机对环境的观测约束爆发参数并限制搜索范围。
2014-03-29 astro-ph.IM physics.pop-ph
Interstellar communication. XI. Short pulse duration limits of optical SETI
以前和正在进行的对地外光学和红外纳秒激光脉冲和窄线宽连续发射的搜索迄今为止都没有结果。在常用的观测节奏$\sim 10^{-9}\,$ s，天空集成星光是一个相关的噪声源大视场调查。这可以通过窄带宽滤波器、多像素探测器或更短的观察节奏来减少。我们研究了由不确定原理、星际散射、大气闪烁、折射、色散和接收机技术所设定的短脉冲的极限。我们发现最佳的激光脉冲是时间带宽有限的高斯脉冲，其持续时间为$Δt \approx\,10^{-12}\,$ s，波长为$λ_{0}\approx1\,μ$ m，光谱宽度为$Δλ\approx 1.5\,$ nm。较短的脉冲在地球大气层中受到的影响太大。鉴于某些技术进步，当从ns脉冲移动到ps脉冲时，测量速度可以增加三个数量级。更快的（和/或并行的）信号处理将允许对针对地球的激光进行全天一次的调查。
2018-04-04 astro-ph.IM
Technological Challenges in Low-mass Interstellar Probe Communication
建立在一个初步的论文设计的下行链路从一群低质量的星际探测器返回的科学数据附近的比邻星，最关键的技术问题进行了总结，并解释其意义的背景下，整个系统的设计。主要目标是确定主要的挑战或showstoppers，如果这样的下行链路是使用目前可用的现成技术来构建，从而提供方向和动机，未来的研究构成设计的挑战和技术。虽然没有任何基本的物理限制来阻止这种通信系统，但目前可用的技术在几个领域中明显不足，并且存在其他主要的设计挑战和不确定的解决方案。最大的挑战是在质量限制，多路复用同时通信从多个探测器到同一个目标系外行星，姿态控制和指向精度，以及多普勒频移由于探测器速度的不确定性。最大的技术挑战是电力，高功率和波长灵活的光源，非常有选择性和波长灵活的银行的光学带通滤波器，和单光子探测器与极低的暗计数率。对于其中的一个关键子集，我们描述了我们遇到的困难的性质及其在整个系统背景下的起源。一个接收器，限制接收到一个单一的探头也被认为是和比较的群体的情况下。
2020-06-10 astro-ph.IM
Replication of filtered interferometer measurements in interstellar communications
本文报告了对先前射电干涉仪实验中异常δt-δf偏振脉冲对测量结果的复现实验，结果显示随机白噪声假设被证伪，需发展替代假设。
2024-06-29 astro-ph.IM eess.SP
Interstellar communication. II. Application to the solar gravitational lens
我们已经表明，在本系列的第一篇论文（arXiv：1706.03795），星际通信到附近的（pc）恒星是可能的，在1米大小的探测器和大型接收望远镜（E-ELT，39米）之间的数据速率为每秒每瓦比特，当优化所有参数，如频率在300-400 nm。现在，我们将我们的星际消光和光子编码的量子态计算框架应用于太阳引力透镜（SGL），该透镜将接收望远镜的孔径（以及光子通量）放大了$>10^9$倍。这是第一次，我们表明，使用SGL的通信目的是可能的。这一点以前并不清楚，因为爱因斯坦环被放置在太阳日冕噪音内部，而且影响因素很难确定。我们计算了点扩散函数、孔径大小、日心距和最佳通信频率。用于邻近（<100 pc）星际通信的最佳波长受到当前技术的限制，仅限于紫外线和光学波段。为了抑制日冕噪声，需要一个先进的日冕仪，或者可以使用一个掩蔽器，这将需要第二个航天器在距离接收器78公里处编队飞行，尺寸约10米。数据速率与SGL望远镜的大小和日心距离近似成线性关系。对于一对米大小的望远镜来说，来自Alpha Cen的可转换（接收）数据速率为每秒1-10兆比特/瓦，与使用没有SGL的相同接收望远镜相比，这是$10^6$的改进。SGL中的1米望远镜可以以与公里级“普通”望远镜相当的速率接收数据。
2017-10-18 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Stellar Gravitational Lens Engineering for Interstellar Communication and Artifact SETI
最近的几项研究提出了“恒星中继”传输系统，其中位于恒星引力透镜焦点的航天器在传出或传入星际传输的增益方面实现了戏剧性的提升。我们研究了恒星中继系统的一些工程要求，评估了引力中继的长期可持续性，并描述了必须积极应对的扰动和漂移，以保持中继星目标对准。中继站-太阳-目标对准的主要扰动是太阳向内的引力和行星对太阳的反射运动。这些接近。m/s/yr的加速度可以用现代推进系统在长达一个世纪的时间尺度上抵消。这种检查也是相关的望远镜设计，旨在使用太阳作为一个聚焦元件。此外，我们还研究了人工智能搜索的前景，以观察放置在太阳周围的外星智慧恒星中继，并建议某些附近的恒星相对不受行星系统的干扰，作为恒星中继通信系统的有利节点。
2021-10-18 astro-ph.IM physics.pop-ph
Challenges in Scientific Data Communication from Low-Mass Interstellar Probes
研究了从星际距离的空间探测器返回科学数据的下行链路。背景是探测器以相对论速度移动，使用地面定向能束推进，需要非常低质量的探测器。实现同时通信从一群探测器定期发射到一个目标的距离Proxima Centauri的解决。分析的重点是基本的物理和统计的下行链路性能的通信限制，而不是一个具体的实施。选择传输时间/距离和探针质量以实现最佳的数据延迟与体积折衷。解决了用单个接收器瞄准多个探测器轨迹的挑战，包括多路复用、视差和目标星自行。本底辐射的相关来源，包括宇宙，大气和接收器暗计数进行了识别和估计。直接检测实现高光子效率和非相干孔径组合。一种新颖的突发脉冲位置调制（BPPM）有益地扩展了光带宽，改善了接收机暗计数。一个规范的接收光收集器结合了最小发射功率与约束群探测覆盖。可靠的数据恢复和灵敏度的各种BPPM模型参数的理论限制，包括广泛的总收集器区域。确定了近期的重大技术障碍。使创新包括一个高峰平均功率比，一个大的源熄灭因子，最短的大气透明波长，以尽量减少目标星的干扰，自适应光学大气湍流，非常有选择性的带通滤波（可能与多个通带），非常低的暗计数单光子超导探测器，非常准确的姿态控制和指向机制。
2020-05-29 astro-ph.IM
The Search for Deliberate Interstellar SETI Signals May Be Futile
本文指出从外星文明视角看，传统的恒星电磁信号搜寻策略存在多重挑战，提出外星人更可能通过物理AI机器人探测器组成的星际通信节点网络来建立联系，从而解决星际信号传输问题。
2023-07-26 astro-ph.IM physics.pop-ph
Interferometer observations of pulse pairs in an interstellar communication experiment
Green Bank Observatory（格林班克天文台）
通过2017年以来的同步射电望远镜实验及后续干涉仪实验，发现来自比邻星方向的异常3.7Hz带宽脉冲源。本实验使用双元件相位测量干涉仪监测假想脉冲源，123天的相位测量数据支持该信号具有天体起源。
2026-04-15 astro-ph.IM eess.SP
Interstellar communication. I. Maximized data rate for lightweight space-probes
最近的技术进步可以使星际旅行成为可能，使用由激光或太阳光子压力推动的超轻帆，速度只有光速的百分之几。从这样的探测器获得远程观测数据并不是微不足道的，因为它们的仪器最少（克级）和距离很远（pc）。我们推导出最佳的通信方案，以最大限度地提高远程探头和家庭基地之间的数据速率。该框架要求日冕照相抑制恒星背景在$10^{-9}$的水平在几十角秒的明亮的恒星。我们的工作包括衍射，技术限制，星际消光和大气传输的光子损失的模型。主要噪声源是大气、黄道、恒星和仪器噪声。我们使用“Holevo界”来检查最大容量，该“Holevo界”给出了可以通过量子态（光子）编码的信息量（比特）的上限，对于乐观的信号和噪声水平，该上限是每个光子几个比特。这允许从一个大小为1米、距离为$α\,$ Centauri（1.3 pc）的发射机到一个地球上的大型接收望远镜（E-ELT，39米）的数据速率达到每秒每瓦比特的数量级。这个距离的最佳波长是300 nm（天基接收器）到400 nm（地基），并随着距离的增加而增加，由于消光，在8 kpc时到星系中心的最大值为$\approx3\,μ$ m。
2017-11-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
Interstellar Communication: The Case for Spread Spectrum
在现代数字无线地面无线电系统中广泛使用的扩频选择具有类噪声特性和比所需带宽高得多的带宽的信号。本文主张扩频调制星际通信，出于强大的免疫力，在接收器附近的技术起源的射频干扰（RFI），同时保留在存在自然噪声源的充分检测灵敏度。接收机抗扰度设计本身不提供选择具有任何特定特征的信号的基础，因此无法减少模糊性。通过将RFI作为设计目标添加到抗噪性，信号的选择（由发射机）与抗噪性的最佳检测（在接收机中）的结合通过简单的概率论证导致信号应该具有白噪声突发的统计特性并且还具有大的时间带宽积的结论。因此，通过减少关于信号特征的模糊性，扩频还提供了发射机和接收机之间的隐含协调。该策略要求接收机猜测特定的类噪声信号，并且有人认为，如果在算法上生成适当的伪随机信号，则这是可行的。例如，概念上简单的算法，如二进制扩展的共同无理数，如Pi被证明是合适的。由于其有意加宽的带宽，扩频在通过星际介质的传播中更容易受到色散和失真的影响，期望减少带宽和载波频率等参数的模糊性。这表明了利用扩频调制技术进行星际通信的一个有希望的新方向。
2011-12-02 astro-ph.IM cs.IT math.IT
A signal discovery step in interstellar communication
本研究将星际通信信号发现的四步干涉仪方法简化为单步，通过123.8天实验验证两个关注天区方向与天球坐标相关，统计功效超6σ，还发现赤经混叠迹象并给出解释。
2024-12-09 astro-ph.IM eess.SP
Polarized pulse pair observations during a long duration interstellar communication experiment
本文报告了在124.1天内利用射电干涉仪对单一赤纬处完整赤经覆盖的观测，发现可能存在新的异常天体指向方向，并在三个方向观测到平均极化脉冲对计数达七个标准差的偏移，同时探讨了潜在解释。
2025-04-28 astro-ph.IM eess.SP
Symbol repetition in interstellar communications: methods and observations
预期可发现的星际通信信号将展现出至少一种明显不同于随机噪声的信号特征。提出了一种假设，射电望远镜接收到的信号可能包含发射的delta-t delta-f相反的圆极化脉冲对，传达信息内容和发现方法的组合，包括符号重复。使用26英尺直径的射电望远镜、选择的匹配滤波器接收器和机器后处理系统对假设信号进行实验测量。预计测量结果将呈现由加性高斯白噪声模型解释的可能性，该模型被增强以减少射频干扰。此外，在长时间的实验中，预计测量结果在一个人口的赤经范围内不会有显着差异。本文所描述的假设和实验方法是基于先前报道的多射电望远镜delta-t delta-f偏振脉冲对实验。(ref. arXiv：2105.03727，arXiv：2106.10168）。在目前的工作中，在143天的实验中，一个赤经过滤器在0到6.3小时的范围内跨越21个0.3小时的赤经箱。测量和分析了表观符号重复。5.25 ± 0.15小时赤经，-7.6度± 1度赤经天球方向与先前工作中的异常观测有关，并继续呈现异常，原因不明。
2022-02-25 astro-ph.IM eess.SP
Swarming Proxima Centauri: Optical Communication Over Interstellar Distances
针对星际通信难题，提出克级探测器蜂群方案，通过发射速度调控与星际介质阻力实现编队，结合β伏特能源与航天级时钟同步，可提升数据回传速率并降低任务风险。
2023-12-12 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.pop-ph
Interferometer measurements in interstellar communications: methods and observations
本研究利用双单元射电干涉仪与接收算法开展地外通信信号搜索，通过差分到达角等测量提升信号探测能力、降低误报，经61天共244小时观测，为相关研究补充了新的方法与观测数据。
2024-04-13 astro-ph.IM eess.SP physics.pop-ph
Exoplanet Transits as the Foundation of an Interstellar Communications Network
地外智能（ETIs）试图建立星际通信的两个基本问题是时间和能量消耗。人类对系外行星通过其穿越宿主恒星的研究突出了解决这两个问题的方法。如果B正在观察A的恒星系统中的凌日行星，ETI 'A'可以与ETI 'B'通信，通过建造结构来产生B可观察的人工凌日，或者通过在凌日期间在B处发射信号，比典型的电磁传输方案能耗低得多。这可以产生一个相互联系的文明网络，通过观察彼此的过境建立联系。假设文明居住在银河系宜居带（GHZ），我进行Monte Carlo实现模拟的建立和这个网络的增长，并分析其性质的图论的背景下。我发现，在任何时刻，只有少数文明是正确的对齐，通过过境通信。然而，我们应该期待真正的网络是累积的，在任何时候的“握手”连接都可以保证未来通过电磁信号的连接。在我们所有的模拟中，累积网络将所有文明连接在一个完整的网络中。如果文明共享其网络连接的知识，那么网络就可以在十万年的时间尺度上完全完整。一旦建立，这个网络可以直接连接任何两个文明，或者通过中间文明，其路径比GHZ的维度小得多。
2017-07-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
On Detecting Interstellar Scintillation in Narrowband Radio SETI
本研究提出利用星际介质导致的强度闪烁区分窄带射电技术签名与RFI，并基于NE2001模型和GBT干扰环境评估其探测可行性。
2023-07-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Interstellar communication. X. The colors of optical SETI
最近有人从激光工程学的角度提出，光学SETI只有几种神奇的颜色。这些主要是1064 nm的Nd：YAG谱线及其二次谐波532.1 nm。次佳选择将是Nd：YAG和Nd：YLF激光线的和频和/或二次谐波产生，393.8 nm（接近Fraunhofer CaK）、656.5 nm（H $α$）和589.1 nm（NaD 2）。在本文中，我们研究了星际消光，大气透明度和闪烁，以及这些激光线的噪声条件。对于强信号，我们发现，光学波长是最佳的距离$d\lesssim\,$ kpc。在大多数条件下，$λ=1{,}064\,$ nm处的Nd：YAG也是一个类似的好选择，在2倍之内，并且超出$d\lesssim3\,$ kpc。对于较弱的发射器，其中的信噪比相对于混合的主机星是相关的，最佳波长取决于背景源，如恒星类型。夫琅和费谱线虽然提供较低的恒星背景噪声，但在大多数使用情况下是不相关的，因为它们被其他因素压倒。激光推动的太空飞行概念，如“突破性的Starshot”，将产生比OSETI以往任何时候都更明亮和更紧密的光束。这样的激光飞船在kpc的距离外看起来就像是肉眼可见的恒星。如果激光物理学已经成熟，并集中在最有效的技术，激光线的选择，为给定的情况下（例如，Nd：YAG（用于强信号）可以通过窄滤光片进行观察，以显著降低背景噪声，从而在快速勘测中实现大视场观察。
2018-04-04 astro-ph.IM
The Breakthrough Listen Search for Intelligent Life: Searching Boyajian's Star for Laser Line Emission
Boyajian's Star（KIC 8462852）由于其不寻常的周期性亮度波动而受到广泛关注，开普勒航天器和随后的地面观测都发现了它。光度测量值下降的可能解释包括星际或星周尘埃，并推测可能是人造巨型结构造成的。我们分析了Boyajian星的177个高分辨率光谱，以探测来自地外文明的潜在激光信号。这些光谱是由利克天文台的自动行星望远镜获得的，作为突破性倾听项目的一部分，覆盖了374至970 nm的可见光波长范围。我们计算，有源滤波器将能够检测激光功率大于约24兆瓦的距离Boyajian的明星，d = 1470年。分析中的最佳候选者都可以解释为宇宙射线撞击，恒星发射线或大气辉光发射线。
2018-12-25 astro-ph.IM
A proposed signal discovery method in interstellar communication
针对参宿七附近天区疑似异常窄带脉冲对的观测问题，提出一种高统计功效、低干涉仪调整偏差的测量方法，经92天实验证伪高斯噪声假说，为星际信号探索提供新观测手段。
2024-11-04 astro-ph.IM eess.SP
End-to-end interstellar communication system design for power efficiency
星际距离的无线电通信进行了研究，占噪音，色散，散射和运动。大的发射功率建议最大化功率效率（信息速率与平均信号功率的比率），而不是限制带宽。可靠通信的基本限制是确定的，并且不受载波频率、色散、散射或运动的影响。可用效率仅受噪声限制，而可用信息速率受噪声和可用平均功率限制。一组五个设计原则（在我们自己的技术能力范围内）可以渐近地接近基本极限;没有其他文明可以达到更高的效率。带宽可以以避免引起色散或散射损害的方式扩展。由此产生的节能信号具有与当前SETI目标非常不同的特性，相对于信息速率具有较宽的带宽，并且在时间和频率上具有稀疏的能量分布。研究了在给定的接收机观测时间下，无信息信标达到最低平均功率的问题。它们不需要具有宽带宽，但是随着平均功率减小，它们确实在时间上更稀疏地分配能量。信标和信息承载信号的发现进行了分析，最相似的方法，已在光学SETI。不需要处理来考虑除噪声之外的损伤。建立了大量观测与较低平均功率（包括由于较低信息速率）之间的直接统计折衷。当前搜索中的“假警报”是这些信号的特征签名。联合搜索信标和信息承载信号需要对目前的SETI模式识别方法进行直接修改。
2013-07-28 astro-ph.IM cs.IT math.IT
Interstellar flyby scientific data downlink design
本文回顾星际飞越探测器科学数据下行链路设计，考虑弹道式飞行、PPM与ECC光通信、大接收面积及指向精度，并以比邻星任务为例给出数值示例。
2023-06-23 astro-ph.IM
The Tree of Light as interstellar optical transmitter system
本文研究轻质光帆星际通信的光学发射系统，提出“光之树”架构，通过相干发射器阵列、波导与光栅耦合器分配信号，并评估PPM数字通信性能及信道编码方案。
2023-08-03 astro-ph.IM
Search for an alien communication from the Solar System to a neighbor star
假设自我复制的探测器已经形成了一个银河系规模的通信网络的直接引力透镜（GL）相邻系统之间的联系，我们确定狼359，第三个最近的恒星系统，作为一个很好的目标，为寻找外星人的星际通信发射从我们的太阳系。事实上，从沃尔夫359号卫星上看到的地球是一颗过境行星，这意味着我们的星球在每个轨道上都可以通过一次外星通信光束。我们提出了第一次尝试检测从太阳系发出的光信息，这颗恒星的基础上收集的TRAPPIST南和SPECULOOS-South机器人望远镜的观测。虽然灵敏度足以检测发射功率小至1 W的恒定发射，但该搜索导致无效结果。我们注意到，基于GL的星际通信方法不一定需要从所谓的“太阳引力线”（SGL）发射，从太阳开始~550 au，并且探测器可以位于更靠近太阳和相对于SGL偏离中心的位置，与非GL增强的通信策略相比，代价较小但仍然显着。基于这一考虑，我们在数据中搜索了一个移动的物体，其运动与假设的外星发射器一致，假设它使用太阳帆来保持与太阳的距离。我们无法可靠地识别任何这样的天体，直到23.5等，这对应于一个延伸到天王星轨道（20 au）的探索区。
2021-11-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Adaptive Communication Framework (ACF) for Extraterrestrial Intelligence Discovery
针对地外智能技术特征发现缺乏证据型危机通信框架的问题，提出整合危机通信理论与修辞智能光谱模型的ACF框架，通过分级协议和多渠道策略管理科学不确定性，为潜在发现提供通信方案。
2025-08-20 astro-ph.IM cs.CY physics.soc-ph
SETI: The transmission rate of radio communication and the signal's detection
地球上的射电望远镜和地外智慧（ETI）之间的通信传输速率在这里计算到1000光年的距离。相移键控（PSK）和频移键控（FSK）调制方案被认为是。结果表明，M进制FSK是有利的能量。分散在频谱上且具有共同漂移率的窄带脉冲可能是ETI的信号。现代SETI频谱分析仪非常适合搜索这些类型的信号。可以使用霍夫变换来检测这样的信号，霍夫变换是用于检测图像中的图案的专用工具。在搜索ETI期间，表示频谱分析仪的功率输出的时间-频率平面给出了Hough变换（HT）可以从其检测具有频率漂移的信号模式的图像。
2011-05-26 astro-ph.IM
A new class of SETI beacons that contain information (22-aug-2010)
在厘米波长范围内，地外电磁窄带（正弦波）信标是跨越星际距离获得外星人注意的绝佳选择，因为1）它不会受到星际/行星际色散或散射的强烈影响，2）搜索窄带信号在计算上是有效的（尺度为Ns log（Ns），其中Ns =电压样本数）。在这里，我们考虑一种特殊情况下的宽带信号，其中两个或更多的延迟副本相同的信号被发送在相同的频率和带宽，结果ISM色散和散射抵消在检测阶段。这样的信号既是一个很好的信标（容易找到），并携带任意大的信息速率（仅受大气透明度的限制，约为10 GHz）。发现过程中使用的自相关算法，我们概述了一个计算方案，其中信标发现搜索可以完成只有2倍的传统正弦波搜索的处理，并讨论信号的背景响应瞄准信标。一旦信标被发现，重点就转向信息提取。信息提取需要与一般宽带信号搜索类似的处理，但由于我们已经识别了信标，因此信息提取的效率可以忽略不计。
2014-03-17 astro-ph.IM cs.OH
A Search for Radio Technosignatures at the Solar Gravitational Lens Targeting Alpha Centauri
恒星在其引力焦点上为星际通信提供了巨大的增益，也许是星际网络的一部分。如果太阳是这样一个网络的一部分，应该有探测器在附近恒星的引力焦点。如果太阳系内有探测器连接到这样一个网络，我们可能会通过拦截来自这些焦点的中继器的传输来检测它们。在这里，我们展示了使用绿岸望远镜（GBT）和突破聆听（BL）后端在550 AU的太阳最内层引力焦点之外的宽带宽星际通信中继的搜索。作为第一个目标，我们在半人马座阿尔法AB系统的焦点寻找一个中继站，同时校正由于地球绕太阳运行而产生的视差。我们在L和S波段寻找来自这样一个源的指向内太阳系的无线电信号。我们利用BL开发的turboSETI软件进行分析，没有检测到任何表明非人类制造的人工起源的信号。进一步分析排除了假阴性和来自附近目标HD 13908的信号。假设L波段的保守增益为10^3，S波段的保守增益约为4倍，则通过我们的搜索，在L波段550 AU处的7 W以上或1000 AU处的23 W以上，以及在S波段550 AU处的2 W以上或1000 AU处的7 W以上，可以检测到~1米定向发射机。最后讨论了该方法在其它频率和目标上的应用。
2022-06-28 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
