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2017年 第39卷 第4期
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2017, 39(4): 763-769.
doi: 10.11999/JEIT161077
摘要:
在動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)社區(qū)結(jié)構(gòu)是一個復(fù)雜而又有重要意義的課題。該文針對動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的社區(qū)發(fā)現(xiàn)問題，提出一種基于個體穩(wěn)定度的博弈論方法(PDG)。在該博弈方法中，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都是一個獨立個體。個體會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的其他個體的狀態(tài)，使用最佳應(yīng)對策略進行社區(qū)的選擇。針對網(wǎng)絡(luò)演化過程中的社區(qū)更新問題，該文提出了格局檢測(Configuration checking)等優(yōu)化策略，從而大大提高了演化網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)發(fā)現(xiàn)的效率。最后，在真實演化網(wǎng)絡(luò)的實驗中，與最新的靜態(tài)和動態(tài)社區(qū)發(fā)現(xiàn)方法進行對比，驗證了PDG方法的效率和效果。
在動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)社區(qū)結(jié)構(gòu)是一個復(fù)雜而又有重要意義的課題。該文針對動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的社區(qū)發(fā)現(xiàn)問題，提出一種基于個體穩(wěn)定度的博弈論方法(PDG)。在該博弈方法中，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都是一個獨立個體。個體會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的其他個體的狀態(tài)，使用最佳應(yīng)對策略進行社區(qū)的選擇。針對網(wǎng)絡(luò)演化過程中的社區(qū)更新問題，該文提出了格局檢測(Configuration checking)等優(yōu)化策略，從而大大提高了演化網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)發(fā)現(xiàn)的效率。最后，在真實演化網(wǎng)絡(luò)的實驗中，與最新的靜態(tài)和動態(tài)社區(qū)發(fā)現(xiàn)方法進行對比，驗證了PDG方法的效率和效果。
2017, 39(4): 770-777.
doi: 10.11999/JEIT160516
摘要:
針對許多社區(qū)發(fā)現(xiàn)方法將社區(qū)看作一個集合而無法描述社區(qū)模糊區(qū)域的問題，該文提出一種基于粗糙集理論的社區(qū)發(fā)現(xiàn)方法。該方法將社區(qū)看作兩個集合，即社區(qū)的下近似集和上近似集，來刻畫社區(qū)的模糊區(qū)域。該方法首先選擇K個節(jié)點作為社區(qū)的中心節(jié)點，然后根據(jù)節(jié)點與社區(qū)中心之間的距離將節(jié)點關(guān)聯(lián)到社區(qū)中心節(jié)點形成社區(qū)，接著重新計算社區(qū)的中心點及節(jié)點的社區(qū)標簽，如此迭代直到收斂。通過公開數(shù)據(jù)集和仿真數(shù)據(jù)集驗證了該方法在社區(qū)發(fā)現(xiàn)方面的可行性和有效性。
針對許多社區(qū)發(fā)現(xiàn)方法將社區(qū)看作一個集合而無法描述社區(qū)模糊區(qū)域的問題，該文提出一種基于粗糙集理論的社區(qū)發(fā)現(xiàn)方法。該方法將社區(qū)看作兩個集合，即社區(qū)的下近似集和上近似集，來刻畫社區(qū)的模糊區(qū)域。該方法首先選擇K個節(jié)點作為社區(qū)的中心節(jié)點，然后根據(jù)節(jié)點與社區(qū)中心之間的距離將節(jié)點關(guān)聯(lián)到社區(qū)中心節(jié)點形成社區(qū)，接著重新計算社區(qū)的中心點及節(jié)點的社區(qū)標簽，如此迭代直到收斂。通過公開數(shù)據(jù)集和仿真數(shù)據(jù)集驗證了該方法在社區(qū)發(fā)現(xiàn)方面的可行性和有效性。
2017, 39(4): 778-784.
doi: 10.11999/JEIT160605
摘要:
在社交網(wǎng)絡(luò)的演化和發(fā)展過程中，用戶之間關(guān)系的建立受到多種因素的共同作用。該文通過對社交網(wǎng)絡(luò)中用戶屬性以及用戶關(guān)系數(shù)據(jù)進行分析，旨在發(fā)現(xiàn)影響用戶關(guān)系建立的關(guān)鍵因素。首先，針對用戶關(guān)系建立的復(fù)雜驅(qū)動因素，分別從個人興趣、好友關(guān)系、社團驅(qū)動3個方面提取影響用戶關(guān)系建立的因素并定義相應(yīng)的影響因子函數(shù)。其次，針對多種影響因素難以量化以及權(quán)值分配不確定等問題，以最大熵原理為基礎(chǔ)構(gòu)建用戶關(guān)系分析模型，該模型在選擇特征時具有不需要依賴于特征之間的關(guān)聯(lián)性等特點，并能夠量化各個因素對用戶關(guān)系建立的驅(qū)動強度。從而挖掘影響鏈接建立的關(guān)鍵因素，分析用戶關(guān)系發(fā)展態(tài)勢。實驗表明，該模型不僅能夠量化各因素對鏈接建立的驅(qū)動強度，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵影響因素，而且可以對用戶關(guān)系進行有效預(yù)測。
在社交網(wǎng)絡(luò)的演化和發(fā)展過程中，用戶之間關(guān)系的建立受到多種因素的共同作用。該文通過對社交網(wǎng)絡(luò)中用戶屬性以及用戶關(guān)系數(shù)據(jù)進行分析，旨在發(fā)現(xiàn)影響用戶關(guān)系建立的關(guān)鍵因素。首先，針對用戶關(guān)系建立的復(fù)雜驅(qū)動因素，分別從個人興趣、好友關(guān)系、社團驅(qū)動3個方面提取影響用戶關(guān)系建立的因素并定義相應(yīng)的影響因子函數(shù)。其次，針對多種影響因素難以量化以及權(quán)值分配不確定等問題，以最大熵原理為基礎(chǔ)構(gòu)建用戶關(guān)系分析模型，該模型在選擇特征時具有不需要依賴于特征之間的關(guān)聯(lián)性等特點，并能夠量化各個因素對用戶關(guān)系建立的驅(qū)動強度。從而挖掘影響鏈接建立的關(guān)鍵因素，分析用戶關(guān)系發(fā)展態(tài)勢。實驗表明，該模型不僅能夠量化各因素對鏈接建立的驅(qū)動強度，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵影響因素，而且可以對用戶關(guān)系進行有效預(yù)測。
2017, 39(4): 785-793.
doi: 10.11999/JEIT160940
摘要:
Web2.0時代，社交網(wǎng)絡(luò)因其交互性和即時性，已成為人類社會中社會關(guān)系維系和信息傳播的重要載體。因此，理解社交網(wǎng)絡(luò)用戶行為特征及其對在線信息傳播的影響至關(guān)重要。該文從人類行為動力學視角出發(fā)，系統(tǒng)梳理了近年來社交網(wǎng)絡(luò)用戶行為的實證研究。其次，綜述了社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播中用戶行為時間特征的實證研究。最后，對用戶行為時間特征與在線社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播的相互作用進行了總結(jié)和展望。
Web2.0時代，社交網(wǎng)絡(luò)因其交互性和即時性，已成為人類社會中社會關(guān)系維系和信息傳播的重要載體。因此，理解社交網(wǎng)絡(luò)用戶行為特征及其對在線信息傳播的影響至關(guān)重要。該文從人類行為動力學視角出發(fā)，系統(tǒng)梳理了近年來社交網(wǎng)絡(luò)用戶行為的實證研究。其次，綜述了社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播中用戶行為時間特征的實證研究。最后，對用戶行為時間特征與在線社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播的相互作用進行了總結(jié)和展望。
2017, 39(4): 794-804.
doi: 10.11999/JEIT161136
摘要:
在線社交網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為當今社會信息傳播的重要載體，形成了與現(xiàn)實世界交互影響的虛擬社會。大量的研究工作都致力于理解在線社交網(wǎng)絡(luò)中的信息傳播，包括流行度預(yù)測、傳播建模、信息溯源等。該文綜述了這些研究工作的最新成果，對當前社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播的研究進行了總結(jié)。在綜述的基礎(chǔ)上，結(jié)合大規(guī)模在線社交網(wǎng)絡(luò)的特點，給出了在結(jié)構(gòu)、群體約束下的信息傳播進一步的研究方向，包括流行度特征點的預(yù)測、信息傳播宏微觀交互機理研究、不完整觀測條件下觀測節(jié)點的選取等。
在線社交網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為當今社會信息傳播的重要載體，形成了與現(xiàn)實世界交互影響的虛擬社會。大量的研究工作都致力于理解在線社交網(wǎng)絡(luò)中的信息傳播，包括流行度預(yù)測、傳播建模、信息溯源等。該文綜述了這些研究工作的最新成果，對當前社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播的研究進行了總結(jié)。在綜述的基礎(chǔ)上，結(jié)合大規(guī)模在線社交網(wǎng)絡(luò)的特點，給出了在結(jié)構(gòu)、群體約束下的信息傳播進一步的研究方向，包括流行度特征點的預(yù)測、信息傳播宏微觀交互機理研究、不完整觀測條件下觀測節(jié)點的選取等。
2017, 39(4): 805-816.
doi: 10.11999/JEIT160743
摘要:
社交網(wǎng)絡(luò)每天以爆發(fā)式的增長速率產(chǎn)生著大量信息，但是人們對海量信息的關(guān)注程度有限。人們關(guān)注哪些信息、對信息的關(guān)注程度如何隨時間變化，即為信息的流行度演化問題。流行度演化反映了人們的關(guān)注點和信息的流動與傳播。建模與預(yù)測網(wǎng)絡(luò)信息的流行度演化有助于信息傳播和人類行為的研究、輔助輿情監(jiān)控、并帶來極大的應(yīng)用和商業(yè)價值。近幾年，研究人員在該方面取得了豐碩的研究成果，但尚缺乏對這些成果進行梳理、總結(jié)的綜述。該文系統(tǒng)地回顧網(wǎng)絡(luò)信息流行度演化的主要工作，對分析與預(yù)測方法、模型、發(fā)展脈絡(luò)進行梳理。首先從定性和定量方面闡述了流行度演化的特點；介紹如何量化影響流行度演化的眾多因素，并對它們進行分類、總結(jié)；然后將已有的建模和預(yù)測方法歸納為3類：基于早期流行度、基于影響因素、基于級聯(lián)傳播，從原理、典型成果、特點比較、適用范圍等方面對這3類方法進行評述；最后根據(jù)目前模型和方法的特點以及現(xiàn)實需求，指出了未來流行度演化的研究方向。
社交網(wǎng)絡(luò)每天以爆發(fā)式的增長速率產(chǎn)生著大量信息，但是人們對海量信息的關(guān)注程度有限。人們關(guān)注哪些信息、對信息的關(guān)注程度如何隨時間變化，即為信息的流行度演化問題。流行度演化反映了人們的關(guān)注點和信息的流動與傳播。建模與預(yù)測網(wǎng)絡(luò)信息的流行度演化有助于信息傳播和人類行為的研究、輔助輿情監(jiān)控、并帶來極大的應(yīng)用和商業(yè)價值。近幾年，研究人員在該方面取得了豐碩的研究成果，但尚缺乏對這些成果進行梳理、總結(jié)的綜述。該文系統(tǒng)地回顧網(wǎng)絡(luò)信息流行度演化的主要工作，對分析與預(yù)測方法、模型、發(fā)展脈絡(luò)進行梳理。首先從定性和定量方面闡述了流行度演化的特點；介紹如何量化影響流行度演化的眾多因素，并對它們進行分類、總結(jié)；然后將已有的建模和預(yù)測方法歸納為3類：基于早期流行度、基于影響因素、基于級聯(lián)傳播，從原理、典型成果、特點比較、適用范圍等方面對這3類方法進行評述；最后根據(jù)目前模型和方法的特點以及現(xiàn)實需求，指出了未來流行度演化的研究方向。
2017, 39(4): 817-824.
doi: 10.11999/JEIT160583
摘要:
異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)(Heterogeneous Wireless Networks, HWNs)環(huán)境下現(xiàn)有接入控制算法的主要問題是通過單一的傳輸鏈路建立移動用戶和無線網(wǎng)絡(luò)之間的連接，并且接入過程中的資源分配沒有對全網(wǎng)的傳輸性能進行優(yōu)化。為了解決上述問題，該文分析了HWNs中的資源分配模型和鏈路接入速率模型，提出一種支持多鏈路接入的動態(tài)資源分配算法MLA-DRA。算法以最大化系統(tǒng)傳輸速率為目標，將用戶接入過程轉(zhuǎn)化為前后相互聯(lián)系的多階段決策過程，利用前一階段用戶的資源分配狀態(tài)計算下一階段用戶的最優(yōu)解，從而推導(dǎo)出系統(tǒng)傳輸速率的最優(yōu)值。在仿真平臺上對MLA-DRA算法進行了性能分析，并且和其它算法進行了性能比較，實驗結(jié)果表明，MLA-DRA算法能有效利用系統(tǒng)資源以及提高系統(tǒng)傳輸速率。
異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)(Heterogeneous Wireless Networks, HWNs)環(huán)境下現(xiàn)有接入控制算法的主要問題是通過單一的傳輸鏈路建立移動用戶和無線網(wǎng)絡(luò)之間的連接，并且接入過程中的資源分配沒有對全網(wǎng)的傳輸性能進行優(yōu)化。為了解決上述問題，該文分析了HWNs中的資源分配模型和鏈路接入速率模型，提出一種支持多鏈路接入的動態(tài)資源分配算法MLA-DRA。算法以最大化系統(tǒng)傳輸速率為目標，將用戶接入過程轉(zhuǎn)化為前后相互聯(lián)系的多階段決策過程，利用前一階段用戶的資源分配狀態(tài)計算下一階段用戶的最優(yōu)解，從而推導(dǎo)出系統(tǒng)傳輸速率的最優(yōu)值。在仿真平臺上對MLA-DRA算法進行了性能分析，并且和其它算法進行了性能比較，實驗結(jié)果表明，MLA-DRA算法能有效利用系統(tǒng)資源以及提高系統(tǒng)傳輸速率。
2017, 39(4): 825-831.
doi: 10.11999/JEIT160623
摘要:
針對目前大規(guī)模軟件定義數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量路由機制中可擴展性低所帶來的性能瓶頸問題，該文提出一種面向樹型結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)分段路由機制。該機制利用邊緣交換機對數(shù)據(jù)流進行閾值檢測以區(qū)分大小流，同時為滿足其不同業(yè)務(wù)的QoS保證和網(wǎng)絡(luò)可擴展性的要求，該文提出一種針對大流的在線最先適應(yīng)算法。最后，利用Mininet在Fat-tree結(jié)構(gòu)上進行實驗仿真驗證，仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的ECMP算法和Mahout算法相比，該機制在降低了控制器總開銷的同時還提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐率。
針對目前大規(guī)模軟件定義數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量路由機制中可擴展性低所帶來的性能瓶頸問題，該文提出一種面向樹型結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)分段路由機制。該機制利用邊緣交換機對數(shù)據(jù)流進行閾值檢測以區(qū)分大小流，同時為滿足其不同業(yè)務(wù)的QoS保證和網(wǎng)絡(luò)可擴展性的要求，該文提出一種針對大流的在線最先適應(yīng)算法。最后，利用Mininet在Fat-tree結(jié)構(gòu)上進行實驗仿真驗證，仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的ECMP算法和Mahout算法相比，該機制在降低了控制器總開銷的同時還提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐率。
2017, 39(4): 832-839.
doi: 10.11999/JEIT160526
摘要:
針對當前映射解析系統(tǒng)存在的映射解析時延過高的問題，該文依據(jù)終端的活躍程度，提出一種基于活躍度的分級映射解析系統(tǒng)。該系統(tǒng)將通信對端的身份位置映射信息劃分為活躍級、中性級和穩(wěn)定級3個等級，并據(jù)此建立了一種3層的映射解析存儲架構(gòu)，映射副本可根據(jù)自身活躍度的變化在3層之間動態(tài)調(diào)整存儲位置。為最小化映射解析時延，在系統(tǒng)構(gòu)建過程中，針對傳統(tǒng)DHT構(gòu)建方式存在的非位置感知問題，將系統(tǒng)構(gòu)建過程建模為馬爾科夫決策過程，并提出一種馬爾科夫決策構(gòu)建算法用于求解該模型。仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠顯著降低映射解析時延和提升路由性能，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化具有良好的適應(yīng)性。
針對當前映射解析系統(tǒng)存在的映射解析時延過高的問題，該文依據(jù)終端的活躍程度，提出一種基于活躍度的分級映射解析系統(tǒng)。該系統(tǒng)將通信對端的身份位置映射信息劃分為活躍級、中性級和穩(wěn)定級3個等級，并據(jù)此建立了一種3層的映射解析存儲架構(gòu)，映射副本可根據(jù)自身活躍度的變化在3層之間動態(tài)調(diào)整存儲位置。為最小化映射解析時延，在系統(tǒng)構(gòu)建過程中，針對傳統(tǒng)DHT構(gòu)建方式存在的非位置感知問題，將系統(tǒng)構(gòu)建過程建模為馬爾科夫決策過程，并提出一種馬爾科夫決策構(gòu)建算法用于求解該模型。仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠顯著降低映射解析時延和提升路由性能，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化具有良好的適應(yīng)性。
2017, 39(4): 840-846.
doi: 10.11999/JEIT160539
摘要:
全雙工通信技術(shù)可以提高鏈路容量和頻譜利用率，會給現(xiàn)有無線局域網(wǎng)(WLAN)帶來極大的變革。該文針對傳統(tǒng)半雙工WLAN向全雙工WLAN發(fā)展的過程中多種雙工站點共存的問題，提出一種混合雙工媒體接入控制(MAC)協(xié)議(HYD-MAC)。該協(xié)議合理設(shè)計了請求發(fā)送/清除發(fā)送(RTS/CTS)幀，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)隱藏節(jié)點狀況和站點全雙工能力，自適應(yīng)地選擇最佳的傳輸模式，包括同步全雙工、異步全雙工、條件半雙工以及半雙工等4種模式。給出了HYD-MAC協(xié)議在4種傳輸模式下的鏈路建立與數(shù)據(jù)傳輸流程，分析了HYD-MAC的飽和吞吐量和介質(zhì)訪問時延等網(wǎng)絡(luò)性能。仿真結(jié)果表明，所提的HYD-MAC的性能優(yōu)于傳統(tǒng)半雙工DCF協(xié)議，特別在幀長較長、站點數(shù)較少、數(shù)據(jù)傳輸速率較低時，HYD-MAC的性能提升效果更加明顯；與經(jīng)典的全雙工協(xié)議相比，HYD-MAC協(xié)議通過犧牲極少的吞吐量和時延性能，可以同時滿足全雙工、半雙工以及混合雙工網(wǎng)絡(luò)的通信需求。
全雙工通信技術(shù)可以提高鏈路容量和頻譜利用率，會給現(xiàn)有無線局域網(wǎng)(WLAN)帶來極大的變革。該文針對傳統(tǒng)半雙工WLAN向全雙工WLAN發(fā)展的過程中多種雙工站點共存的問題，提出一種混合雙工媒體接入控制(MAC)協(xié)議(HYD-MAC)。該協(xié)議合理設(shè)計了請求發(fā)送/清除發(fā)送(RTS/CTS)幀，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)隱藏節(jié)點狀況和站點全雙工能力，自適應(yīng)地選擇最佳的傳輸模式，包括同步全雙工、異步全雙工、條件半雙工以及半雙工等4種模式。給出了HYD-MAC協(xié)議在4種傳輸模式下的鏈路建立與數(shù)據(jù)傳輸流程，分析了HYD-MAC的飽和吞吐量和介質(zhì)訪問時延等網(wǎng)絡(luò)性能。仿真結(jié)果表明，所提的HYD-MAC的性能優(yōu)于傳統(tǒng)半雙工DCF協(xié)議，特別在幀長較長、站點數(shù)較少、數(shù)據(jù)傳輸速率較低時，HYD-MAC的性能提升效果更加明顯；與經(jīng)典的全雙工協(xié)議相比，HYD-MAC協(xié)議通過犧牲極少的吞吐量和時延性能，可以同時滿足全雙工、半雙工以及混合雙工網(wǎng)絡(luò)的通信需求。
2017, 39(4): 847-853.
doi: 10.11999/JEIT160581
摘要:
同相支路(I路)與正交支路(Q路)不平衡、載波泄漏以及帶內(nèi)失真會造成系統(tǒng)性能損失，尤其是在采用直接變頻結(jié)構(gòu)的發(fā)射機中。該文提出一種自適應(yīng)I/Q不平衡矯正方案，針對發(fā)射機中存在的與頻率相關(guān)的I/Q不平衡、載波泄漏以及帶內(nèi)失真進行矯正。該文方案直接估計I/Q兩支路的反濾波器，避免了先求響應(yīng)再求逆響應(yīng)的額外運算，降低了運算復(fù)雜度。同時，該文還提出一種基于迭代的在線追蹤方案，用于跟蹤由于發(fā)射機溫度變化造成的I/Q不平衡的參數(shù)漂移現(xiàn)象。經(jīng)過復(fù)雜度分析，該文提出的方案擁有很高的補償效率。最后，仿真結(jié)果驗證了兩種方案針對各類射頻損傷矯正的有效性。
同相支路(I路)與正交支路(Q路)不平衡、載波泄漏以及帶內(nèi)失真會造成系統(tǒng)性能損失，尤其是在采用直接變頻結(jié)構(gòu)的發(fā)射機中。該文提出一種自適應(yīng)I/Q不平衡矯正方案，針對發(fā)射機中存在的與頻率相關(guān)的I/Q不平衡、載波泄漏以及帶內(nèi)失真進行矯正。該文方案直接估計I/Q兩支路的反濾波器，避免了先求響應(yīng)再求逆響應(yīng)的額外運算，降低了運算復(fù)雜度。同時，該文還提出一種基于迭代的在線追蹤方案，用于跟蹤由于發(fā)射機溫度變化造成的I/Q不平衡的參數(shù)漂移現(xiàn)象。經(jīng)過復(fù)雜度分析，該文提出的方案擁有很高的補償效率。最后，仿真結(jié)果驗證了兩種方案針對各類射頻損傷矯正的有效性。
2017, 39(4): 854-859.
doi: 10.11999/JEIT160192
摘要:
該文在兩層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，采用泊松分布(PPP)建立基站分布模型，構(gòu)建基于基站密度和業(yè)務(wù)負載的網(wǎng)絡(luò)能效模型。分析基站密度對網(wǎng)絡(luò)能效的影響，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的到達率對宏基站和小基站的密度進行聯(lián)合優(yōu)化，得到宏基站和小基站的最優(yōu)聯(lián)合密度，在保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的同時，使能效達到最優(yōu)。仿真結(jié)果表明，在不同的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求下，通過基站密度的優(yōu)化，在保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的同時，合理部署宏基站和小基站的數(shù)量，可使能效大幅度提高。
該文在兩層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，采用泊松分布(PPP)建立基站分布模型，構(gòu)建基于基站密度和業(yè)務(wù)負載的網(wǎng)絡(luò)能效模型。分析基站密度對網(wǎng)絡(luò)能效的影響，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的到達率對宏基站和小基站的密度進行聯(lián)合優(yōu)化，得到宏基站和小基站的最優(yōu)聯(lián)合密度，在保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的同時，使能效達到最優(yōu)。仿真結(jié)果表明，在不同的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求下，通過基站密度的優(yōu)化，在保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的同時，合理部署宏基站和小基站的數(shù)量，可使能效大幅度提高。
2017, 39(4): 860-865.
doi: 10.11999/JEIT160461
摘要:
針對采用非理想干擾消除的全雙工中繼的多載波安全通信系統(tǒng)，借助安全有效容量引入時延服務(wù)質(zhì)量(Quality-of-Service, QoS)限制，該文提出一種滿足統(tǒng)計時延QoS要求的功率分配策略。在對中繼干擾功率和總功率進行限制的條件下，考慮統(tǒng)計時延QoS要求，以最大化系統(tǒng)的安全有效容量為目標，建立優(yōu)化問題，研究系統(tǒng)的功率分配策略。進一步，通過泰勒近似方法，簡化原凸優(yōu)化問題，并基于拉格朗日對偶方法和卡羅需-庫恩-塔克 (Karush-Kuhn-Tucker, KKT) 條件，采用子梯度迭代法得到最優(yōu)解并進行仿真驗證。仿真結(jié)果表明，提出的最優(yōu)功率分配策略可以獲得最大的安全有效容量，同時可以滿足時延QoS要求。
針對采用非理想干擾消除的全雙工中繼的多載波安全通信系統(tǒng)，借助安全有效容量引入時延服務(wù)質(zhì)量(Quality-of-Service, QoS)限制，該文提出一種滿足統(tǒng)計時延QoS要求的功率分配策略。在對中繼干擾功率和總功率進行限制的條件下，考慮統(tǒng)計時延QoS要求，以最大化系統(tǒng)的安全有效容量為目標，建立優(yōu)化問題，研究系統(tǒng)的功率分配策略。進一步，通過泰勒近似方法，簡化原凸優(yōu)化問題，并基于拉格朗日對偶方法和卡羅需-庫恩-塔克 (Karush-Kuhn-Tucker, KKT) 條件，采用子梯度迭代法得到最優(yōu)解并進行仿真驗證。仿真結(jié)果表明，提出的最優(yōu)功率分配策略可以獲得最大的安全有效容量，同時可以滿足時延QoS要求。
2017, 39(4): 866-872.
doi: 10.11999/JEIT160582
摘要:
為提高次用戶接入業(yè)務(wù)端到端傳輸性能，該文提出通過感知節(jié)點檢測性能和業(yè)務(wù)類型的頻譜檢測與資源分配聯(lián)合優(yōu)化方法。首先，將上周期全局檢測性能構(gòu)造的有效檢測指數(shù)作為調(diào)節(jié)權(quán)值，計算信道狀態(tài)自適應(yīng)協(xié)作門限，據(jù)此選擇協(xié)作模式，以最大化有效檢測區(qū)間，并根據(jù)頻帶穩(wěn)定性和有效性特征構(gòu)造可用頻譜空間。隨后，基于業(yè)務(wù)請求接入速率將接入業(yè)務(wù)分為時延敏感業(yè)務(wù)和可靠性敏感業(yè)務(wù)兩類，通過業(yè)務(wù)屬性匹配的頻譜分配算法提高接入業(yè)務(wù)的端到端傳輸成功率。仿真顯示，在不同信道狀態(tài)下，所提算法通過自適應(yīng)調(diào)整全局檢測性能擴大了Rayleigh衰落信道的有效頻譜檢測區(qū)間，降低了時延敏感業(yè)務(wù)的中斷概率。
為提高次用戶接入業(yè)務(wù)端到端傳輸性能，該文提出通過感知節(jié)點檢測性能和業(yè)務(wù)類型的頻譜檢測與資源分配聯(lián)合優(yōu)化方法。首先，將上周期全局檢測性能構(gòu)造的有效檢測指數(shù)作為調(diào)節(jié)權(quán)值，計算信道狀態(tài)自適應(yīng)協(xié)作門限，據(jù)此選擇協(xié)作模式，以最大化有效檢測區(qū)間，并根據(jù)頻帶穩(wěn)定性和有效性特征構(gòu)造可用頻譜空間。隨后，基于業(yè)務(wù)請求接入速率將接入業(yè)務(wù)分為時延敏感業(yè)務(wù)和可靠性敏感業(yè)務(wù)兩類，通過業(yè)務(wù)屬性匹配的頻譜分配算法提高接入業(yè)務(wù)的端到端傳輸成功率。仿真顯示，在不同信道狀態(tài)下，所提算法通過自適應(yīng)調(diào)整全局檢測性能擴大了Rayleigh衰落信道的有效頻譜檢測區(qū)間，降低了時延敏感業(yè)務(wù)的中斷概率。
2017, 39(4): 873-880.
doi: 10.11999/JEIT160563
摘要:
該文提出一種低復(fù)雜度的迭代大數(shù)邏輯LDPC譯碼算法，在迭代過程中所有的譯碼信息都以二元形式進行傳遞、處理和迭代更新。所提算法不需要計算外信息，而是利用Tanner圖上伴隨式的對錯狀態(tài)來評判節(jié)點可靠度。與現(xiàn)有的幾種迭代大數(shù)邏輯譯碼算法相比，該文算法也不需要信息修正處理，避免了相應(yīng)的實數(shù)乘法操作，具有很低的譯碼復(fù)雜度。此外，該文引入一種特殊的量化處理函數(shù)，并給出了基于離散密度進化的參數(shù)優(yōu)化過程。實驗仿真表明，該文所提算法與原算法相比，在AWGN信道下可獲得約0.3~0.4 dB的性能提升。同時，由于節(jié)點間交換傳遞的譯碼信息都是基于1個比特位的二元信息，也非常便于硬件的設(shè)計與實現(xiàn)。
該文提出一種低復(fù)雜度的迭代大數(shù)邏輯LDPC譯碼算法，在迭代過程中所有的譯碼信息都以二元形式進行傳遞、處理和迭代更新。所提算法不需要計算外信息，而是利用Tanner圖上伴隨式的對錯狀態(tài)來評判節(jié)點可靠度。與現(xiàn)有的幾種迭代大數(shù)邏輯譯碼算法相比，該文算法也不需要信息修正處理，避免了相應(yīng)的實數(shù)乘法操作，具有很低的譯碼復(fù)雜度。此外，該文引入一種特殊的量化處理函數(shù)，并給出了基于離散密度進化的參數(shù)優(yōu)化過程。實驗仿真表明，該文所提算法與原算法相比，在AWGN信道下可獲得約0.3~0.4 dB的性能提升。同時，由于節(jié)點間交換傳遞的譯碼信息都是基于1個比特位的二元信息，也非常便于硬件的設(shè)計與實現(xiàn)。
2017, 39(4): 881-886.
doi: 10.11999/JEIT160662
摘要:
異構(gòu)簽密方案能夠為不同安全域之間的數(shù)據(jù)通信提供機密性和認證性。分析現(xiàn)有的異構(gòu)簽密方案，都是在隨機預(yù)言模型下可證安全的?；诖耍撐奶岢鲆粋€在標準模型下從基于身份的密碼到傳統(tǒng)公鑰設(shè)施的簽密方案，利用計算Diffie-Hellman問題和判定雙線性Diffie-Hellman問題的困難性，對該方案的機密性和不可偽造性進行了證明。通過理論和實驗分析，該方案在計算成本和通信成本方面具有更高的效率。
異構(gòu)簽密方案能夠為不同安全域之間的數(shù)據(jù)通信提供機密性和認證性。分析現(xiàn)有的異構(gòu)簽密方案，都是在隨機預(yù)言模型下可證安全的?；诖耍撐奶岢鲆粋€在標準模型下從基于身份的密碼到傳統(tǒng)公鑰設(shè)施的簽密方案，利用計算Diffie-Hellman問題和判定雙線性Diffie-Hellman問題的困難性，對該方案的機密性和不可偽造性進行了證明。通過理論和實驗分析，該方案在計算成本和通信成本方面具有更高的效率。
2017, 39(4): 887-892.
doi: 10.11999/JEIT160632
摘要:
空氣湍流的變化影響微波的傳輸。為了研究軌道交通隧道環(huán)境下空氣湍流對微波傳輸?shù)挠绊?，該文結(jié)合活塞風的運動特性以及大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的計算方法，建模隧道環(huán)境溫度、隧道長度、阻塞比、活塞風速等參數(shù)對折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的影響，構(gòu)建軌道交通單豎井隧道環(huán)境下的空氣湍流折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)模型；基于實際隧道溫度場景，分析了軌道交通隧道環(huán)境下折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的分布規(guī)律，比較了列車經(jīng)過有單豎井和無單豎井的隧道時，空氣湍流折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的變化。該模型為研究軌道交通隧道環(huán)境中電波折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)提供理論參考。
空氣湍流的變化影響微波的傳輸。為了研究軌道交通隧道環(huán)境下空氣湍流對微波傳輸?shù)挠绊?，該文結(jié)合活塞風的運動特性以及大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的計算方法，建模隧道環(huán)境溫度、隧道長度、阻塞比、活塞風速等參數(shù)對折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的影響，構(gòu)建軌道交通單豎井隧道環(huán)境下的空氣湍流折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)模型；基于實際隧道溫度場景，分析了軌道交通隧道環(huán)境下折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的分布規(guī)律，比較了列車經(jīng)過有單豎井和無單豎井的隧道時，空氣湍流折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的變化。該模型為研究軌道交通隧道環(huán)境中電波折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)提供理論參考。
2017, 39(4): 893-900.
doi: 10.11999/JEIT160579
摘要:
該文基于絕對值型和指數(shù)型勢函數(shù)，構(gòu)建了更一般的指數(shù)型單穩(wěn)勢函數(shù)，深入研究了Levy噪聲驅(qū)動的指數(shù)型單穩(wěn)系統(tǒng)，并總結(jié)出不同特征指數(shù)和不同對稱參數(shù)下，指數(shù)型系統(tǒng)參數(shù)l和b,Levy噪聲強度系數(shù)D對指數(shù)系統(tǒng)共振輸出的作用規(guī)律。研究表明：在不同Levy噪聲驅(qū)動下，通過調(diào)節(jié)參數(shù)l和b均可誘導(dǎo)隨機共振(SR)，且當b(或l)的取值越大時，產(chǎn)生較好隨機共振效果l(或b)的區(qū)間越大，從而改善傳統(tǒng)SR系統(tǒng)由于參數(shù)選擇不當造成隨機共振效果不佳的問題。此外，通過調(diào)節(jié)噪聲強度系數(shù)D也能產(chǎn)生隨機共振，且較好隨機共振區(qū)間不隨或變化；最后將指數(shù)型單穩(wěn)系統(tǒng)應(yīng)用于軸承故障檢測，效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)雙穩(wěn)系統(tǒng)。
該文基于絕對值型和指數(shù)型勢函數(shù)，構(gòu)建了更一般的指數(shù)型單穩(wěn)勢函數(shù)，深入研究了Levy噪聲驅(qū)動的指數(shù)型單穩(wěn)系統(tǒng)，并總結(jié)出不同特征指數(shù)和不同對稱參數(shù)下，指數(shù)型系統(tǒng)參數(shù)l和b,Levy噪聲強度系數(shù)D對指數(shù)系統(tǒng)共振輸出的作用規(guī)律。研究表明：在不同Levy噪聲驅(qū)動下，通過調(diào)節(jié)參數(shù)l和b均可誘導(dǎo)隨機共振(SR)，且當b(或l)的取值越大時，產(chǎn)生較好隨機共振效果l(或b)的區(qū)間越大，從而改善傳統(tǒng)SR系統(tǒng)由于參數(shù)選擇不當造成隨機共振效果不佳的問題。此外，通過調(diào)節(jié)噪聲強度系數(shù)D也能產(chǎn)生隨機共振，且較好隨機共振區(qū)間不隨或變化；最后將指數(shù)型單穩(wěn)系統(tǒng)應(yīng)用于軸承故障檢測，效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)雙穩(wěn)系統(tǒng)。
2017, 39(4): 901-907.
doi: 10.11999/JEIT160575
摘要:
針對目前循環(huán)碼參數(shù)盲識別存在容錯率低、所需截獲數(shù)據(jù)多的問題，該文提出一種基于校驗矩陣匹配的循環(huán)碼參數(shù)盲識別算法。首先求出所有碼字長度n和生成多項式為xn-1的因式對應(yīng)的校驗矩陣作為候選校驗矩陣。然后利用截獲的二進制碼流構(gòu)造截獲矩陣，使其與候選校驗矩陣相乘，判斷在不同的碼字長度和同步時刻是否存在校驗矩陣，再結(jié)合存在校驗矩陣對應(yīng)的多項式來識別碼字長度、同步時刻和生成多項式。仿真結(jié)果表明，所提算法對高碼率(63,51)循環(huán)碼識別，關(guān)于碼字長度、同步時刻、生成多項式的正確識別率要求在80%時，系統(tǒng)允許的最大誤碼率分別可達4.610-2,4.610-2,1.610-2。
針對目前循環(huán)碼參數(shù)盲識別存在容錯率低、所需截獲數(shù)據(jù)多的問題，該文提出一種基于校驗矩陣匹配的循環(huán)碼參數(shù)盲識別算法。首先求出所有碼字長度n和生成多項式為xn-1的因式對應(yīng)的校驗矩陣作為候選校驗矩陣。然后利用截獲的二進制碼流構(gòu)造截獲矩陣，使其與候選校驗矩陣相乘，判斷在不同的碼字長度和同步時刻是否存在校驗矩陣，再結(jié)合存在校驗矩陣對應(yīng)的多項式來識別碼字長度、同步時刻和生成多項式。仿真結(jié)果表明，所提算法對高碼率(63,51)循環(huán)碼識別，關(guān)于碼字長度、同步時刻、生成多項式的正確識別率要求在80%時，系統(tǒng)允許的最大誤碼率分別可達4.610-2,4.610-2,1.610-2。
2017, 39(4): 908-914.
doi: 10.11999/JEIT160578
摘要:
該文針對混沌信號盲分離問題，提出一種改進盲分離算法。該算法利用信號分離評價指標來構(gòu)造函數(shù)實現(xiàn)步長和動量因子的自適應(yīng)調(diào)整，然后將構(gòu)造函數(shù)代入盲分離算法中并引入自適應(yīng)動量項。區(qū)別于大多數(shù)算法不對混合矩陣進行估計的問題，該算法用變步長函數(shù)迭代估計出混合矩陣，從而得到全局矩陣和估計評價指標，以此迭代更新步長和動量因子，最終得出分離矩陣。仿真表明，該算法依據(jù)估計評價指標構(gòu)造函數(shù)調(diào)整步長和動量因子方法是有效的，在平穩(wěn)和非平穩(wěn)環(huán)境下對混合混沌信號分離時都能達到收斂速度快且穩(wěn)態(tài)誤差小的效果；在混入色噪聲時，比傳統(tǒng)算法抗噪性能好，表明該文算法在混沌信號盲分離處理中有一定應(yīng)用價值。
該文針對混沌信號盲分離問題，提出一種改進盲分離算法。該算法利用信號分離評價指標來構(gòu)造函數(shù)實現(xiàn)步長和動量因子的自適應(yīng)調(diào)整，然后將構(gòu)造函數(shù)代入盲分離算法中并引入自適應(yīng)動量項。區(qū)別于大多數(shù)算法不對混合矩陣進行估計的問題，該算法用變步長函數(shù)迭代估計出混合矩陣，從而得到全局矩陣和估計評價指標，以此迭代更新步長和動量因子，最終得出分離矩陣。仿真表明，該算法依據(jù)估計評價指標構(gòu)造函數(shù)調(diào)整步長和動量因子方法是有效的，在平穩(wěn)和非平穩(wěn)環(huán)境下對混合混沌信號分離時都能達到收斂速度快且穩(wěn)態(tài)誤差小的效果；在混入色噪聲時，比傳統(tǒng)算法抗噪性能好，表明該文算法在混沌信號盲分離處理中有一定應(yīng)用價值。
2017, 39(4): 915-921.
doi: 10.11999/JEIT160559
摘要:
該文針對基于非負低秩稀疏圖的半監(jiān)督學習算法不能準確地描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的問題，提出一種融合平滑低秩表示和加權(quán)稀疏約束的改進算法。該算法分別對經(jīng)典算法的低秩項和稀疏項進行改進，準確地捕獲了數(shù)據(jù)的全局子空間結(jié)構(gòu)和局部線性結(jié)構(gòu)。在構(gòu)建目標函數(shù)時，使用對數(shù)行列式函數(shù)代替核范數(shù)平滑地估計秩函數(shù)，同時利用形狀交互信息和有標簽樣本的類別信息構(gòu)造加權(quán)稀疏約束正則項。然后通過帶有自適應(yīng)懲罰的線性交替方向方法求解目標函數(shù)并采用有效的后處理方法重構(gòu)數(shù)據(jù)的圖結(jié)構(gòu)，最后利用基于局部和全局一致性的半監(jiān)督分類框架完成學習任務(wù)。在ORL庫，Extended Yale B庫和USPS庫上的實驗結(jié)果表明，該改進算法提高了半監(jiān)督學習的準確率。
該文針對基于非負低秩稀疏圖的半監(jiān)督學習算法不能準確地描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的問題，提出一種融合平滑低秩表示和加權(quán)稀疏約束的改進算法。該算法分別對經(jīng)典算法的低秩項和稀疏項進行改進，準確地捕獲了數(shù)據(jù)的全局子空間結(jié)構(gòu)和局部線性結(jié)構(gòu)。在構(gòu)建目標函數(shù)時，使用對數(shù)行列式函數(shù)代替核范數(shù)平滑地估計秩函數(shù)，同時利用形狀交互信息和有標簽樣本的類別信息構(gòu)造加權(quán)稀疏約束正則項。然后通過帶有自適應(yīng)懲罰的線性交替方向方法求解目標函數(shù)并采用有效的后處理方法重構(gòu)數(shù)據(jù)的圖結(jié)構(gòu)，最后利用基于局部和全局一致性的半監(jiān)督分類框架完成學習任務(wù)。在ORL庫，Extended Yale B庫和USPS庫上的實驗結(jié)果表明，該改進算法提高了半監(jiān)督學習的準確率。
2017, 39(4): 922-929.
doi: 10.11999/JEIT161070
摘要:
視覺注意機制表明人眼趨向于關(guān)注感興趣區(qū)域。為了實現(xiàn)圖像視覺增強，該文提出基于2維直方圖分層差分表達理論的圖像增強方法。該算法首先檢測圖像的顯著性區(qū)域，并對該區(qū)域進行分割，得到更適合人眼觀測的顯著圖。然后統(tǒng)計原圖中顯著圖對應(yīng)區(qū)域的2維差分直方圖，依據(jù)分層差分表達理論和考慮各層之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過解線性優(yōu)化問題得到顯著性區(qū)域差分向量。定義原始差分向量代表原圖特征，將兩個向量加權(quán)相加后得到全局變換函數(shù)，重建得到視覺增強圖像。實驗結(jié)果表明：該方法有效地增強圖像中人眼感興趣區(qū)域?qū)Ρ榷?，提升細?jié)信息?？陀^評價指標表明：與其他5種方法比較，該方法處理結(jié)果在3組實驗中在保持全局亮度、提升峰值信噪比及人眼視覺系統(tǒng)敏感度信噪比指標優(yōu)勢明顯。該方法增強后圖像顯著性區(qū)域的EME值適中，有利于視覺觀測?？陀^指標與主觀觀察結(jié)果一致，表明該方法能有效改善圖像視覺效果。
視覺注意機制表明人眼趨向于關(guān)注感興趣區(qū)域。為了實現(xiàn)圖像視覺增強，該文提出基于2維直方圖分層差分表達理論的圖像增強方法。該算法首先檢測圖像的顯著性區(qū)域，并對該區(qū)域進行分割，得到更適合人眼觀測的顯著圖。然后統(tǒng)計原圖中顯著圖對應(yīng)區(qū)域的2維差分直方圖，依據(jù)分層差分表達理論和考慮各層之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過解線性優(yōu)化問題得到顯著性區(qū)域差分向量。定義原始差分向量代表原圖特征，將兩個向量加權(quán)相加后得到全局變換函數(shù)，重建得到視覺增強圖像。實驗結(jié)果表明：該方法有效地增強圖像中人眼感興趣區(qū)域?qū)Ρ榷?，提升細?jié)信息?？陀^評價指標表明：與其他5種方法比較，該方法處理結(jié)果在3組實驗中在保持全局亮度、提升峰值信噪比及人眼視覺系統(tǒng)敏感度信噪比指標優(yōu)勢明顯。該方法增強后圖像顯著性區(qū)域的EME值適中，有利于視覺觀測?？陀^指標與主觀觀察結(jié)果一致，表明該方法能有效改善圖像視覺效果。
2017, 39(4): 930-937.
doi: 10.11999/JEIT160543
摘要:
遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Recurrent Neural Network, RNN)如今已經(jīng)廣泛用于自動語音識別(Automatic Speech Recognition, ASR)的聲學建模。雖然其較傳統(tǒng)的聲學建模方法有很大優(yōu)勢，但相對較高的計算復(fù)雜度限制了這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，特別是在實時應(yīng)用場景中。由于遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用的輸入特征通常有較長的上下文，因此利用重疊信息來同時降低聲學后驗和令牌傳遞的時間復(fù)雜度成為可能。該文介紹了一種新的解碼器結(jié)構(gòu)，通過有規(guī)律拋棄存在重疊的幀來獲得解碼過程中的計算開銷降低。特別地，這種方法可以直接用于原始的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，只需對隱馬爾可夫模型(Hidden Markov Model, HMM)結(jié)構(gòu)做小的變動，這使得這種方法具有很高的靈活性。該文以時延神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為例驗證了所提出的方法，證明該方法能夠在精度損失相對較小的情況下取得2~4倍的加速比。
遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Recurrent Neural Network, RNN)如今已經(jīng)廣泛用于自動語音識別(Automatic Speech Recognition, ASR)的聲學建模。雖然其較傳統(tǒng)的聲學建模方法有很大優(yōu)勢，但相對較高的計算復(fù)雜度限制了這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，特別是在實時應(yīng)用場景中。由于遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用的輸入特征通常有較長的上下文，因此利用重疊信息來同時降低聲學后驗和令牌傳遞的時間復(fù)雜度成為可能。該文介紹了一種新的解碼器結(jié)構(gòu)，通過有規(guī)律拋棄存在重疊的幀來獲得解碼過程中的計算開銷降低。特別地，這種方法可以直接用于原始的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，只需對隱馬爾可夫模型(Hidden Markov Model, HMM)結(jié)構(gòu)做小的變動，這使得這種方法具有很高的靈活性。該文以時延神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為例驗證了所提出的方法，證明該方法能夠在精度損失相對較小的情況下取得2~4倍的加速比。
2017, 39(4): 938-944.
doi: 10.11999/JEIT160549
摘要:
相位編碼正交頻分復(fù)用(PC-OFDM)雷達是近年來新體制雷達研究熱點之一。該雷達信號對正交多載頻進行相位調(diào)制，同時具有距離、多普勒高分辨。然而，PC-OFDM雷達對多普勒頻偏較為敏感，該文研究了PC-OFDM雷達基于循環(huán)前綴(CP)對多普勒頻偏進行估計，并基于估計值對頻偏進行補償，再進行脈沖壓縮。仿真實驗證明，該文方法能有效改善多普勒頻偏所帶來的1維距離像結(jié)構(gòu)破壞和旁瓣抬升。
相位編碼正交頻分復(fù)用(PC-OFDM)雷達是近年來新體制雷達研究熱點之一。該雷達信號對正交多載頻進行相位調(diào)制，同時具有距離、多普勒高分辨。然而，PC-OFDM雷達對多普勒頻偏較為敏感，該文研究了PC-OFDM雷達基于循環(huán)前綴(CP)對多普勒頻偏進行估計，并基于估計值對頻偏進行補償，再進行脈沖壓縮。仿真實驗證明，該文方法能有效改善多普勒頻偏所帶來的1維距離像結(jié)構(gòu)破壞和旁瓣抬升。
2017, 39(4): 945-952.
doi: 10.11999/JEIT160576
摘要:
針對傳統(tǒng)時域?qū)ο椒ㄔ诙虝r條件下雜波重構(gòu)精度低、抑制性能差的缺陷，該文提出一種基于壓縮感知的天波雷達短時海雜波重構(gòu)及抑制方法。首先對天波雷達短時回波模型進行了建模，在此基礎(chǔ)上分析了利用壓縮感知進行短時海雜波重構(gòu)的合理性；其次分別從基于復(fù)冗余正弦字典的回波稀疏表示、基于降維字典的傳感矩陣表示和基于改進的正交匹配追蹤算法的雜波重構(gòu)及抑制3個步驟對所提算法進行了詳細闡述；最后進行了計算機仿真分析和實測數(shù)據(jù)驗證。相關(guān)結(jié)果表明，在短時條件下，所提方法較傳統(tǒng)時域?qū)ο椒ê妥涌臻g類抑制方法具有較優(yōu)的雜波抑制性能和工程應(yīng)用價值。
針對傳統(tǒng)時域?qū)ο椒ㄔ诙虝r條件下雜波重構(gòu)精度低、抑制性能差的缺陷，該文提出一種基于壓縮感知的天波雷達短時海雜波重構(gòu)及抑制方法。首先對天波雷達短時回波模型進行了建模，在此基礎(chǔ)上分析了利用壓縮感知進行短時海雜波重構(gòu)的合理性；其次分別從基于復(fù)冗余正弦字典的回波稀疏表示、基于降維字典的傳感矩陣表示和基于改進的正交匹配追蹤算法的雜波重構(gòu)及抑制3個步驟對所提算法進行了詳細闡述；最后進行了計算機仿真分析和實測數(shù)據(jù)驗證。相關(guān)結(jié)果表明，在短時條件下，所提方法較傳統(tǒng)時域?qū)ο椒ê妥涌臻g類抑制方法具有較優(yōu)的雜波抑制性能和工程應(yīng)用價值。
2017, 39(4): 953-959.
doi: 10.11999/JEIT160597
摘要:
甚高頻(VHF)和超高頻(UHF)寬帶MIMO雷達在實現(xiàn)目標高分辨與成像方面表現(xiàn)出巨大潛力，但也面臨著工作頻段擁塞和電磁信號干擾問題。針對這一問題，該文提出一種基于循環(huán)迭代的寬帶MIMO雷達正交稀疏頻譜波形設(shè)計方法。首先，將期望頻譜矩陣作為待優(yōu)化的輔助變量，綜合考慮最小化發(fā)射波形頻譜與期望頻譜之間的均方誤差以及積分旁瓣電平為目標函數(shù)，以發(fā)射波形恒模和期望頻譜幅度滿足上、下界約束為條件建立優(yōu)化模型；然后，在循環(huán)迭代的算法框架下，為提高運算效率，利用快速傅里葉變換和譜分解技術(shù)實現(xiàn)模型的求解。仿真結(jié)果表明，優(yōu)化波形較現(xiàn)有方法具有更好的稀疏頻譜特性，同時還具有低自相關(guān)旁瓣和互相關(guān)性。
甚高頻(VHF)和超高頻(UHF)寬帶MIMO雷達在實現(xiàn)目標高分辨與成像方面表現(xiàn)出巨大潛力，但也面臨著工作頻段擁塞和電磁信號干擾問題。針對這一問題，該文提出一種基于循環(huán)迭代的寬帶MIMO雷達正交稀疏頻譜波形設(shè)計方法。首先，將期望頻譜矩陣作為待優(yōu)化的輔助變量，綜合考慮最小化發(fā)射波形頻譜與期望頻譜之間的均方誤差以及積分旁瓣電平為目標函數(shù)，以發(fā)射波形恒模和期望頻譜幅度滿足上、下界約束為條件建立優(yōu)化模型；然后，在循環(huán)迭代的算法框架下，為提高運算效率，利用快速傅里葉變換和譜分解技術(shù)實現(xiàn)模型的求解。仿真結(jié)果表明，優(yōu)化波形較現(xiàn)有方法具有更好的稀疏頻譜特性，同時還具有低自相關(guān)旁瓣和互相關(guān)性。
2017, 39(4): 960-967.
doi: 10.11999/JEIT160595
摘要:
針對機載外輻射源雷達多普勒展寬的雜波對消問題，該文首先從降低計算量的角度出發(fā)，提出了波束域分塊RDLMS算法。通過波束形成降低了多普勒維對消階數(shù)，通過分塊減小了迭代次數(shù)并可以利用FFT快速實現(xiàn)。分析表明，所提算法能夠大幅降低雜波對消的計算量，為實時處理提供了支撐。其次，在處理性能方面，由于算法對所有濾波器系數(shù)采用相同的步長，當雜噪比較高時會有較大的對消殘余；根據(jù)系數(shù)比例自適應(yīng)算法的思想，該文提出了改進算法，對不同的濾波器系數(shù)采用不同的步長，步長的大小與濾波器系數(shù)的對數(shù)成正比。仿真表明，改進算法使雜波對消殘余降低了1.3 dB，對消性能接近理想。
針對機載外輻射源雷達多普勒展寬的雜波對消問題，該文首先從降低計算量的角度出發(fā)，提出了波束域分塊RDLMS算法。通過波束形成降低了多普勒維對消階數(shù)，通過分塊減小了迭代次數(shù)并可以利用FFT快速實現(xiàn)。分析表明，所提算法能夠大幅降低雜波對消的計算量，為實時處理提供了支撐。其次，在處理性能方面，由于算法對所有濾波器系數(shù)采用相同的步長，當雜噪比較高時會有較大的對消殘余；根據(jù)系數(shù)比例自適應(yīng)算法的思想，該文提出了改進算法，對不同的濾波器系數(shù)采用不同的步長，步長的大小與濾波器系數(shù)的對數(shù)成正比。仿真表明，改進算法使雜波對消殘余降低了1.3 dB，對消性能接近理想。
2017, 39(4): 968-972.
doi: 10.11999/JEIT160650
摘要:
針對高分辨率SAR圖像難于找到精確的背景雜波分布概率模型的問題，該文提出一種不需要背景雜波分布概率模型的高分辨率SAR圖像自動檢測汽車的新方法。該算法首先搜索場景中包含的亮區(qū)域和暗區(qū)域，其次采用模糊隸屬度函數(shù)提取語義特征，篩選可能是汽車強散射區(qū)域的亮區(qū)域和可能是汽車遮擋區(qū)域的暗區(qū)域。再根據(jù)空間語義關(guān)系，對候選汽車強散射區(qū)域與候選汽車遮擋區(qū)域進行匹配，若匹配成功則計算它們源于同一輛汽車的隸屬度。最后閾值選擇高隸屬度的目標進行合并輸出。通過對MiniSAR圖像進行汽車檢測實驗，表明該方法在不需要背景雜波分布概率模型的條件下仍然具有較高的檢測率。
針對高分辨率SAR圖像難于找到精確的背景雜波分布概率模型的問題，該文提出一種不需要背景雜波分布概率模型的高分辨率SAR圖像自動檢測汽車的新方法。該算法首先搜索場景中包含的亮區(qū)域和暗區(qū)域，其次采用模糊隸屬度函數(shù)提取語義特征，篩選可能是汽車強散射區(qū)域的亮區(qū)域和可能是汽車遮擋區(qū)域的暗區(qū)域。再根據(jù)空間語義關(guān)系，對候選汽車強散射區(qū)域與候選汽車遮擋區(qū)域進行匹配，若匹配成功則計算它們源于同一輛汽車的隸屬度。最后閾值選擇高隸屬度的目標進行合并輸出。通過對MiniSAR圖像進行汽車檢測實驗，表明該方法在不需要背景雜波分布概率模型的條件下仍然具有較高的檢測率。
2017, 39(4): 973-980.
doi: 10.11999/JEIT160633
摘要:
為有效干擾SAR圖像CFAR檢測系統(tǒng)，該文提出基于間歇采樣重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)的SAR多假目標干擾方法，解決了傳統(tǒng)間歇采樣直接轉(zhuǎn)發(fā)干擾所形成的假目標少、干擾功率利用率低的缺點；在此基礎(chǔ)上，著重分析了多假目標干擾對SAR圖像雙參數(shù)CFAR檢測性能的影響。研究結(jié)果表明多假目標干擾在提高檢測門限的同時，有效降低了雙參數(shù)CFAR的檢測性能。最后針對雙參數(shù)CFAR背景窗口特點，采用多部分布式干擾機建立了2維網(wǎng)狀多假目標干擾應(yīng)用模型，有效保證了背景窗口中假目標數(shù)量。理論分析和仿真實驗驗證了該干擾方法的可行性和有效性。
為有效干擾SAR圖像CFAR檢測系統(tǒng)，該文提出基于間歇采樣重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)的SAR多假目標干擾方法，解決了傳統(tǒng)間歇采樣直接轉(zhuǎn)發(fā)干擾所形成的假目標少、干擾功率利用率低的缺點；在此基礎(chǔ)上，著重分析了多假目標干擾對SAR圖像雙參數(shù)CFAR檢測性能的影響。研究結(jié)果表明多假目標干擾在提高檢測門限的同時，有效降低了雙參數(shù)CFAR的檢測性能。最后針對雙參數(shù)CFAR背景窗口特點，采用多部分布式干擾機建立了2維網(wǎng)狀多假目標干擾應(yīng)用模型，有效保證了背景窗口中假目標數(shù)量。理論分析和仿真實驗驗證了該干擾方法的可行性和有效性。
2017, 39(4): 981-988.
doi: 10.11999/JEIT160604
摘要:
基于單信標測距的定位方法是水聲定位技術(shù)的進一步發(fā)展，該文對直線航跡下的單信標測距定位進行研究。一方面，對于直線航跡，常規(guī)的直接降階求解的算法已不適用。另一方面，水下載體的直線航跡或者直線航跡的延長線經(jīng)過信標時，線性化迭代求解的算法不能夠?qū)d體進行定位。系數(shù)矩陣幾乎奇異或者壞條件時，方程的解算結(jié)果誤差會明顯增大。該文針對前述解算方法存在的問題，提出一種改進的單信標測距定位解算方法，適當增加對角元使得系數(shù)矩陣正定，克服系數(shù)矩陣奇異或者壞條件時所帶來的影響。仿真結(jié)果表明：該文算法大部分的情況下定位精度和高斯牛頓法一樣；水下載體的直線航跡或者直線航跡的延長線經(jīng)過信標時，該文算法同樣能夠?qū)崿F(xiàn)定位解算；在線性化迭代的低精度區(qū)，該文算法能非常明顯地提高定位精度。通過海上試驗，進一步驗證了該文算法的有效性。
基于單信標測距的定位方法是水聲定位技術(shù)的進一步發(fā)展，該文對直線航跡下的單信標測距定位進行研究。一方面，對于直線航跡，常規(guī)的直接降階求解的算法已不適用。另一方面，水下載體的直線航跡或者直線航跡的延長線經(jīng)過信標時，線性化迭代求解的算法不能夠?qū)d體進行定位。系數(shù)矩陣幾乎奇異或者壞條件時，方程的解算結(jié)果誤差會明顯增大。該文針對前述解算方法存在的問題，提出一種改進的單信標測距定位解算方法，適當增加對角元使得系數(shù)矩陣正定，克服系數(shù)矩陣奇異或者壞條件時所帶來的影響。仿真結(jié)果表明：該文算法大部分的情況下定位精度和高斯牛頓法一樣；水下載體的直線航跡或者直線航跡的延長線經(jīng)過信標時，該文算法同樣能夠?qū)崿F(xiàn)定位解算；在線性化迭代的低精度區(qū)，該文算法能非常明顯地提高定位精度。通過海上試驗，進一步驗證了該文算法的有效性。
2017, 39(4): 989-996.
doi: 10.11999/JEIT160492
摘要:
該文研究了一種由電磁環(huán)境對電子設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)字干擾來驅(qū)動的切換飛行控制系統(tǒng)性能分析模型。其中，從電磁干擾的產(chǎn)生原理角度，采用隱馬爾可夫模型(Hidden Markov Model, HMM)描述數(shù)字電磁干擾特性并對其進行建模分析，同時針對HMM參數(shù)訓練算法存在對初值選擇敏感的問題，提出一種快速的初值選擇策略，可以在經(jīng)典Baum-Welch算法迭代下達到指定的收斂精度。最后將HMM電磁干擾注入分布式飛行控制系統(tǒng)性能觀測平臺，從理論與仿真的角度對比了不同電磁環(huán)境下分布式飛行控制系統(tǒng)的性能下降情況。仿真實驗表明：與已有的數(shù)字電磁干擾建模分析方法相比，HMM具有更高的準確度，并且仿真所得性能下降程度與理論分析一致
該文研究了一種由電磁環(huán)境對電子設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)字干擾來驅(qū)動的切換飛行控制系統(tǒng)性能分析模型。其中，從電磁干擾的產(chǎn)生原理角度，采用隱馬爾可夫模型(Hidden Markov Model, HMM)描述數(shù)字電磁干擾特性并對其進行建模分析，同時針對HMM參數(shù)訓練算法存在對初值選擇敏感的問題，提出一種快速的初值選擇策略，可以在經(jīng)典Baum-Welch算法迭代下達到指定的收斂精度。最后將HMM電磁干擾注入分布式飛行控制系統(tǒng)性能觀測平臺，從理論與仿真的角度對比了不同電磁環(huán)境下分布式飛行控制系統(tǒng)的性能下降情況。仿真實驗表明：與已有的數(shù)字電磁干擾建模分析方法相比，HMM具有更高的準確度，并且仿真所得性能下降程度與理論分析一致
2017, 39(4): 997-1001.
doi: 10.11999/JEIT160553
摘要:
針對設(shè)備到設(shè)備(D2D)通信的功率控制問題，該文提出一種帶有權(quán)重的優(yōu)化異構(gòu)小區(qū)能效的目標以及在該問題下一個基于博弈理論的學習方法。具體地，在利用一個下界表達式代替原始優(yōu)化目標的情況下，建模這個功率控制問題為一個勢博弈模型，并且證明它的最優(yōu)納什均衡點就是優(yōu)化下界的最優(yōu)解。最后，為了找到這個最優(yōu)的納什均衡點，設(shè)計一個低復(fù)雜度和快速收斂的學習算法。仿真結(jié)果表明該文提出方法的可行性和有效性。
針對設(shè)備到設(shè)備(D2D)通信的功率控制問題，該文提出一種帶有權(quán)重的優(yōu)化異構(gòu)小區(qū)能效的目標以及在該問題下一個基于博弈理論的學習方法。具體地，在利用一個下界表達式代替原始優(yōu)化目標的情況下，建模這個功率控制問題為一個勢博弈模型，并且證明它的最優(yōu)納什均衡點就是優(yōu)化下界的最優(yōu)解。最后，為了找到這個最優(yōu)的納什均衡點，設(shè)計一個低復(fù)雜度和快速收斂的學習算法。仿真結(jié)果表明該文提出方法的可行性和有效性。
2017, 39(4): 1002-1006.
doi: 10.11999/JEIT160593
摘要:
針對認知D2D(Device-to-Device)全雙工通信網(wǎng)絡(luò)中，D2D用戶共享蜂窩用戶上行鏈路的頻譜資源而帶來的復(fù)雜干擾問題，該文給出了系統(tǒng)傳輸速率最大化的功率分配方案。該方案首先給出了認知D2D全雙工通信模型，并分析了上行鏈路中基站和D2D用戶所受到的干擾以及對應(yīng)的鏈路傳輸速率。其次，提出了一種基于認知無線電系統(tǒng)中最大化D2D用戶傳輸速率的功率分配算法。仿真結(jié)果表明，所提算法提高了認知D2D全雙工通信網(wǎng)絡(luò)中上行鏈路的頻譜效率和系統(tǒng)整體傳輸速率。
針對認知D2D(Device-to-Device)全雙工通信網(wǎng)絡(luò)中，D2D用戶共享蜂窩用戶上行鏈路的頻譜資源而帶來的復(fù)雜干擾問題，該文給出了系統(tǒng)傳輸速率最大化的功率分配方案。該方案首先給出了認知D2D全雙工通信模型，并分析了上行鏈路中基站和D2D用戶所受到的干擾以及對應(yīng)的鏈路傳輸速率。其次，提出了一種基于認知無線電系統(tǒng)中最大化D2D用戶傳輸速率的功率分配算法。仿真結(jié)果表明，所提算法提高了認知D2D全雙工通信網(wǎng)絡(luò)中上行鏈路的頻譜效率和系統(tǒng)整體傳輸速率。
2017, 39(4): 1007-1011.
doi: 10.11999/JEIT160514
摘要:
現(xiàn)有地址跳變方法需要設(shè)計新的地址交互協(xié)議，擴展性較差，跳變周期缺乏自適應(yīng)調(diào)整，該文提出一種基于改進DHCP協(xié)議的地址跳變方法。利用自回歸求和平均模型對網(wǎng)絡(luò)流量進行建模和預(yù)測以計算預(yù)分配地址數(shù)目，根據(jù)地址空置周期選擇預(yù)分配地址，利用基于動態(tài)時間彎曲距離的時間序列相似性度量算法檢測網(wǎng)絡(luò)異常并動態(tài)調(diào)整地址租用期，客戶端和服務(wù)器基于地址映射關(guān)系進行跳變通信。該方法在無需修改現(xiàn)有DHCP協(xié)議的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了跳變地址和跳變周期的動態(tài)調(diào)整，增加了攻擊者進行流量截獲和拒絕服務(wù)攻擊的難度，提高了攻擊者代價。
現(xiàn)有地址跳變方法需要設(shè)計新的地址交互協(xié)議，擴展性較差，跳變周期缺乏自適應(yīng)調(diào)整，該文提出一種基于改進DHCP協(xié)議的地址跳變方法。利用自回歸求和平均模型對網(wǎng)絡(luò)流量進行建模和預(yù)測以計算預(yù)分配地址數(shù)目，根據(jù)地址空置周期選擇預(yù)分配地址，利用基于動態(tài)時間彎曲距離的時間序列相似性度量算法檢測網(wǎng)絡(luò)異常并動態(tài)調(diào)整地址租用期，客戶端和服務(wù)器基于地址映射關(guān)系進行跳變通信。該方法在無需修改現(xiàn)有DHCP協(xié)議的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了跳變地址和跳變周期的動態(tài)調(diào)整，增加了攻擊者進行流量截獲和拒絕服務(wù)攻擊的難度，提高了攻擊者代價。
2017, 39(4): 1012-1016.
doi: 10.11999/JEIT160611
摘要:
針對跨域節(jié)點間的協(xié)同休眠、休眠節(jié)點負載轉(zhuǎn)移時導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)擁塞等問題，該文提出一種帶有負載轉(zhuǎn)移的跨域節(jié)點協(xié)同休眠機制。通過分析光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)當前負載及休眠ONU與無線路由器間相關(guān)性選擇休眠節(jié)點，并結(jié)合最大匹配理論確定休眠節(jié)點轉(zhuǎn)移負載的目標節(jié)點，從而在保證網(wǎng)絡(luò)連通性及業(yè)務(wù)低時延的基礎(chǔ)上，進一步降低網(wǎng)絡(luò)能耗。仿真結(jié)果表明，所提出的算法在有效降低整網(wǎng)能耗的同時不會對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包時延產(chǎn)生顯著影響。
針對跨域節(jié)點間的協(xié)同休眠、休眠節(jié)點負載轉(zhuǎn)移時導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)擁塞等問題，該文提出一種帶有負載轉(zhuǎn)移的跨域節(jié)點協(xié)同休眠機制。通過分析光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)當前負載及休眠ONU與無線路由器間相關(guān)性選擇休眠節(jié)點，并結(jié)合最大匹配理論確定休眠節(jié)點轉(zhuǎn)移負載的目標節(jié)點，從而在保證網(wǎng)絡(luò)連通性及業(yè)務(wù)低時延的基礎(chǔ)上，進一步降低網(wǎng)絡(luò)能耗。仿真結(jié)果表明，所提出的算法在有效降低整網(wǎng)能耗的同時不會對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包時延產(chǎn)生顯著影響。
