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提出了一种应用在正交频分复用多天线系统的时域导频方案. 该方案能获得较高精度的均方估计性能,导频与有用数据无干扰,且计算复杂度低,多天线场景下,信道估计的性能不受传输天线个数的影响. 相比最小二乘估计,该方案只需要对接收信号进行简单的线性相关运算,配合特定的系统参数,能获得较大的信噪比增益;相比线性最小均方误差估计,其仅利用了信道长度信息,性能渐近最优,能获得估计性能与复杂度的折中.
提出了一种基于时空上下文特征和相关向量机的视频滚动字幕检测算法. 可检测视频关键帧中的角点,并估计出角点上的稀疏光流;在对光流场优化的基础上,提出一种新的融合静态和动态特性的滚动字幕统计描述方法,进而结合多个关键帧特征建立起滚动字幕的时空上下文联系;引入相关向量机进行决策. 实验结果表明,该算法优于现有4种典型方法,综合性能也略好于基于支持向量机的方法.
提出了多业务组播系统中最大化系统吞吐量的自适应子载波和功率分配算法. 根据各组播业务的数据率要求进行业务间功率和子载波的分配,达到业务间公平性的目标;设计了子载波协作传输方案及其简化方案来传输数据,在保证订阅相同业务各用户间公平性的同时提高了系统容量;对每个组播业务进行子载波间的功率调整,进一步增强系统容量. 仿真结果显示,所提出的多播算法在保证业务间公平和订阅相同业务的用户间公平的条件下,显著地增大了系统容量.
针对低速伺服系统的摩擦补偿问题,提出一种基于自回归小波神经网络的智能控制算法,无需预知系统的动力模型参数,仅通过闭环位置反馈,网络即能利用极少的神经元和迭代次数实现对非线性摩擦的高精度补偿. Lyapunov稳定性分析结果证明了跟踪误差和网络权值的有界收敛性. 某型机器人关节的伺服实验结果表明,引入自回归小波神经补偿算法后的伺服定位精度得以大幅度提高.
基于Richardson-Urbanke算法校验矩阵的结构,提出了一种适合光通信系统的具有更低编码复杂度的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法,构造出码率高达93.7%的QC-LDPC(4288,4020)码. 仿真结果表明,在误码率为10-7时,与广泛应用于光通信系统中的经典RS(255,239)码相比,QC-LDPC码可获得约1.7 dB的净编码增益,并比SCG-LDPC(3969,3720)码的净编码增益提高了约0.3 dB,距离香农限约1.3 dB,并低于随机构造的列重为3的LDPC(4288,4020)码的错误平层.
针对基于网络编码的分布式存储,研究了满足给定重建时间(即节点修复数据所耗时间)约束条件的节点数据修复问题,提出了重建时间约束下的最优节点数据修复策略,建立了该策略的优化模型并显式给出最优解. 数值分析结果表明,该修复策略能在给定的重建时间阈值内最小化修复带宽,而且该修复带宽随着重建时间阈值的增加而快速下降.
为了实现数据冗余备份,根据云存储的结构特点和可用性要求,提出半随机线性网络编码(SRLNC)算法,使用有限域GF(2s)上的单位行向量和随机行向量组成编码矩阵,对数据块分片、编码后进行冗余存储,采取单位行向量优先的策略进行解码. 分析了该算法的解码方程组存在唯一解的概率,并提出衡量算法运算时间的"每字符运算次数"指标. 实验结果表明,新算法在解码过程的运算时间随结点可用性的增加以指数级减少,当冗余度≤3且结点的可用性≥0.8时,比随机线性网络编码算法的编码运算时间快33%以上,比解码运算时间快5倍以上,适合应用于"一次写多次读"的云存储系统.
为了提高坐标旋转数字计算机的验证效率,提出了一种新的验证模型,该模型采用正态统计原理来选取测试因素建立正交表,从而根据正交表结果选取最佳测试方法. 此外,该模型能自动产生测试向量并验证坐标旋转数字计算机的精度误差. 仿真实验结果表明,该验证模型能大大减少验证次数,缩短验证周期,提高验证效率.
为了更加有效地检测病毒变种和未知病毒,受生物免疫系统的启发,提出了一种基于人工免疫系统(AIS)的计算机病毒检测模型. 通过引入动态克隆选择算法并对其改进,解决了训练过程中自我空间静态固定的问题,提高了病毒检测系统对于不断变化病毒环境的动态适应能力. 实验结果表明,该模型拥有较强的自适应能力,可有效地检测病毒程序,并且具有较低的误报率.
为了对变胞机构的构态进行分析,提出了变胞机构结构变换的位移子群描述方法. 给出了相邻和非相邻构件合并变胞的位移子群表示和计算方法以及变胞变换的位移子群矩阵表示和计算方法. 提出了1个8-SSSS空间并联变胞机构,并将该并联变胞机构的结构变换过程采用位移子群和位移子群矩阵方法进行表示和计算,进一步验证了所提方法的正确性和有效性. 新方法不但使变胞变换问题转换为位移子群的表示和计算问题,而且使变胞机构结构变换描述方法由拓扑结构拓展到了几何结构.
针对多中继两跳多输入多输出系统,提出了一种中继传输方案和干扰对齐算法. 该方案在发送端和中继间采用发送波束赋形技术,实现频谱的高效利用;中继向接收端转发时,采用干扰对齐技术. 给出了一种接收端低计算量的干扰消除算法. 仿真结果表明,利用该传输方案,能实现较高的系统容量和能量效率.
针对无线传感器网络中存在的能量空洞现象,基于能量高效均衡的思想提出了一种新的动态路由非均匀分簇算法,在均匀间隔圆环的网络模型中,通过分析单跳和多跳的能耗划分网络,并计算网络全局能耗得出最优簇首个数,从而构建非均匀分簇网络,以解决能量空洞现象. 在数据传输阶段,簇首节点综合考虑能耗和剩余能量,依概率选择下一跳节点. 仿真实验结果表明,该算法有效地延长了网络的生存周期.
为了获得全局最优的高质量层次聚类结果,针对智能蚁群优化算法改进凝聚层次聚类算法,以获得高质量的层次聚类结果,提出一种新的基于蚁群优化和凝聚层次聚类的混合聚类方法. 该方法使用改进的凝聚层次聚类算法和新的目标函数生成聚类的系统树图, 利用内部指标评估解决方案, 用智能蚁群优化算法支持的信息素反馈和信息素挥发机制控制蚁群在解决方案空间中的搜索. 由于使用了元启发式优化,加快了搜索过程,避免了局部最优. 在加州大学欧文分校多个数据集上的实验结果表明, 新方法具备一定的可行性.
提出采用应用层内容识别技术,围绕深度报文检测技术,在对业务进行内容感知识别和优先级划分的基础上,结合通信网业务模型分析方法,实现对光网络波长等资源细粒度有效分配,使光网络资源与高层应用业务需求更好适配. 结合排队论,分析并建立该新型光网络业务模型,通过实验显示出对协议的识别粒度,并以此进行有效的光网络资源分配.
针对现有目标轮廓提取方法存在收敛速度慢、效率较低以及对初始位置和噪声都很敏感等问题,提出了一种差分相乘与参数多水平集主成分Chan-Vese模型相结合的新模型. 该方法首先利用4帧相邻图像进行差分相乘,抑制绝大部分的背景边缘,再进行滤波预处理,最后通过多水平集与Chan-Vese模型结合的改进模型提取运动目标轮廓. 对大量视频图像进行实验分析后的结果表明,在具有多个目标的视频图像下,该方法能更加快速准确地提取出每个完整的运动目标轮廓,较好地解决了现有方法在多个运动目标轮廓提取以及轮廓凹陷上的缺陷.
针对机器类通信典型应用的主要特征,建立4类系统级业务模型,分别是静止模型、扩展静止模型、随机游走模型、移动模型,并给出各模型中突发数据和信令开销的估计和预测办法. 该预测办法可评估不同应用场景下海量机器类通信终端接入网络时运营商面临的承载压力,据此可导出合理的网络规划和优化策略, 以提升用户体验.
针对电力通信网中重要通信业务集中于少数几条路径,提出了业务风险均衡K-shortest path算法. 建立了电力通信节点、通道段风险度模型,并在此基础上提出了业务通道风险均衡度评价模型;采用改进的Dijkstra算法搜索K-shortest path作为候选路径,并基于最大最小模型进行风险均衡路由决策;通过仿真实验评价了业务风险均衡K-shortest path算法与已有算法的性能差异,验证了新算法的有效性.
针对机器人的应用场合通常存在各种噪声干扰的问题,提出了一种基于稀疏编码的语音特征提取方法. 利用稀疏编码能稀疏表示语音的特性,在梅尔频域对语音增强后提取特征,将稀疏去噪与语音特征提取相融合,实现了混噪语音的有效补偿. 在预设场景中的实验结果表明,与现有特征提取方法相比,所提出的语音特征提取方法能有效降低噪声对语音特征的影响,提高机器人语音控制的性能.
为了克服接收信号强度指示(RSSI)测量误差对无线传感器网络节点自身定位精度的影响,提出一种改进的RSSI测距定位算法. 该算法考虑到参考节点间的几何位置,可获得最优参考节点. 将同一参考节点采集到的RSSI值通过中位数法进行数据处理,获得RSSI权值,对RSSI值进行修正. 最后利用加权质心算法,得到未知节点的位置. 仿真结果表明,该算法能有效过滤过大的节点定位误差,提高精确,使误差相比原始算法降低60%左右.
针对NP-Hard认知无线电分配模型,提出了基于种群多样性的二进制蛙跳算法. 传统蛙跳算法采用整数编码和相关的搜索方法,新算法采用种群文化倾向性,在二进制编码条件下实现了最优或次优解搜索. 依据模式理论,以海明距为数学工具,定义了种群多样性参量作为早熟判别指标,当出现早熟时,在保留精英个体前提下进行种群重构,避免算法陷入局部最优. 为了证明算法的有效性,进行了100种网络拓扑结构的对比实验,实验数据说明,新算法优于粒子群、遗传算法和量子遗传算法,针对3种适应度函数,其优胜率分别为100%、75%和100%.
针对有限反馈的协作多点系统,提出了一种考虑小区间干扰、提高小区边缘用户吞吐量的多小区协作调度算法. 利用信道质量指示值(CQI)的差值(差分CQI)表征协作区域内相邻小区的用户采用不同预编码向量时对本小区用户的干扰情况. 基站根据由用户反馈、小区间交互得到的差分CQI生成干扰加权因子,结合小区内比例公平调度算法计算的优先级因子,完成协作区域内不同小区间的用户配对和调度. 新算法兼顾了系统的公平性和频谱效率,通过协调不同小区用户间的干扰,提高了边缘用户的数据速率,并利用差分CQI的反馈与交互,减小了协作小区间控制信息交互量.
在多业务资源受限蜂窝系统中,提出了一种有效分析系统性能的方法. 通过对用户的业务和行为特征进行合理统一的描述,给出了符合混合业务特性的用户业务及行为模型. 基于多维连续时间马尔可夫链,得到了系统期望阻塞率、业务中断概率以及系统资源利用率与用户特性之间的关系. 仿真结果表明,与已有方法相比,提出的方法能更准确地分析系统性能.
为了对空间五杆RCRCR机构的位移分析进行研究,采用对偶数矩阵进行数学建模,建立封闭方程. 首先引入3×3酉交矩阵和欧拉公式,使部分对偶矩阵对角化;然后寻找关系式,分解对偶数的初级部和对偶部, 通过符号计算,导出一元四次输入输出方程;最后求出其余变量. 数字实例验证结果表明,空间五杆RCRCR机构的位移分析的解析解的个数是4,方法是正确的.
为了在多个外协加工资源选择中集成产品规划的质量、成本和时间影响因素,建立了基于集对分析的产品优化控制的质量/成本/时间平衡优化模型. 采用基于压缩矩阵改进的阿霍-克若思克算法求解该优化模型,得到最佳的产品质量/成本/时间控制方案,从而为各零部件选择合适的外协加工资源. 最后,对三针平缝机的质量/成本/时间控制问题进行了实例分析,依据其分析结果确定各零部件的外协加工资源,结果表明了所提方法的可行性.