• 2017年 第40卷 第1期 刊出日期：2017-02-28 上一期 下一期

综述

• 无线传感器网络匿名通信技术研究进展
• 房卫东, 李凤荣, 单联海, 何为, 王营冠
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 1-17,27. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.001
• 摘要 ( 475 )     PDF ( 1207 ) HTML     　　
• 信息安全（内容安全和通信安全）一直是无线传感器网络（WSN）研究与应用关注的热点。由于传感器节点能量、计算和内存限制以及部署环境的特殊性，WSN难以适用复杂度高的安全算法。内容安全可通过加密方法和认证机制来实现，而匿名通信技术是实现通信安全与隐私保护的一种有效方法。通过对传统匿名通信技术和WSN匿名通信机制的调研，分析了WSN关键匿名通信技术的优缺点，并进行了总结和展望。
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论文

• 机器人基坐标系精确标定的对偶四元数法
• 王刚, 刘晓平, 高远, 韩松
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 18-22. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.002
• 摘要 ( 509 )     PDF ( 1497 ) HTML     　　
• 针对离线编程系统中机器人在世界坐标系下的位姿描述问题，提出一种利用对偶四元数精确标定机器人基坐标系的方法。首先在利用指数积公式建立机器人正运动学模型的基础上，推导了基于单位对偶四元数表示法的机器人基坐标系标定模型，该模型将世界坐标系与机器人基坐标系之间坐标转换的旋转与平移过程进行统一描述；其次，以对偶四元数的几何性质为约束条件，建立最小方差目标方程，引入拉格朗日乘子法求解最优的位姿变换矩阵；最后，对6自由度串联机器人进行了标定实验。实验结果表明，该标定方法可以有效解决工业应用环境中机器人的基坐标系标定问题，同时也为机器人手眼标定、多机器人协作基坐标系标定问题提供了参考依据。
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• 平面五杆机构计时轨迹综合的代数求解
• 李学刚, 魏世民, 廖启征, 张英
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 23-27. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.003
• 摘要 ( 374 )     PDF ( 613 ) HTML     　　
• 提出了一种基于傅氏级数的平面五杆机构计时轨迹综合的代数求解新方法。通过将平面五杆机构拆分为左右2个二杆组，对轨迹综合设计变量进行了解耦。在此基础上，分析得到机构尺寸与连杆曲线谐波参数间的函数关系，并依据这一关系建立了不同传动比条件下平面五杆机构轨迹综合设计方程，通过析配消元法进一步将方程化简为一元四次方程，求解得到了平面五杆机构轨迹综合设计参数计算的通用公式。利用该公式分别计算得到左右2个二杆组的设计参数，进而得到完整机构设计参数。给出了2个数值实例，验证了该方法的有效性和可行性。
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• 平稳小波变换和新阈值函数用于心电信号去噪
• 张金玲, 郑鑫
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 28-31. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.004
• 摘要 ( 407 )     PDF ( 788 ) HTML     　　
• 心电信号采集过程中容易受到基线漂移、工频和肌电等噪声的干扰。为了提高心电信号的信噪比，结合平稳小波变换，在使用小波阈值去噪法去燥过程中，提出一种有别于常用软硬阈值函数的新的阈值函数。通过分析实测数据验证新阈值函数，结果表明，该方法更加有效地抑制了心电信号中混入的基线漂移、工频和肌电噪声，且较好地保留了原始心电信号的特征。
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• 面向智能电网负荷调节的自适应储能系统控制
• 周文辉, 钟伟锋, 吴杰, 邹生
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 32-35,61. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.005
• 摘要 ( 367 )     PDF ( 580 ) HTML     　　
• 提出一种自适应储能系统控制方法，对智能电网中电动汽车的动态无线充电负荷进行调节。该方法在系统代价函数中联合考虑电网侧功率的变化率和充放电对电池寿命的影响，采用自适应动态规划算法，通过在线神经网络训练，估计并最优化系统长期代价，从而得到近似最优的储能系统控制策略。仿真结果表明，该方法能有效降低电网侧功率的斜率，使负荷更加平稳，同时延长储能系统中电池的寿命。
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• 基于冗余分析的特征选择算法
• 仇利克, 郭忠文, 刘青, 刘颖健, 仇志金
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 36-41. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.006
• 摘要 ( 506 )     PDF ( 706 ) HTML     　　
• 针对冗余特征判定难题，分析了特征和特征之间的相关性以及特征和目标值之间相关性的联系，给出了判定冗余特征的准则，在此基础上给出了近似冗余特征的定义，并提出了一种基于冗余分析的特征选择算法。算法分2步去除无关特征和冗余特征。实验结果表明，所提出的特征选择算法能有效降低特征维数，提高预测准确率。
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• 移动相机下的地面运动目标分割技术
• 任侃, 王伟杰, 钱惟贤, 汪鹏程, 陈钱
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 42-45. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.007
• 摘要 ( 394 )     PDF ( 508 ) HTML     　　
• 提出了一种新的移动相机下的地面运动目标分割方法，运用一种称为“多平面视差约束”的三视角约束方法把图像序列中的每个像素点区分成背景区域和运动目标区域。该方法是在“平面和视差”框架的基础上提出来的，克服了之前几何约束方法存在的视差问题，而且不需要固定的参考平面。同时，在相机跟随目标相同方向移动时，将极线约束的面退化问题简化为线退化问题。实验结果证明了该方法的优越性。
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• 基于功率分配的空间耦合数据传输性能分析
• 刘正宣, 康桂霞, 张宁波, 刘奎, 司中威
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 46-52. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.008
• 摘要 ( 368 )     PDF ( 407 ) HTML     　　
• 通过研究功率分配对空间耦合数据传输的性能影响，在空间耦合数据流间干扰完全消除的情况下，利用密度进化与势能函数证明了等功率传输性能最优。为了以较少的性能损失为代价，减少等功率传输引起的高检测复杂度，提出了一种功率分配算法实现非等功率传输。外信息转换图分析和仿真结果证实了理论分析的正确性和所提算法的可行性。
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• p-1级高斯整数序列的构造
• 刘元慧, 许成谦, 赵冰
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 53-56. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.009
• 摘要 ( 362 )     PDF ( 449 ) HTML     　　
• 高斯整数序列对分量的取值限制较小，为了设计出性能良好的序列，提高通信系统的性能，基于m-序列和GMW序列，利用复合映射生成高斯整数剩余类上的p-1级高斯整数序列（p为奇素数，n为正整数）。利用该方法可得具有灵活参数的完备高斯整数序列或几乎完备高斯整数序列。
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• 软件定义数据中心网络研究
• 于洋, 梁满贵, 王哲
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 57-61. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.010
• 摘要 ( 421 )     PDF ( 476 ) HTML     　　
• 提出一种软件定义数据中心网络方案。采用多控制器进行层次多域管控，引入向量地址作为数据交换标签，结合自主研发低造价交换设备和商业级服务器设计，并实现数据中心网络模型。实验结果表明，该方案具有良好的实用性和可编程特性，有效地解决了数据中心网络扩展性差、运维成本高和管控方式复杂等问题，为构建未来绿色节能数据中心网络提供了重要思路。
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• 采用PSK调制的安全传输中人工噪声的优化利用
• 雷维嘉, 林秀珍, 谢显中
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 62-67. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.011
• 摘要 ( 372 )     PDF ( 416 ) HTML     　　
• 在采用波束赋形和人工噪声的物理层安全传输系统中，利用人工噪声提高合法接收端的性能。发送端根据发送符号和信道系数判断人工噪声的分量是否对合法接收端的信号检测有益，并由此将人工噪声分为有益噪声和普通噪声，分别进行不同的波束赋形处理。在不改变人工噪声干扰窃听端接收的前提下，利用人工噪声提高合法接收端的接收性能。对采用相移键控（PSK）调制时的误码性能和保密容量进行理论分析和仿真，结果显示，与传统的人工噪声方案相比，所提出的人工噪声方案可提高合法接收端的性能，改善保密容量。
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• 450MHz频段卫星气象业务与铁路列调系统干扰共存分析
• 钱肇钧, 李博, 刘帅军, 王卫东
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 68-73. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.012
• 摘要 ( 394 )     PDF ( 366 ) HTML     　　
• 选取450MHz附近频段为典型研究频段，对该频段Argos系统卫星气象业务和铁路列调系统进行干扰共存分析。针对气象卫星对火车、气象卫星对火车站、火车站对气象卫星地球站、火车对气象卫星地球站这4种可能存在的干扰情况，使用实际系统参数以及天线方向图，结合Argos气象卫星的轨道特征，分析了干扰共存下需要的隔离距离和气象卫星地球站的协调区域。最后给出了仿真结果，得出4种干扰情况下的隔离度和隔离距离。
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研究报告

• 利用模糊分块改进协同过滤的扩展性和准确性
• 王晓军, 付超
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 74-78. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.013
• 摘要 ( 405 )     PDF ( 414 ) HTML     　　
• 项目的协同过滤方法利用项目之间相似性预测用户对项目的评分，但相似项的选择面临可扩展性和准确性的问题。为此，提出分布式协同过滤方法，利用模糊分块技术将项目集分成若干块，然后仅在各块内比较项目的相似性。通过裁剪相似关系图进一步改善效率，从图中去除不可能相似的项目之间的边。最后，利用图的分区技术，将相似关系图分割为若干较小的区，在各分区上并行计算项目的相似度。实验结果表明，该方法能改善推荐系统的准确性和可扩展性。
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• OCIGM：面向DTN路由的优化控制信息生成方法
• 王贺哲, 王慧强, 朱金美, 冯光升, 吕宏武
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 79-83. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.014
• 摘要 ( 360 )     PDF ( 458 ) HTML     　　
• 在延迟容忍网络（DTN）中，现有路由算法大多仅考虑网络的局部资源状况进行中继节点的选择，无法使全局网络性能达到最优或次优。对此，提出面向DTN路由的优化控制信息生成方法（OCIGM）。该方法能评估不确定的全局网络状态，进而生成对DTN路由的优化控制信息。移动终端根据优化控制信息通过限制消息的副本数调整路由策略。仿真结果表明，喷雾等待路由算法在OCIGM优化控制信息生成方法的作用下，其网络开销、消息丢包率有所降低，消息转发成功率有所提高。
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• 基于深度卷积神经网络的跨年龄人脸识别
• 李亚, 王广润, 王青
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 84-88,110. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.015
• 摘要 ( 576 )     PDF ( 722 ) HTML     　　
• 提出了一种应用于跨年龄人脸识别的联合学习方法，该方法由深度卷积神经网络构建而成，能在特征学习的同时学习到最优的测度函数，从而避免不合适的固定阈值所带来的匹配错误。针对有限的内存、过拟合和计算复杂性高的问题，在模型训练过程中采用了多种新颖和有效的训练策略。实验证实了该联合学习方法的有效性，在公开数据库MORPH-II上的识别正确率达到了93.6%。
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• 卡尔曼预测在干扰对齐中的应用
• 周墨淼, 李红艳, 王侃, 索龙, 马建鹏
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 89-93. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.016
• 摘要 ( 333 )     PDF ( 468 ) HTML     　　
• 分析了K用户干扰信道中，收发端的噪声和信道的时变特性对干扰对齐实际性能的影响，并提出一种基于卡尔曼预测的信道状态信息修正方法，以改善干扰对齐的性能。该方法利用信道的时域相关特性对信道增益进行跟踪预测，并通过预测值对估计值进行修正，从而提高发送端获取信道状态信息的精度。仿真结果表明，所提出的修正方法降低了信道增益估计值的均方误差，有效地改善了干扰对齐的性能，提升了系统的和速率。
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• 基于RBF网络的欠定盲分离源信号恢复
• 付卫红, 农斌, 陈杰虎, 刘乃安
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 94-98. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.017
• 摘要 ( 420 )     PDF ( 605 ) HTML     　　
• 基于优化近似l₀范数的算法应用于欠定盲分离源信号恢复时，存在算法复杂度较高，恢复精度受步长影响较大的问题，为此，提出了基于径向基函数（RBF）网络的欠定盲分离源信号恢复算法。该算法借助RBF网络进行交替优化，同时引入修正牛顿法对最小化近似l₀范数进行求解，避免了传统的近似l₀范数重构算法因步长选择不当造成恢复精度较低的缺点。仿真结果表明，与现有的基于平滑l₀范数的算法相比，所提方法在保证较高恢复精度的同时复杂度明显降低。
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• 逆向归约时间约束工作流准确率优化调度
• 罗智勇, 汪鹏, 尤波, 苏洁
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 99-104. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.018
• 摘要 ( 375 )     PDF ( 482 ) HTML     　　
• 针对时间约束有向无环图表示的业务流程工作流准确率优化问题，提出了基于截止期的逆向归约优化算法，摒弃传统算法的单向目标策略，解决了业务流程完工准确率过低或者完工时间过长的问题。通过整合传统算法遗留下来的时间碎片，分析了服务准确率与时间的制约关系，以逆向归约方式求出优化路径。模拟数据表明，逆向归约优化算法能够实现截止期范围内时间与准确率的平衡，相比于传统算法在相同约束时间下对准确率起到了优化效果。通过分析业务流程的截止期大小和任务数对算法性能的影响可知，截止期或任务数的增大提升了算法优化效果。
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• 认知无线网Underlay模式下频谱资源优化分配
• 吴润泽, 高丽媛, 唐良瑞, 朱佳佳
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 105-110. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.019
• 摘要 ( 512 )     PDF ( 756 ) HTML     　　
• 为了实现对频谱资源最大限度再利用，有效缓解无线频谱资源紧缺的问题，通过分析无线认知网络共享方式下的物理连接和图论模型，建立了具有不同干扰强度频谱分配数学模型，并将此模型转换为以信道干扰系数最小化、次网络效益最大化和主用户最大干扰最小化的多目标优化问题，进而采用多目标改进遗传算法对认知无线网络进行频谱共享方案设计，且对其有效性进行了仿真分析。仿真结果表明，采用所提出的优化算法进行频谱分配与图论K-最大割方法相比，能更好地实现网络效益最大化，同时能减少对主系统的干扰。
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• 基于LMD-ICA降噪的滚动轴承故障特征提取方法研究
• 许同乐, 王营博, 郑店坤, 陈康, 刘同义
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 111-116. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.020
• 摘要 ( 398 )     PDF ( 600 ) HTML     　　
• 在滚动轴承进行故障识别中，针对局部均值分解（LMD）方法分析非平稳、非线性含噪信号时，存在端点效应，易产生虚假分量和单通道独立成分分析（ICA）盲源分离时的欠定问题，提出了基于LMD-ICA降噪的振动信号特征提取算法。首先对原始信号进行LMD，并抑制端点效应，得到n个瞬时频率具有物理意义的乘积函数（PF）之和；然后对得到的PF分量以连续的3阶PF分量为一序列组合进行ICA，可以得到n-2个重构分量；最后利用n-2个分量进行重构，得到降噪后的故障信号，并再次进行LMD或功率谱计算，提取故障特征。经验证，该方法可有效识别滚动轴承的多类故障。
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• 一种基于TD-LTE帧同步的电网时间同步方法
• 张国翊, 朱海龙, 文安, 金鑫, 黄维芳
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 117-123. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.021
• 摘要 ( 393 )     PDF ( 642 ) HTML     　　
• 基于分时长期演进（TD-LTE）4G无线通信技术，研究了TD-LTE帧同步工作机制，将绝对时间与TD-LTE系统同步帧结构映射，提出了一种基于TD-LTE帧同步的电网时间同步方法，设计了时延补偿机制，以修正无线传播多路径造成的时延偏差，提高授时精度。通过搭建试验平台实测分析，验证了该方法的可行性，无线授时系统的时间同步精度可达亚微秒量级，可满足配电网各类业务需求。
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• 均衡收益和风险的Web服务Skyline查询
• 张龙昌
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 124-129. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.022
• 摘要 ( 369 )     PDF ( 341 ) HTML     　　
• 为解决基于服务质量（QoS）的web服务选择中只考虑QoS的收益（均值），不考虑风险（即动态变化）的Skyline查询问题，提出均值标准差描述QoS（均值描述QoS的收益，标准差描述QoS的风险）的服务Skyline计算方法和4种服务Skyline查询算法，即基于均值标准差的BNL算法（BNL_MS）、基于均值标准差的D&C算法（DC_MS）、基于均值标准差的NN算法（NN_MS）、基于均值标准差的BBS算法（BBS_MS）。该方法能剔除被支配服务，给出QoS属性全优且稳定的服务集，有效缩减备选服务集。实例和实验结果表明：1）均值标准差较均值、区间数、模糊数、随机数不仅能很好地刻画QoS的收益还能刻画风险；2）服务Skyline计算能有效计算服务最优集；3）BBS_MS算法较BNL_MS、D&C_MS和NN_MS算法具有更好的性能。
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• 多项式数据通路的高层次综合方法
• 李东海, 杨小军, 杨云, 范中磊
• 北京邮电大学学报. 2017, 40(1): 130-136. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.01.023
• 摘要 ( 350 )     PDF ( 370 ) HTML     　　
• 为了实现多项式数据通路的高层次综合，采用有序、简化和正则的带权值广义表模型表达该多项式。首先对该带权值广义表进行线性化处理；然后提出了基于带权值广义表的多项式数据通路的高层次优化方法。该方法以自底向上的方式遍历带权值广义表中的节点，并迭代地析取该带权值广义表中的乘法和加法项，进而将该带权值广义表转换为不可简化的有层次的带权值广义表集合，最终将该集合转换为更适于高层次综合的可调度数据流图。实验结果表明，与传统的方法相比，采用该方法得到的数据流图转化为寄存器传输级结构具有更小的延迟和面积。
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