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北京邮电大学学报

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本期目录

综述

  • 模式分类中的特征融合方法
  • 刘渭滨, 邹智元, 邢薇薇
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 1-8. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.001
  • 摘要 ( 660 )     PDF ( 817 ) HTML       
  • 特征融合方法是模式识别领域的一种重要方法.计算机视觉领域的图像识别问题作为一种特殊的模式分类问题,仍然存在很多挑战.特征融合方法能够综合利用多种图像特征,实现多特征的优势互补,获得更加鲁棒和准确的识别结果.笔者基于信息融合理论分析了特征融合方法的原理,介绍了特征融合方法的研究现状,讨论了特征融合与3类主流基础理论相结合的方法,其中基于贝叶斯理论的特征融合算法可以实现多特征的融合决策,基于稀疏表示理论的特征融合算法能够得到多特征的联合稀疏表示,基于深度学习理论的特征融合算法能够强化深度神经网络模型的特征学习过程.
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论文

  • 面向阵列处理器的分布式共享存储结构设计
  • 山蕊, 沈绪榜, 蒋林, 朱筠, 宋辉
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 9-15. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.002
  • 摘要 ( 440 )     PDF ( 471 ) HTML       
  • 为了缓解随处理器核数增多而被激化的"存储墙"问题,提出了局部高速交叉互连、全局片上网络互连的两级混合互连网络结构,设计了支持统一编址方式的数据传送机制.在现场可编程门阵列上实现了2种规模的存储结构,对面积、时序和功耗进行统计.基于SystemC开发了混合仿真平台,仿真结果表明,所提结构具有较高的存储访问带宽和较低的局部数据访问延迟.
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  • 动态信道切换及静默策略下的LTE-U共存方案
  • 申滨, 赵思聪
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 16-22. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.003
  • 摘要 ( 376 )     PDF ( 307 ) HTML       
  • 提出了一种针对非授权频段的长期演进(LTE-U)系统在5 GHz非授权频段与WIFI系统共存的方案.该方案基于先听后说(LBT)信道接入机制,通过引入动态信道切换技术,有效避免了因LTE-U系统长时间占用同一信道而对无线保真(WIFI)系统造成的干扰.在此基础上,对LBT机制中的静默时长进行了优化,以进一步提升LTE-U与WIFI系统共存的效率.理论分析和实验结果表明,所提方案可使LTE-U与WIFI在同频段和谐共存,并取得较好的系统性能.
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  • 针对量化预编码系统的多用户选择方法
  • 刘剑飞, 陶颖, 王蒙军, 曾祥烨, 卢嘉
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 23-28. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.004
  • 摘要 ( 433 )     PDF ( 385 ) HTML       
  • 为了提升大规模多用户多输入多输出系统的性能,对多用户选择方法进行了研究,提出了2种同时考虑用户信道质量和用户间干扰的多用户选择方法.通过将1 bit反馈法和最小化预编码向量相关性法结合,大大降低了用户选择的计算复杂度;基站端首先通过将所有用户组的预编码向量相关性与预定门限值比较,得到待选用户组的集合,然后选择待选用户组中信道增益和最大的一组用户服务,提升了系统的和容量.通过系统仿真验证了2种方法的有效性.
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  • 复合衰落信道下基于删余的多天线协作频谱感知
  • 李美玲, 贺文丽, 董增寿, 路兆铭
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 29-34. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.005
  • 摘要 ( 417 )     PDF ( 309 ) HTML       
  • 提出了一种基于删余的多天线协作频谱感知(C-MA-CSS),利用混合伽马分布推导了感知信道为复合衰落信道时C-MA-CSS的检测率、漏检率、虚警率和次系统容量的闭合表达式,并分析了它们与天线数的关系,给出了使次系统容量最大化的优化算法.仿真结果表明,相比非删余的CSS而言,一方面C-MA-CSS能够明显降低漏检率;另一方面,随着天线数的增多,次系统容量先增大后趋于平稳,采用优化算法可以在确保主用户受到足够保护的前提下,利用较少的天线数实现优化的次系统容量.
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  • 机械臂运动轨迹可靠性分析的自更新响应面法
  • 冯嘉珍, 张建国, 贾庆轩, 陈钢, 孙静怡
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 35-40. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.006
  • 摘要 ( 404 )     PDF ( 232 ) HTML       
  • 为解决机械臂运动轨迹可靠性分析的计算效率和精确性难题,提出自更新响应面法分析机械臂运动轨迹可靠性.首先,根据等效极值思想,将机械臂的运动轨迹可靠性转换为运动误差最大时的轨迹点可靠性;其次,基于粒子群优化算法,求解随机输入在不同样本情况下运动误差达到最大时所对应的时间,利用这些数据构建关于时间的Kriging响应面,在可靠性分析过程中,通过该响应面快速预估机械臂运动误差最大时所对应的时间,以此提高计算效率;第三,基于相对均方预估误差建立自更新机制,通过加入新的样本点来提升Kriging响应面的近似精度,确保可靠性分析结果的精确性.最后,通过案例分析验证所提方法的有效性和正确性.
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  • 不确定条件下固定上网电价政策的优化和评估
  • 李力, 张昕
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 41-47. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.007
  • 摘要 ( 382 )     PDF ( 353 ) HTML       
  • 为准确评价固定上网电价(FIT)政策效果和优化FIT水平,提出了优化投资者决策行为的量化模型,研究了可再生能源产出的不确定性对投资者最优投资时间和装机容量的影响,同时以政策成本最小化的方式,优化政府完成预期装机部署目标时所需的FIT水平.实证方面,使用实物期权方法和最小二乘蒙特卡洛模拟,以中国近海离岸风电投资成本等参数,评价和优化了当前的FIT水平.结果表明,目前中国近海离岸风电的补贴水平0.137 USD/kWh不足以覆盖投资者产量波动带来的风险溢价,政府应将补贴水平提高至0.146 USD/kWh才可有效刺激投资.
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  • 抗数据合并攻击的矢量地理数据数字水印
  • 王莹莹, 杨成松, 朱长青, 任娜, 方虎生
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 48-53. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.008
  • 摘要 ( 371 )     PDF ( 366 ) HTML       
  • 提出了一种抗地理要素合并攻击的矢量地理数据水印算法.在分析了基于地理要素数据合并攻击对水印检测影响的基础上,按照单个地理要素检测—合并—检测的思想,设计并实现了一种抗数据合并攻击的矢量地理数据数字水印算法.实验分析结果表明,该算法能有效抵抗常见的数据合并攻击,且可检测出合并后数据中的多个不同水印信息.
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  • 基于k-近邻域中心偏移的鲁棒性异常检测算法
  • 赵建龙, 曲桦, 赵季红
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 54-59. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.009
  • 摘要 ( 434 )     PDF ( 383 ) HTML       
  • 针对大多数基于距离和密度的异常检测算法敏感于近邻参数k的问题,提出了一种鲁棒性异常检测标准——k-近邻域中心偏移异常因子(COOF).数据结点的k-近邻域中心位置会随着近邻参数k的变化而发生迁移,鉴于异常结点要比正常结点对k-近邻域中心位置偏移量的影响更大,通过累加因递增k而产生的偏移量来表征数据结点的异常程度,并在COOF基础上实现了鲁棒性的异常检测算法.通过综合数据和真实数据的实验仿真可知,COOF不仅对近邻参数k具有鲁棒性,而且相比基于距离的k最近邻算法、基于局部距离的异常因子和基于密度的局部异常因子具有更稳定且更准确的异常检测性能.
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  • 密集网络下基于Self-Backhaul感知的用户接入负载均衡算法
  • 唐伦, 梁荣, 陈婉, 张元宝
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 60-67. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.010
  • 摘要 ( 363 )     PDF ( 369 ) HTML       
  • 针对密集异构网络自回程场景中带宽分配不合理引起的负载不均衡问题,提出一种基于self-backhaul感知的用户接入负载均衡方案.首先根据密集异构网络下各个小基站接入与回程资源的负载状态提出一种用户接入负载均衡策略;其次利用Q-Learning算法对各个小基站带内无线接入与回程带宽分配进行学习,用户在不同带宽分配因子下,根据用户接入负载均衡策略进行重新接入,得到不同接入情况下的系统效用,进而得到最优带宽分配策略,保证负载均衡性的同时实现系统效用最大化.仿真结果表明,该方案在密集异构网络自回程场景中提高了网络负载均衡性,同时提升了用户速率体验.
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  • 智能电网通信中动态密钥加密方法的研究与改进
  • 马李翠, 黎妹红, 吴倩倩, 杜晔
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 74-79. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.012
  • 摘要 ( 423 )     PDF ( 341 ) HTML       
  • 针对智能电网无线通信过程中存在的数据监听、伪造、篡改等安全问题,结合智能电网的通信特点,改进了基于动态密钥的轻量级数据加密算法,提出了数据完整性认证方案.初始密钥嵌于设备内部,在通信过程中,利用非重传数据包同步更新双方密钥,使用异或算法完成数据对称加解密.另外,将密钥和消息作为Hash算法的输入,使用Hash值作为消息摘要,完成数据完整性认证.使用libmodbus开源库模拟主/从设备通信,实验结果表明,改进方案保证了密钥更新的同步性和准确性,实现了密钥的自我组织和管理,完成了数据的正确传输,同时在资源消耗上也明显优于现有算法.
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  • 基于无线广播优势的无线Mesh网络负载感知多播算法
  • 王继红, 石文孝
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 80-85. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.013
  • 摘要 ( 396 )     PDF ( 247 ) HTML       
  • 提出了基于无线广播优势的负载感知多信道多播(W-LMCM)算法,以解决最大化服务用户数的多播路由与信道分配问题,将起始于同一节点的兄弟链路视为整体进行信道分配,充分利用无线广播优势节省带宽;提出最大信道号信道分配方法,避免随机信道分配带来的不利影响;在满足干扰范围内信道容量约束条件下,以最小化干扰为目标为链路分配信道,解决无干扰信道分配引起的服务用户数受限的问题.仿真结果表明,W-LMCM算法能有效提升多播吞吐量及网络服务能力.
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  • 电磁混响室场均匀性评定方法的实验研究
  • 郭晓涛, 何昭, 王少华, 王立峰
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 86-90. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.014
  • 摘要 ( 423 )     PDF ( 446 ) HTML       
  • 采用两种不同的方法对同一新建电磁混响室的场均匀性进行了评定、对比和分析,一种是基于最大场强统计特性,具有优于相关国际标准的技术指标;另一种方法是基于不同搅拌状态下被测场强的概率分布,将任意搅拌状态下的被测场强均纳入场均匀性判定过程中.两种评定方法所得结果具有一致性和差异性,一致性证明了新方法能够从场强概率分布的角度对混响室的场均匀性进行有效验证;差异性则说明了新方法可以为射频识别芯片最大识别距离测试、复杂信道模拟等应用提供更为全面和准确的基础技术指标支撑.
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研究报告

  • 移动端到移动端3D MIMO宽带信道建模与仿真
  • 梁晓林, 赵雄文, 李树, 王琦
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 91-97. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.015
  • 摘要 ( 439 )     PDF ( 345 ) HTML       
  • 提出了一种基于几何的适用于宽带多输入多输出(MIMO)移动端到移动端无线信道的随机散射模型.假设有效散射体位于三维(3D)双柱体的表面,将已有的窄带模型扩展到宽带并且把载频和带宽引入模型中,利用仿真实现信道,通过实现的信道矩阵进一步开展信道特征和参数研究,与现有的解析方法相比更加简单直接.通过对3D双柱体和二维双环散射模型的比较发现,3D模型对应的功率延迟分布的归一化功率和均方根时延扩展比二维的小,3D信道容量有一定的提升.
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  • 自适应深度卷积神经网络模型构建方法
  • 邹国锋, 傅桂霞, 王科俊, 高明亮, 申晋
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 98-103. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.016
  • 摘要 ( 593 )     PDF ( 437 ) HTML       
  • 针对传统卷积神经网络(CNN)模型构建过度依赖经验知识、参数多、训练难度大等缺点,同时鉴于复杂多类问题的CNN模型构建策略的重要价值,提出一种自适应深度CNN模型构建方法.首先,将初始网络模型的卷积层和池化层设置为仅含一幅特征图;然后,以网络收敛速度为评价指标,对网络进行全局扩展,全局扩展后,根据交叉验证样本识别率控制网络展开局部扩展,直到识别率达到预设期望值后停止局部网络学习;最后,针对新增训练样本,通过拓展新支路实现网络结构的自适应增量学习.通过图像识别实验验证了所提算法在网络训练时间和识别效果上的优越性.
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  • 面向智能诊断的语义物联网知识标注与推理框架
  • 杨雨浓, 吴振宇, 朱新宁
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 104-110. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.017
  • 摘要 ( 366 )     PDF ( 433 ) HTML       
  • 为解决开发物联网应用时海量设备数据所带来数据整合问题,提出了一种基于语义标注与推理的物联网应用系统框架.框架中包含一种通用的物联网应用本体,在重用传统设备描述本体的基础上拓展了设备间关系的建模.框架还借助语义传感网、语义web和推理技术以支持可自动执行复杂分析控制任务的实际物联网应用的开发,如异常诊断、自动控制等.楼宇自动化场景下的实验结果表明,该框架支持物联网设备知识库的构建和扩展,并可以支持复杂的物联网应用.
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  • 关于45 GHz毫米波对矩形阻挡物的绕射研究
  • 李星蓉, 李永倩, 李保罡
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 111-116. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.018
  • 摘要 ( 345 )     PDF ( 310 ) HTML       
  • 基于45 GHz毫米波室内通信测量对木板、镜子以及白铁板的阻挡绕射特性进行了研究.根据阻挡物材料的不同,分别提出三射线和四射线阻挡绕射模型.对12 mm厚的木板、6 mm厚的镜子以及0.35 mm厚的白铁板进行了矩形阻挡绕射测量实验.实验结果表明,在矩形木板阻挡下45 GHz毫米波的平均传输衰减系数约为-4.28 dB,其衰减测量结果与提出的四射线模型仿真结果平均误差为-0.02 dB.在0.35 mm厚的矩形白铁板阻挡下,45 GHz毫米波的平均传输衰减系数约为-18.2 dB.在镜子远离天线的情况下,面对发射天线时的平均传输衰减比背对发射天线时大1~2 dB,而在镜子靠近天线的情况下,其面对发射天线时测量的结果与白铁板阻挡下的衰减类似.
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  • 基于能量和小波变换的双门限联合频谱感知
  • 倪水平, 常慧刚
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 117-121. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.019
  • 摘要 ( 364 )     PDF ( 352 ) HTML       
  • 传统的能量感知算法对噪声比较敏感,在较低的信噪比条件下检测准确性易受到影响,循环特征检测法计算复杂度偏高,为此提出了基于能量检测和小波变换(WT)感知的双门限联合检测算法.该算法对双门限区间以外的区域采用能量检测进行判定,双门限范围内的不确定区域进行小波感知,并根据信道中噪声不确定性自适应调整双门限值,当信道质量较好时,减小两门限之间的距离,否则增大两门限之间的距离,从而控制进行小波感知的概率.仿真结果表明,此算法有效地提高了低信噪比条件下系统的检测性能,降低了算法的复杂度.
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  • LDS多用户检测和LDPC码译码的联合迭代算法
  • 雷维嘉, 刘玥岑, 谢显中
  • 北京邮电大学学报. 2017, 40(4): 122-127. DOI:10.13190/j.jbupt.2017.04.020
  • 摘要 ( 477 )     PDF ( 276 ) HTML       
  • 为了提高低密度扩展(LDS)系统性能对LDS多用户检测算法进行研究,提出了一种LDS非正交多址系统中多用户检测和信道编码译码联合迭代的方案.将各用户低密度奇偶校验码(LDPC)译码后的软信息回传给多用户检测器,提高了多用户符号检测的可靠性,而多用户检测性能的提高又进一步提高了LDPC码译码的性能.在相同条件下与多用户检测和LDPC码译码单独进行的方案进行了仿真对比,结果表明,联合迭代算法明显改善了误比特率,系统负载越大,联合迭代带来的性能改善也越大.同时,联合迭代还缩小了不同用户误码性能的差异且即使在系统负载达到200%时,误码性能也与单用户的性能相差不大.联合迭代算法在不增加接收机计算复杂度的情况下,显著提升了LDS系统的性能.
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