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北京邮电大学学报

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论文

  • 广义直方图多Bin多进制水印算法
  • 岳桢, 李子臣, 杨义先
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 1-6. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-107
  • 摘要 ( 363 )     PDF ( 264 ) HTML( 264 )       
  • 基于直方图的数字水印算法,因具有较强的抗几何攻击和图像处理攻击能力,一直是信息隐藏领域研究的热点.为了进一步扩大容量和解决比例关系相等问题,提出了多Bin多进制直方图数字水印算法概念,引入图像直方图多Bin全局调整策略,设计了一种广义的多Bin多进制图像数字水印算法.实验结果表明,设计的算法比现有算法至少提高2倍的嵌入容量;同时,在满足载体图像视觉质量的基础上,还能抵抗一定程度的几何攻击和图像处理攻击.
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  • 移动网络SFC部署与计算资源分配联合算法
  • 张天魁, 王筱斐, 杨立伟, 杨鼎成
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 7-13. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-035
  • 摘要 ( 643 )     PDF ( 677 ) HTML( 677 )       
  • 在网络功能虚拟化的移动核心网中,提出了一种基于服务功能链(SFC)部署与计算资源分配联合算法.首先考虑SFC中虚拟网络功能(VNF)计算资源分配对处理时延的影响,建立SFC部署与计算资源分配联合优化问题,实现SFC的部署成本和端到端时延加权和的最小化.其次,为了求解所提优化问题,利用多智能体深度确定性策略梯度算法,从SFC各VNF的历史数据中学习策略指导即时的通用服务器节点选择和计算资源分配,提出了相应的SFC部署与计算资源分配联合算法.仿真结果表明,所提算法可以在保证SFC的服务质量需求的条件下实现部署成本和端到端时延的有效权衡.
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  • 基于SWIPT的半双工中继QF协作可达速率分析
  • 张顺外, 石笑笑
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 14-19. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-043
  • 摘要 ( 411 )     PDF ( 258 ) HTML( 258 )       
  • 为解决中继节点能量受限的问题及提高系统能量效率以实现可靠绿色通信,提出了基于无线携能传输(SWIPT)技术的半双工中继量化转发(QF)协作系统.首先,建立基于SWIPT的半双工中继QF协作系统模型,信源节点和目的节点由电源供电,中继节点通过SWIPT技术同时实现信息传输和能量收集;其次,在功率分割协议下,推导出基于SWIPT的QF协作的可达速率表达式,证明可达速率是关于功率分割因子的凸函数,并求解出最优功率分割因子以优化可达速率;然后,针对慢衰落信道,进一步分析了基于SWIPT的QF协作的预期速率;最后,理论分析与仿真结果表明,基于SWIPT的QF协作的可达速率或预期速率均明显优于传统放大转发和译码转发协作,并且基于SWIPT的QF协作在中继节点没有外部供电的情形下,能达到与传统QF协作相近的性能.
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  • 超密度异构蜂窝网络能效优化
  • 潘子宇, 杨洁
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 20-25,58. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-052
  • 摘要 ( 452 )     PDF ( 438 ) HTML( 438 )       
  • 利用泊松点过程理论研究了超密度异构蜂窝网络中的基站部署问题,特别是小基站密度对网络能量效率的影响,提出了一种通过优化小基站密度来实现网络能效最大化的方法.首先,借助泊松点过程理论对超密度异构蜂窝网络进行建模,推导了各层基站的覆盖概率以及基于业务荷载的最低可达速率,得出整个网络的最低可达吞吐量;其次,根据网络能效的定义,结合基站能耗模型,推导了与基站密度相关的网络能效的闭合表达式;最后,就小基站密度对网络能效的影响进行分析,提出了一种基于牛顿搜索法的小基站密度优化算法,实现网络能效的最大化.仿真结果验证了理论分析的正确性,同时也表明通过优化小基站部署密度完全能够实现网络能效的最大化.
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  • 基于生成对抗网络模型的RSS缺失值预测
  • 任晓琪, 翁仲铭
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 26-31. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-210
  • 摘要 ( 443 )     PDF ( 385 ) HTML( 385 )       
  • 无线上网(Wi-Fi)定位是目前室内定位中的主流方法,指纹数据库的构建是Wi-Fi定位系统的关键.然而指纹数据库中的接收信号强度(RSS)指纹值会随室内环境的变化而变化,通常需要不断地重新测量指纹值去更新指纹数据库,这就导致了成本高、耗时长,尤其是在定位区域较大的动态环境中是不切实际的.针对此问题,提出了自适应上下文生成对抗网络模型.该模型只需测量指纹数据库中的部分RSS指纹,即"参考点",然后通过学习参考点的分布情况,预测特定位置的缺失指纹.仿真实验结果表明,室内定位精确性显著提高,人力成本大大减少.
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  • 下行NOMA系统中最大化能量效率的功率分配方案
  • 田心记, 蒋清丽
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 38-44. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-031
  • 摘要 ( 595 )     PDF ( 462 ) HTML( 462 )       
  • 针对多簇且每个簇包含任意用户的下行非正交多址接入(NOMA)系统,提出了一种最大化系统能量效率的功率分配方案.首先推导了满足所有用户连续干扰消除需求的情况下,单个用户及单个簇所需的最低功率,建立最大化系统能量效率的用户间功率分配优化问题,然后采用二分法求解最大化单个簇内能量效率的功率分配优化问题,基于该结论将最大化系统能量效率的用户间功率分配优化问题转换为簇间功率分配优化问题,最后给出了一种迭代的簇间功率分配方案,并根据簇间功率分配的结果为单个用户分配功率.仿真结果表明,所提方案的系统能量效率高于相同场景中的已有方案.
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  • 基于3GPP TR38.901信道模型的时变信道建模与仿真
  • 邢冰倩, 韦再雪
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 45-51. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-102
  • 摘要 ( 2834 )     PDF ( 1833 ) HTML( 1833 )       
  • 在实际通信环境中,用户端及周围的障碍物往往处在移动状态下,因此通信环境常建模为时变信道.为了充分研究当下第5代移动通信系统中用户移动性对信道特性的影响,对基于3GPP TR38.901信道模型的非平稳时变信道模型和平稳时变信道模型进行了仿真分析.仿真结果包含了2种模型的功率延时谱、信道冲激响应、信道时频相关传递函数、时延扩展、角度扩展和时间自相关曲线等.充分研究和仿真了TR38.901提出的2种时变模型,并进行了详尽地对比分析.
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  • 基于密集连接网络的驾驶疲劳状态检测方法
  • 王小玉, 韩彤彤, 尚学达
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 52-58. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-263
  • 摘要 ( 369 )     PDF ( 318 ) HTML( 318 )       
  • 为了解决疲劳驾驶易造成交通事故的问题,提出了基于密集连接网络的驾驶疲劳状态检测方法.首先,借助摄像机采集驾驶状态视频,获取视频帧图像后利用图像处理技术进行图像预处理;利用自适应提升算法检测人脸,再用灰度积分投影和径向对称变换算法定位驾驶员的眼部区域;然后,通过密集连接网络精确判别眼睛状态,在网络中设置了3个密集连接块以减少特征参数和加快训练速度,且采用稀疏化结构以减少存储量和增强特征传播;最后,借助2个疲劳参数综合判断驾驶员的疲劳状态,使检测结果更为准确.定性和定量实验结果证明,该方法在准确率等方面优于现有技术.
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  • 联合编码的中继系统不等错误保护机制
  • 陈辰, 周林, 陈启望, 陈燕, 贺玉成
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 59-65. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-099
  • 摘要 ( 478 )     PDF ( 418 ) HTML( 418 )       
  • 在多样化信息传输的通信系统中,若无差别地传输具有不同统计特性与不同重要性的信源,将带来能量资源的浪费.鉴于此,以信源特性为依据,提出了一种结合联合编码与中继译码转发的不等错误保护编译码方案.在发送端,针对经离散余弦变换后图像信源的统计特性和重要性程度采取相应的传输策略:对熵值较小且重要程度不高的高频信息进行信源压缩,提高传输效率;对重要程度较高的低频信息利用中继进行二次信道编码,实现不等保护.在接收端,设计多模块联合迭代译码方式,充分利用不同传输策略下不同形式的信源信息,提升系统性能.理论分析和仿真结果表明,对比传统方案,所提方案在相同的峰值信噪比下,有1 dB以上的信噪比增益.
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  • 基于形态学的红外图像边缘检测
  • 王睿男, 武穆清, 陈铁英, 李志刚, 孙建
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 66-71. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-109
  • 摘要 ( 571 )     PDF ( 435 ) HTML( 435 )       
  • 为了提高红外图像边缘检测的性能,提出了一种基于形态学的红外图像边缘检测算法,改进了仅依靠单一方向和采用固定方向权重的边缘检测算法.通过使用多方向结构元素对图像边缘进行提取,采用方向自适应权重进行加权融合,得到图像边缘检测的结果.实验结果表明,该方法能够有效地抑制图像中的噪声,提取的图像边缘更加完整,提高了红外图像边缘检测的效果.
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  • 基于任务间依赖关系的小小区协作卸载策略
  • 康曼聪, 李曦, 纪红, 张鹤立
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 72-78. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-115
  • 摘要 ( 584 )     PDF ( 371 ) HTML( 371 )       
  • 在密集部署的小小区网络中,考虑到小小区基站(SBS)的计算资源有限,提出了基于任务间串并依赖关系的协作卸载策略,以降低计算卸载任务的整体完成时延.首先,考虑将可以同时执行的并行任务卸载至不同的SBS,利用计算资源的分布式特点来降低整体时延,同时最大化单个SBS上的串行任务数量,以减小所需SBS的数目;然后,根据网络的负载均衡情况对2种场景进行讨论,联合考虑任务间的依赖关系、不同SBS的可用计算资源量和SBS与用户间的信道质量,分别引入最长路径理论和图着色算法以确定最佳任务卸载方案.仿真结果表明,与已有策略相比,所提策略可降低计算卸载任务的整体完成时延.
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  • 基于层次分析法的云服务可用性评价方法
  • 周平, 王泽胜, 殷波, 郭少勇
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 79-85. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-101
  • 摘要 ( 473 )     PDF ( 271 ) HTML( 271 )       
  • 面向云服务可用性评价的多准则决策问题,提出了一种基于层次分析法(AHP)的云服务可用性评价方法.首先,梳理了近年来国际标准化组织和国内外学者针对云服务可用性研究的相关成果;其次,结合云服务可用性的各种特性和子特性,以及企业的最佳实践,提出了度量方法;最后,将AHP引入云服务可用性评价,保证评价结果的科学性.实验结果表明,通过对影响云服务可用性的特性和子特性进行层次划分,以及对各类影响因素度量方法的合理设置,有效地提高了云服务可用性评价的标准化水平和准确性.
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研究报告

  • D-2-DenseNet噪音鲁棒的城市音频分类模型
  • 曹毅, 黄子龙, 盛永健, 刘晨, 费鸿博
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 86-91. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-122
  • 摘要 ( 510 )     PDF ( 326 ) HTML( 326 )       
  • 为了提高噪音环境下城市音频分类系统的鲁棒性,提出了一种双特征2阶密集卷积神经网络(D-2-DenseNet)噪音鲁棒的城市音频分类模型.首先介绍了噪音添加和噪音鲁棒处理,阐述了一种双特征互补偿的算法;然后结合2阶密集卷积神经网络与自适应机制提出了一种噪音鲁棒音频分类模型:双特征2阶密集卷积神经网络.模型采用双特征互补偿自适应算法,可在特征提取与模型训练中更有针对性地提取有效音频信息,降低噪音干扰,以提高噪音鲁棒性.最后,基于Dcase2016数据集开展噪音环境下城市音频分类测试.实验结果表明,模型分类准确率分别可达77.12%、75.52%,与基线模型相比,平均分类准确率分别提高了8.51%和10.38%,验证了模型良好的噪音鲁棒性.
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  • 一种宽阻带微带发夹带通滤波器的设计
  • 郑海宇, 朱伟光, 张志涛, 张欣雷, 胡善文
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 92-96. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-077
  • 摘要 ( 864 )     PDF ( 998 ) HTML( 998 )       
  • 为得到高选择性、宽阻带的滤波器,并满足6 GHz以下频段对通信设备小型、便携的要求,提出了一种新型微带发夹带通滤波器.相比于传统结构,该新型结构在连接输入端、输出端的谐振单元上分别加入了1/4波长的开路微带线,并且在滤波器输入端馈电线的两侧增加金属通孔.通过两者相互结合的方式,在寄生通带处产生传输零点,实现寄生通带的抑制,达到宽阻带的目的.对提出的新型结构滤波器进行实物加工与测试,结果表明,该新型结构滤波器能够实现宽阻带,具有良好的频率选择特性.
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  • 基于Sumtree DDPG的智能交通信号控制算法
  • 黄浩, 胡智群, 王鲁晗, 路兆铭, 温向明
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 97-103. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-006
  • 摘要 ( 725 )     PDF ( 836 ) HTML( 836 )       
  • 提出了基于和树—深度确定性策略梯度(Sumtree DDPG)的多路口智能交通信号控制算法,通过对交叉路口数据的实时观测,智能地调控交通信号周期时长、相位顺序以及相位持续时间,提高路口通行效率.同时,基于和树结构的经验数据存储模式提高采样效率,加速了算法收敛.仿真结果表明,在动态环境下,该算法在车辆排队长度、车辆等待时间、车辆平均速度等性能指标上均优于现有的固定配时方案和基于流量权重的配时算法.
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  • 深度学习的人体图像半自动标注系统
  • 高慧, 张继威, 来扬, 王文东
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 104-109. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-181
  • 摘要 ( 1531 )     PDF ( 577 ) HTML( 577 )       
  • 针对目前数据标注过于依赖硬件、手动数据标注效率低下的问题,提出了基于深度学习的人体图像半自动标注系统.系统通过对算法进行改进,增加人体关键点个数进行特征提取和加入运动信息的约束,提高了视频分阶段标注的准确率.使用真实数据集仿真实验证明了通过深度学习算法进行数据标注的可行性,并且使用半自动标注的速度快、准确率高.
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  • 边缘计算中移动终端安全高效认证协议
  • 薛建彬, 白子梅
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 110-116. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-005
  • 摘要 ( 577 )     PDF ( 260 ) HTML( 260 )       
  • 针对移动终端计算能力较低和存储能力有限的问题,提出了适用于移动边缘计算环境的轻量级身份认证协议.该协议将密码学与物理层的安全保护技术相结合,利用对称密码体制降低移动终端在认证过程中的计算复杂度,以少量的计算量和较低的信息存储量完成移动终端与边缘服务器的相互认证与密钥协商,并且移动终端只需一次注册便可在移动边缘计算环境中随机漫游.安全性分析表明,该协议满足前向安全性、抗重放攻击性、抗中间人攻击性等安全特性.仿真结果表明,与其他认证方案相比,该方案在通信和计算成本方面有较好的性能优势.
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  • 基于语义分割的织锦类自适应风格迁移算法
  • 邓筱, 徐梦秋, 吴铭, 张闯
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 117-123. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-083
  • 摘要 ( 559 )     PDF ( 354 ) HTML( 354 )       
  • 通过风格迁移的数字化手段可以辅助艺术作品的创作,但由于织锦类手工艺品具有颗粒感线条、块状色彩、前后景纹理区别较大等特点,使用现有风格迁移算法得到的输出图像在视觉上难以达到令人满意的效果.针对上述问题,提出了一种基于语义分割的织锦类自适应感知域风格迁移算法,将语义分割任务和基于自适应感受域的风格迁移算法相结合,并提出新的内容损失和风格损失.此外,为了解决生成结果图像后景中纹理不均匀的问题,在内容图像上增加高斯噪声用于平滑训练过程中生成图像的后景纹理.实验结果表明,所提算法在织锦作品风格迁移任务中的表现优于现有算法.
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  • 损伤声发射信号小波包神经网络特征识别方法
  • 齐添添, 陈尧, 何才厚, 龙盛蓉, 李秋锋
  • 北京邮电大学学报. 2021, 44(1): 124-130. DOI:10.13190/j.jbupt.2020-118
  • 摘要 ( 492 )     PDF ( 400 ) HTML( 400 )       
  • 在材料损伤的检测和评价时,为了在大量接收信号中识别有效声发射信号,提出了一种基于小波包特征提取的损伤声信号神经网络识别方法,首先利用小波包全局分解的优势,准确提取非平稳信号的特征信息,建立相应特征向量,对有效声发射信号和干扰噪声信号进行表征;然后根据特征向量和识别输出要求,建立了3层结构的反向传播神经网络对信号进行分析和识别,滤除噪声信号,保留有效声发射信号;最后,在玻璃钢复合材料的声发射实验中,采集了400组信号对该方法进行验证,准确性达到97.5%,能够满足工程需要.
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