• 2023年 第46卷 第4期 刊出日期：2023-08-28 上一期 下一期

论文

• 高选择性吸收式双频平衡带通滤波器的设计
• 张一凡 吴永乐 汪庆 王卫民
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 1-8.
• 摘要 ( 228 )     PDF ( 390 ) 　　
• 提出了一种具有宽带共模噪声抑制和吸收性能的高选择性双频平衡带通滤波器。通过改变耦合线的阻抗参数可以调节两个通带的中心频率，改变耦合线和加载枝节的电长度可以控制传输零点和双通带的带宽。通过加载 4 个接地电阻，所提滤波器可以实现宽带共模噪声吸收，并具有良好的共模噪声抑制性能。为了验证所提滤波器的性能，加工了一款中心频率为 0.71 GHz 和 2.37 GHz 的双频平衡带通滤波器。 实测结果表明，该滤波器差模滤波性能良好，具有多个传输零点。 在 0 ~ 4.04 GHz 频率范围内共模噪声抑制大于 28 dB，在 0 ~ 3.67 GHz 频率范围内共模噪声吸收大于 10 dB，在 0 ~ 4.37 GHz 频率范围内共模噪声的吸收率大于 90% ，对于共模噪声的消除具有良好的提升效果。
  
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• 一种基于层次聚类的测试用例集约简方法
• 朱瑞文 王雅文 林欢 李帅赟 吴彦芳
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 9-14.
• 摘要 ( 188 )     PDF ( 237 ) 　　
• 为降低测试用例集约简过程中故障检测能力的损失,减少偶然正确性现象对测试可靠性的不利影响。 提出了一种基于层次聚类的测试用例集约简方法,使用欧氏距离计算测试用例的相似性,得出相异矩阵作为聚类的输入;另外,基于变异测试能够提高测试用例集故障检测能力的特性,给出偶然正确性概率的计算公式,在结果簇中使用基于变异测试的测试用例选择算法获取约简后的测试用例集。 实验结果表明,所提方法比充分的和其他不充分的测试用例约简方法分别降低了 9.8% 和 12% 的故障检测能力的损失。
  
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• 多智能反射面辅助毫米波级联信道估计方法
• 李民政 曹宇青 颜娟娟 陆健
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 15-20.
• 摘要 ( 242 )     PDF ( 391 ) 　　
• 针对多智能反射面(IRS)辅助的毫米波通信系统中存在信道耦合复杂、信道规模大、多跳级联信道估计导频开销大以及估计困难的问题，基于压缩感知理论提出一种高效的级联信道估计方法。首先，基于毫米波信道固有的稀疏特性,利用 Katri-Rao 和 Kronecker 乘积的性质，找到大规模多跳级联信道的稀疏表示方式；然后，将大规模级联信道估计问题转化为多个稀疏信号的恢复问题；最后，使用改进 OMP 算法恢复大规模级联信道。仿真结果表明，所提方法可以极大地减少多跳级联信道估计导频开销,并且可以准确地估计多跳级联信道的状态信息。
  
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• 基于多传感器协同的自适应联邦滤波跟踪算法
• 刘金铭 张碧玲 张玉艳
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 21-26.
• 摘要 ( 164 )     PDF ( 244 ) 　　
• 为了充分利用多传感器的冗余信息实现高精度跟踪,提出了一种带有离群点检测的冗余信息自适应联邦滤波跟踪算法。 首先，在信息分配阶段，针对冗余信息设计了一种自适应信息分配因子，提高了信息分配效率；其次，在信息融合阶段，为了降低误差数据对跟踪结果的影响，提出了一种离群点检测算法，针对存在相关性且服从高斯分布的数据，通过D-S证据理论综合所有滤波器的判断评估数据是否为离群数据；最后，使用线性最小方差估计进 行融合，得到更为精确的最终估计结果。仿真验证了所提算法具有更好的跟踪精度和鲁棒性。
  
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• 基于区块链的土地数据存储模型
• 宋罗娜 路子逵 邓清 张强 王小娟
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 27-31,39.
• 摘要 ( 220 )     PDF ( 194 ) 　　
• 针对土地测绘场景下数据难溯源、易篡改问题，提出了一种基于区块链的土地数据存储模型，以实现土地调查数据的链上存储以及链上链下数据关联检索。首先，设计了针对土地测绘数据的上链压缩算法；其次，提出了基于分布式存储与纠删码的分布式数字指纹生成方法，并对生成方式进行并发优化，以加速数字指纹生成与数据存储过程；最后，模型引入了链上链下数据关联，进一步保障数据安全。 仿真实验结果表明，基于区块链的土地数据存储模型能够有效地节省存储空间，防止数据篡改，实现大规模点云数据高效上链，提高了数据安全性和可信性。
  
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• 可见光通信辅助的单光源透视圆线定位算法
• 包荣珍 朱志宇 杨洋 冯春燕
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 32-39.
• 摘要 ( 171 )     PDF ( 187 ) 　　
• 传统可见光定位算法通常需要多个灯源实现定位，限制了可见光定位的应用场景。针对这一挑战，提出了一种可见光通信辅助的单灯源透视圆线定位算法，实现单灯源下的高精度定位。首先，利用单个圆形发光二极管(LED)作为发送端，基于可见光通信将定位信息传输给接收端；然后，利用天花板平面上丰富的线特征和 LED 的圆形特征估计 LED 在相机坐标系中的朝向和坐标；最后，结合定位信息实现对接收端的位姿估计，解除了对惯性测量单元等辅助设备的依赖。所提算法可以在单灯源的场景下，接收端使用单个摄像头实现高精度的 3D 定位，且无需限制接收端的朝向。 仿真结果表明，当 LED 半径为 13 cm 时，使用所提算法可使 95% 以上仿真样本点的定位误差在 10 cm 以内；实验结果表明，使用所提算法可使 16 个参考点的定位误差都在 10 cm 以内。
  
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• 面向道路实况的车联网共享消息可信评估模型
• 张佳敏 帅莉莎 董高雅 阳小龙
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 40-45.
• 摘要 ( 186 )     PDF ( 274 ) 　　
• 车联网环境下车辆间共享路况消息的可信性是事关交通出行效率和司乘人员安全的关键决策依据。 为此，本着“察其言,观其行,重事实"的理念，提出一个面向道路实况的共享消息多维协同信任评估模型。 在实体维度，依据车辆作为发送者和评估者的信任值计算实体信任值，解决因忽略实体的评估者角色而造成其信任值不准确的局限。 在行为维度，为了对消息记录条数和真实提供频次不同的车辆实现公平评估，根据车辆对事件的共享率和诚实转发率计算车辆的行为信任值。 在事实维度，定义以事实为中心的信任纠偏，以修正对诚实车辆的非主观恶意行为的误判。 仿真结果表明，所提模型可以准确、公平地评估消息的可信性，有助于抑制虚假消息的散播。
  
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• 信息感知的分层加权干扰消除编码缓存
• 王璞 刘超 包建荣 姜斌
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 46-51.
• 摘要 ( 114 )     PDF ( 196 ) 　　
• 为了消除多中继系统未请求子文件的干扰,提高系统传输总自由度，提出了信息感知的分层加权干扰消除编码缓存方案。 该方案根据用户、中继的缓存容量、用户和文件数量将系统划分为两个子系统，联合设计加权干扰消除、正交单播和去中心化编码多播来最小化链路负载和提高系统总自由度。 对于子系统Ⅰ，在单次无干扰传输子文件数大于用户数时引入单播，相对传统干扰消除，可获得的额外总自由度增益。 在子系统Ⅱ中，提出了多中继协作编码传输,极大地降低了传输次数，提高系统总自由度。 仿真表明，在单次无干扰传输子文件数小于用户数时，所提方案获得的总自由度优于传统未编码缓存方案，可实现最低1.3 倍的总自由度增益；与传统干扰消除方案相比，所提方案可获约 10.6% 的总自由度增益。
  
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• OTFS系统信道参数迭代估计算法
• 常琪卿 王森 金婧 李逸潇 龙航
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 52-57.
• 摘要 ( 340 )     PDF ( 555 ) 　　
• 针对高时延、高多普勒频偏的时频双选信道环境,提出一种基于正交时频空(OTFS)系统的时频域信道参数迭代估计算法。利用时频域信道矩阵可以表示为多普勒频偏矩阵、信道复增益矩阵和时延矩阵三者乘积的性质，迭代更新各径多普勒频偏和时延参数估计结果，提高各参数估计的准确性。根据参数估计结果计算时频域信道矩阵，直接用于时频域均衡器，降低接收端复杂度。 仿真结果表明，所提算法能够明显提高信道估计的性能，支持更灵活的参考信号配置，降低传输开销。
  
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• 轻量化汉语唇读模型及数据集构建
• 孙保胜 谢东亮
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 58-63.
• 摘要 ( 169 )     PDF ( 260 ) 　　
• 为了促进汉语唇读的快速发展和实际应用,提出了一种基于交错组卷积和空洞卷积组合的轻量化唇读模型。所提模型通过分组卷积学习不同特征间的相关性,通过空洞卷积扩展模型视野,在大幅度降低模型参数量和复杂度的同时提高模型识别精度。 针对汉语唇读数据集较少的问题,在可控制环境下录制了一个句子级汉语唇读数据集。 在录制数据集和公开数据集上对轻量化唇读模型适用性进行实验验证,证明了模型的有效性。 并通过热图可视化的方法分析了模型对视频帧和文本映射关系的学习能力。
  
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• 下行 RIS-NOMA 系统交替优化波束形成方法
• 彭艺 吴桐 杨青青
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 64-69.
• 摘要 ( 172 )     PDF ( 263 ) 　　
• 为了最大化可重构智能反射面(RIS)辅助多输入单输出非正交多址( NOMA)通信系统中的加权和速率,提出了一种分式规划和连续凸逼近结合交替优化主被动波束形成的方法。 首先,利用分式规划将加权和速率问题转化成分式问题并解耦信号和噪声功率;然后,分别利用拉格朗日乘子法和连续凸逼近交替优化主被动波束形成,从而将非凸最大化加权和速率问题分解成多个凸优化问题迭代求解;最后,获得主动波束形成的最优解和被动波束形成的次优解。 仿真结果表明,所提方法有效地解决了 RIS-NOMA 通信系统中的波束形成问题,并且用户能够获得理想的速率提升。
  
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• 基于多尺度特征Transformer的细粒度图像分类方法
• 张天魁 蔡昌利 骆晓亮 朱禹涛
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 70-75.
• 摘要 ( 402 )     PDF ( 489 ) 　　
• 针对细粒度图像分类任务的长尾分布问题,提出了一种基于多尺度特征 Transformer 的细粒度图像分类方法,实现了底层与深层特征的保护并优化了长尾分布。 首先,设计了混合数据采样方法,获取用于优化表征学习、长尾分布和细粒度特征的三元组数据;然后,设计了 Transformer 多尺度特征优化方法,分别通过底层特征对比学习方法与深层特征平衡学习方法优化特征学习过程,改善类别混淆和细粒度特征的提取,在保护头部类别特征学习的同时增加对尾部类别的关注。 仿真结果表明,所提方法可以有效地改善细粒度图像分类任务中长尾分布带来的影响,优化特征分布,提高分类准确率。
  
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• 一种优化错误模式集的极化码 SCL-Flip 译码算法
• 袁建国 余林峰 游薇 庞宇
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 76-82.
• 摘要 ( 125 )     PDF ( 225 ) 　　
• 针对极化码的错误模式集过大无法统计、位于尾部的循环冗余校验码极易出错以及串行抵消列表翻转(SCL-Flip)译码算法的修正临界集排序较差的问题,提出了一种优化错误模式集的极化码 SCL-Flip 译码算法。 该算法通过缩减循环冗余校验码的校验位数缩减错误模式集,并将循环冗余校验码放置在序列头部可靠性最高的位置,不仅减少了错误,且优化了极化码的距离谱。 译码失败时首先根据行权重对修正临界集重排序,然后根据循环冗余校验码的错误模式查找错误模式集得到首错的位置并放置在修正临界集的头部,这样既可提高翻转准确性,又能降低额外的翻转次数。 仿真表明,所提算法有较大的性能增益,且翻转次数明显降低。
  
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• 融合重构和对比的多维时间序列表示学习模型
• 霍纬纲 孟璐 郭润夏
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 83-90.
• 摘要 ( 214 )     PDF ( 414 ) 　　
• 已有的多维时间序列(MTS)自监督表示学习模型无法同时捕获单个样本的时空耦合特征和样本间的不变性判别特征。 为此设计了一种融合重构和对比的 MTS 表示学习模型( MTS-RC),该模型首先通过二进制噪声掩码方式对 MTS 样本进行数据增强,然后采用膨胀卷积和Transformer 编码器分别提取 MTS 及其增强样本的局部上下文特征和局部上下文之间的长时依赖特征,最后由重构增强样本的掩码值捕获单个 MTS 样本的时空耦合特征,通过对比学习捕获 MTS 样本间的不变性判别特征。 在多个 MTS 公开数据集上的分类实验结果表明,由 MTS-RC 所得表示向量训练的分类器准确率优于典型基线模型。 消融实验结果也表明,所提模型中重构模块与对比模块相融合的设计能提高 MTS 表示向量的质量。
  
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研究报告

• 基于门控特征融合的中文错别字纠正模型
• 周雨昊 孙哲 吴晓非 禹可
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 91-96,122.
• 摘要 ( 188 )     PDF ( 315 ) 　　
• 针对在中文错别字纠正中,平等地融合汉字的语义、读音和字形信息进行建模的方法会由于错误的读音或字形信息而影响模型性能的问题,提出了一种基于门控特征融合的中文错别字纠正模型,利用自适应门控来选择性地融合语义、读音和字形信息,提升模型性能并加强模型的可解释性。 此外,使用改进的四角号码编码汉字的字形信息,有效地提取了汉字的字形特征,并且基于此扩展了模型预训练时的字形相似混淆集。 使用了基于混淆集替换的预训练掩码策略,使模型能有效学习文本错误知识。 在公开数据集 SIGHAN13、SIGHAN14 和SIGHAN15 上,所提模型分别取得了 78.7% 、67.8% 和 77.7% 的纠错 F1 分数,相比于最优基线模型分别提升了1.5% 、1.5% 和 1.0% 。
  
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• 基于层次门控交互融合网络的谣言检测方法
• 苏兴 禹可 吴晓非
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 97-102.
• 摘要 ( 180 )     PDF ( 252 ) 　　
• 针对现有谣言检测方法对多特征做处理时因特征间差异导致特征冲突的问题,提出了一种基于层次门控交互融合网络的谣言检测方法。 首先,利用一阶门控对原贴和评论的语义特征和情感特征做特征增强,然后,利用二阶门控对增强特征做跨语义特征融合,以解决特征融合时由于不同特征之间的差异引入噪声的问题。 在公开的Weibo 数据集和自建的 Weibo22 数据集上,所提方法的检测正确率分别为 96.71% 和 97.36% 。 与检测性能最好的基线方法相比,检测正确率分别提高了 0.84% 和 1.31% ,训练时间分别减少了 53% 和 46% 。
  
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• 面向网络切片的无证书切换认证与密钥协商协议
• 吴玄 姬伟峰 翁江 李映岐 申秀雨
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 103-108.
• 摘要 ( 144 )     PDF ( 550 ) 　　
• 为解决网络切片片间切换协议匿名性较差、认证过程复杂和通用性较低等问题，提出了一种基于无证书的高效通用安全切换认证与密钥协商协议。 基于无证书机制的密钥协商协议能够解决传统公钥基础设施的证书存储与密钥管理等问题，在保证安全性前提下，能够有效地提高切换认证效率。 所提协议通过引入用户伪身份和切片身份标识符实现对用户和网络切片的隐私保护；针对不同服务类型的网络切片，在用户与切片服务提供商之间引入边缘控制器辅助片间切换过程，确保合法用户在切换过程中实现快速通用的身份认证。 仿真实验表明，所提协议在提高片间切换认证效率的同时实现了安全、通用的切换过程。
  
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• 高时频效率通用滤波器组频分复用调制技术
• 辛雨 许优 张怀瑾 暴桐 孔德进
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 109-115.
• 摘要 ( 124 )     PDF ( 240 ) 　　
• 针对未来无线通信系统面临的频谱资源紧张问题,为提高通信系统频谱效率和时频资源利用率,提出了基于通用滤波器组频分复用的高时频效率调制技术。 该技术通过灵活配置符号间隔与波形函数,无需循环前缀就能对抗符号间干扰和载波间干扰。 针对不同的符号间隔设计了 3 种时隙传输结构,并分析了 3 种情况下引入的干扰问题。 针对自干扰问题,进一步提出了基于帧的块迭代检测算法,通过不断补偿畸变信号极大地减小了干扰。 仿真实验结果表明,所提方法在保障误码率性能的同时,提升了频谱效率和时频效率,且异步性能优越。
  
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• 一种基于分类代价的软件缺陷评估方法
• 谢丽霞 刘思雨 杨宏宇 张良
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 116-122.
• 摘要 ( 126 )     PDF ( 168 ) 　　
• 针对现有软件缺陷评估方法无法根据分类结果生成处理优先级，且基于样本的类不平衡方法易造成重要数据丢失等问题，提出一种基于分类代价的软件缺陷评估方法。 首先，通过样本噪声处理、样本分布归一化、样本平衡重构和特征降维 4 个过程处理多源样本，得到预处理样本。 然后，计算预处理样本在多分类器上的评价指标和指标权重，根据评价指标和指标权重计算分类代价并构建一个异质加权投票模型。 最后，使用异质加权投票模型计算缺陷概率值并评估样本的缺陷程度。 实验结果表明，所提方法得到的缺陷概率值和缺陷等级与真实样本符合度较高，能够准确反映代码模块的缺陷等级。
  
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• 融合句法依存与 BERT-Att-BiLSTM 的属性分类
• 包乾辉 文娟 石淑珍 董萌萍 刘雪
• 北京邮电大学学报. 2023, 46(4): 123-128.
• 摘要 ( 176 )     PDF ( 310 ) 　　
• 针对细粒度情感分析属性分类准确率低的问题，提出了一种融合句法依存关系和基于转换器的双向编码器-注意力机制-双向长短期记忆网络(BERT鄄Att鄄BiLSTM)的属性分类模型。 该模型首先构建基于句法依存关系的目标信息提取层，进行属性-观点对提取；其次，在词嵌入层，使用 BERT 模块实现结合上下文动态特征的词向量预训练；然后，特征提取层，融入 Att 的 BiLSTM 模块进行特征空间降维处理；最后，在分类层，通过激活函数输出属性-观点对的属性类别。 实验结果表明，所提模型的精准度、召回率和 F1 值分别为 85.25% 、72.38% 和 77.06%，均优于其他模型，证明了所提模型的有效性。
  
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