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本刊主要刊登信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术、网络空间安全、人工智能、机械工程、电气工程、控制科学与工程、仪器科学与技术、光学工程、材料科学与工程、空间科学与技术、生物医学工程、应用数学(应用于电子科学方面)、密码学、无线电物理以及有关交叉学科等领域的有创见有参考价值的学术论文。
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2023年 第50卷 第1期 刊出日期:2023-02-20
上一期   
  • 空天地一体化融合组网的挑战与关键技术
    崔新雨,伍杰,周一青,刘玲,潘振岗
    2023, 50(1):  1-11.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.001
    摘要 ( 14 )   HTML ( 1 )   PDF (4215KB) ( 3 )   收藏
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    面向全域一致通信体验的需求,协同天基、空基、地基网络,能够消除通信盲区、加强广域互联的空天地一体化融合组网是未来通信重要的发展方向之一。然而,现阶段的空天地一体化融合组网只在一些特殊场景中取得了初步的应用,距离消除通信盲区、广域万物智联的愿景仍然存在诸多挑战。首先,文中概述了未来的空天地一体化融合组网架构;然后,分别从硬件、协议、节点部署和服务保障的角度分析了融合组网过程中面临的四大挑战,包括基于专用硬件的网元节点带来的融合组网功能升级困难、现有卫星通信协议标准性能低、三维广域空间带来的活动基站选址困难以及多样化业务难以进行差异化保障等问题。针对上述挑战,分别介绍了面向卫星的轻量级虚拟化技术、基于5G技术的卫星通信系统、水平与垂直面解耦的的活动基站选址和端到端的空天地一体化网络切片4个解决方案,为空天地一体化融合组网的发展提供参考。

    一种采用信号虚拟分解的多址接入方法
    李钊,胡娇娇
    2023, 50(1):  12-18.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.002
    摘要 ( 9 )   HTML ( 1 )   PDF (1629KB) ( 1 )   收藏
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    多用户通信系统中的共道干扰是制约无线通信系统性能改善的关键因素。现有的基于信号处理的多用户传输方法在调整信号以避免共道干扰的同时,也会损害以这些信号为载体的数据传输的性能。利用无线信号间的相互作用,提出一种基于信号虚拟分解的多址接入方法,通过引入一个调和发射机,并使该调和发射机发送一个调和信号,调和信号与公共接收机处的多用户信号相互作用,可以使公共接收机无干扰地恢复出相互正交的多路期望信号。所提方法不仅能够避免期望发射机因对其发射信号进行调整而导致的期望信号传输质量的降低,而且不存在因公共接收机抑制干扰导致的期望信号功率损失问题。仿真结果表明,相比于已有方法,当信噪比超过0分贝时,所提方法对多用户通信系统的频谱效率和功率归一化频谱效率的改善超过10%。

    利用高斯牛顿迭代的时频差无源定位算法
    汤建龙,解佳龙,薛成均
    2023, 50(1):  19-28.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.003
    摘要 ( 11 )   HTML ( 2 )   PDF (2883KB) ( 2 )   收藏
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    针对传统高斯牛顿迭代法在时差-频差定位中因迭代初始值不准而易出现的不收敛问题,提出一种基于约束加权最小二乘(CWLS)的高斯牛顿迭代定位算法。该算法首先将定位问题中关于目标位置、速度的时差-频差非线性定位方程转化为伪线性方程,分步估计目标位置、速度初始值;为实现初始值的精确估计,将目标位置与辅助变量等式约束关系松弛为二阶锥约束(SOCP)条件;引入随机鲁棒最小二乘(SRLS)构建新的线性关系,当新线性关系的最小二乘解不满足二阶锥约束条件时,使用半定规划(SDP)技术求解目标位置的估计解,通过获得的目标位置来对目标速度进行求解;获得目标参数估计初始值后,建立时差-频差定位系统下关于目标位置与速度的高斯牛顿迭代方程,利用高斯牛顿迭代对目标参数进行寻优求解,该迭代过程不需要引入辅助参数,可以直接得到目标参数。仿真实验表明,所提算法对近场目标与远场目标均有很好的定位效果,较已有经典两步加权算法,其鲁棒性好、定位精度高。同时,仿真结果表明了高斯牛顿迭代方程时对初始值优化的必要性。

    一种采用松弛正交预编码的多址接入方法
    刘成玉,张碧桂,李钊
    2023, 50(1):  29-35.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.004
    摘要 ( 12 )   HTML ( 2 )   PDF (2107KB) ( 1 )   收藏
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    在多址方法设计中,有效管理多个并发通信间的共道干扰是提升系统频谱效率的关键。现有干扰管理的思路是使多路信号在传输过程中相互正交,然而在多用户多输入多输出系统中,发射机和接收机的数量以及它们的天线配置严格制约了系统能够支持的正交并发通信的数量。针对这一问题,提出一种应用于多用户多输入多输出下行通信的基于松弛正交预编码的多址接入方法,通过引入一个正交幅度调节函数,在一个符号周期内对预编码的幅度进行调整,利用调节后的预编码进行信号处理和发送,可以将对多用户信号在空域上严格正交的要求放宽到相关意义上的正交;相应地,接收机采用相关运算对期望信号进行检测,可以利用幅度调节函数之间的正交性在判决时刻消除共道干扰的影响。仿真结果表明,所提方法可以在不增加频谱资源消耗的情况下,显著提高系统容纳的用户数量,改善系统的频谱效率。

    注意力机制的SAR图像车辆目标检测网络
    张强,杨欣朋,赵世祥,卫栋栋,韩臻
    2023, 50(1):  36-47.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.005
    摘要 ( 12 )   HTML ( 1 )   PDF (4278KB) ( 3 )   收藏
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    在SAR图像车辆目标检测过程中,车辆轮廓定位不仅能够提供车辆位置信息,而且还能够为车辆状态分析提供依据,是SAR图像理解的关键步骤。但SAR图像中乘性斑点噪声会对轮廓定位造成干扰,增加车辆目标检测的难度。针对这一问题,提出了一种注意力机制的SAR图像像素级车辆目标检测网络。该网络由目标筛选、目标定位和轮廓细化三个模块构成。目标筛选在一个轻量级的特征提取网络中采用通道注意力和自注意力机制,在抑制噪声影响的同时对包含目标图像进行快速筛选,并提供稳定的定位热力图;目标定位利用掩码交叉注意力机制根据定位热力图优化粗尺度特征细化目标定位,并融入细尺度信息改善目标轮廓细节;轮廓细化通过轮廓点筛选消除上采样及噪声带来的轮廓不确定点获取准确的轮廓像素点置信度。对MSTAR数据集进行车辆像素级标注,建立SAR图像车辆数据集及大场景图像数据集用于网络测试。实验结果表明,该网络具有良好的像素级检测性能,可实现大场景SAR图像中车辆目标的快速精确检测。

    采用渐进式网络的弱监督显著性目标检测算法
    刘晓雯,郭继昌,郑司达
    2023, 50(1):  48-57.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.006
    摘要 ( 11 )   HTML ( 1 )   PDF (4648KB) ( 0 )   收藏
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    弱监督显著性目标检测中常存在目标错检、区域检测不全和目标边界不清晰等问题。针对上述问题,提出了一种基于渐进式网络的弱监督显著性目标检测算法,将显著性目标检测分为目标定位、显著性区域完善和目标边界细化3个子任务分阶段完成。首先,将输入图像采样为3个不同尺度的图像,分别输入渐进式网络的3个阶段进行学习;其次,在目标定位阶段设计了嵌套位移多层感知机,平衡网络的全局信息与局部信息的提取能力,以更好地定位显著性目标;最后,根据显著性图的结构不受尺度变化影响的特点,设计了异尺度自监督模块和目标一致性损失函数来构建自监督机制,使网络能够输出区域完整、边界清晰的显著性图。在5个数据集上测试所提算法,其客观指标与主观评价都优于最近的弱监督算法,且在F值指标上可以达到相关全监督算法89%的性能。实验结果表明,所提算法能生成显著性区域更完整、显著性目标边界更锐利的显著性图,且具有良好的鲁棒性。

    考虑APD的部分相干光OFDM-UWOC系统性能
    宋亚童,李爽,李刚刚,顾士忠,王平,郭立新
    2023, 50(1):  58-65.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.007
    摘要 ( 10 )   HTML ( 1 )   PDF (927KB) ( 0 )   收藏
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    对于实际的水下无线光通信系统,系统误码性能主要受到海洋湍流和接收机噪声的制约。考虑散粒噪声和热噪声的影响,对弱海洋湍流环境下基于雪崩光电二极管的部分相干光辅助OFDM-UWOC系统的误码性能进行了分析。研究中利用波束扩展函数建立了吸收、散射、未对准和海洋湍流共同影响下的聚合信道衰落模型,进而分别导出不同噪声限制下的系统平均误码率理论表达式。受散粒噪声限制时,研究了接收机噪声温度、平均接收光强及雪崩光电二极管雪崩增益值的大小对系统可靠性的影响;受热噪声限制时,给出了部分相干光特征参数和海洋湍流特性参数对该系统可靠性的影响。结果表明,对于雪崩光电二极管而言,接收机温度和平均接收光强大小都会在一定程度上影响系统误码性能。因此,通过选择合适的雪崩光电二极管雪崩增益值,能够在一定程度上提升该OFDM-UWOC系统的误码性能。此外,部分相干光和海洋湍流的变化会对系统的误码性能产生影响。

    DF-UAV中继广播通信系统航迹优化方法
    李冬霞,宋思雨,刘海涛
    2023, 50(1):  66-75.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.008
    摘要 ( 11 )   HTML ( 1 )   PDF (1334KB) ( 1 )   收藏
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    无人机中继通信系统可以为用户提供高质量服务和多种业务辅助,而无人机航迹优化是无人机中继通信系统面临的关键技术问题之一。针对译码转发协议下的无人机中继广播通信系统,研究其航迹优化方法以提高系统链路传输性能。首先,建立了无人机中继通信系统模型,分析给出单用户链路中断概率和系统平均中断概率计算公式,在此基础上提出基于最大用户中断概率最小化准则的中继无人机航迹优化方法,并理论推导出系统的遍历容量精确数学表达式;接着通过计算机仿真分析验证了服务区域半径、最大转弯角、路径损耗因子、发射功率等系统特征参数对中继无人机最优航迹、系统中断性能和系统容量性能的影响,同时对比了相同的优化准则下两种中继转发协议的系统中断性能和容量性能。仿真实验表明,与放大转发协议相比,译码转发协议下的中断性能和容量性能均有明显提升,从而验证了所提航迹优化准则的有效性。

    LSTM循环神经网络的高速铁路越区切换算法
    陈永,牛凯玉,康婕
    2023, 50(1):  76-84.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.009
    摘要 ( 9 )   HTML ( 0 )   PDF (2790KB) ( 0 )   收藏
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    在高速铁路列车运行过程中,为了保持不中断通信,列车需要不断地与基站进行越区切换。越区切换作为LTE-R通信的关键技术,对于保障行车安全至关重要。针对下一代高速铁路无线通信LTE-R系统越区切换算法,因迟滞门限参数固定而导致切换成功率低等问题,提出了一种基于长短期记忆循环神经网络的高速铁路越区切换算法。首先,利用长短期记忆神经网络的记忆特性以及高速铁路越区切换重叠区信号时空相关性的特点,构建了基于长短期记忆循环神经网络的越区切换迟滞门限参数动态预测深度学习网络;其次,通过提出的长短期记忆深度学习模型,对越区切换迟滞参数进行线下训练和线上预测来获取未来时刻的切换门限值,实现了对越区切换迟滞参数的自适应预测,克服了迟滞门限参数固定的缺点;最后,通过仿真实验的结果表明,所提基于长短期记忆循环神经网络的高速铁路越区切换算法较其他比较方法能够有效地提高越区切换的成功率,并降低乒乓切换率的影响。

    一种消除直流失调的自动频率校准低通滤波器
    杨浩涵,乔树山
    2023, 50(1):  85-92.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.010
    摘要 ( 6 )   HTML ( 0 )   PDF (2013KB) ( 0 )   收藏
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    为了改善直接变频发射机中由于模拟基带信号直流失调引起的本振泄露问题,以及低通滤波器截止频率因工艺偏差、温度变化和芯片老化而漂移的问题,提出了一种具有直流失调消除功能的自动频率校准低通滤波器设计与实现方法。该滤波器在串行外设接口控制模式下,通过可调电容阵列,可以将截止频率区间配置为324~648 kHz;在自适应调谐模式下,提出了一种基于锁存比较器的数模混合校准结构,通过校准芯片的RC时间常数,在不同环境温度条件下得到的截止频率为373.8~393.3 kHz,相对于标称值383 kHz的调谐精度约为-2.4%~2.7%。采用0.18 μm CMOS工艺芯片进行流片生产验证,调谐电路面积为0.045 mm2,仅占主滤波器面积的约2.2%。在1.8 V电源电压下,整个滤波器的功耗约为6.08 mW,输入参考噪声约为38.49 nV/(Hz)1/2

    PMSM无位置传感器控制的系统延迟补偿方法
    李文真,刘景林
    2023, 50(1):  93-101.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.011
    摘要 ( 4 )   HTML ( 1 )   PDF (3706KB) ( 0 )   收藏
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    提出了一种基于系统延迟补偿的永磁同步电机位置观测方法,以避免在高速下滑模位置观测器精度受永磁同步电机驱动系统中的模拟延迟和数字延迟影响而产生位置估计误差。首先,建立了用于位置估计的典型滑模观测器,并分析了滑模运动的可达性。其次,研究了模拟电路对定子电流的影响,推导了采样电路中的有源滤波、无源滤波及偏置电路的传递函数,计算了采样电路对定子电流造成的总延迟相位。再次,分析了滑模观测器的数字实现过程造成的电流相位延迟。又再次,提出了基于直接信号补偿的方法,补偿了以上因素造成的电流相位误差。所提延迟补偿方法不仅提高了位置估计精度,还改善了闭环控制的电流调节性能。最后,在8 000 r/min电机驱动平台上进行了实验,结果表明所提系统延迟补偿方法提高了位置估计精度。

    一种砷化镓工艺的双向真时延芯片设计
    郝东宁,张为
    2023, 50(1):  102-108.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.012
    摘要 ( 3 )   HTML ( 0 )   PDF (3451KB) ( 0 )   收藏
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    采用0.25 μm GaAs pHEMT E/D工艺实现了X/ Ku波段的双向真时延芯片的设计。通过在新型长号型延时结构中增加双向选择开关,实现了低插入损耗波动的双向数控可调真时延电路。其延时单元采用四阶和二阶电感耦合全通滤波器实现,单位面积下具有较高的延时量,并通过双向有源开关选择延时路径来控制延时大小。延时芯片的工作带宽为6~18 GHz,可实现3位延时,最小延时步进为15 ps,最大延时范围为106 ps。仿真结果表明,其具有相对较低的插入损耗8.1 ~ 15 dB,且损耗随时延的波动小于±2 dB。芯片尺寸为1.91 mm2,群时延均方根误差小于10 ps,回波损耗大于15 dB,直流功耗为110 mW,输入1 dB压缩点大于7 dBm。

    对称PMC(SPMC)模型下节点可诊断性研究
    刘三阳,党拓,白艺光
    2023, 50(1):  109-117.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.013
    摘要 ( 3 )   HTML ( 1 )   PDF (919KB) ( 0 )   收藏
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    在图论和网络科学上,网络故障诊断是目前非常受欢迎的课题之一,影响着多处理器系统的可靠性与安全性。随着多处理器系统规模的急速增长,系统的全局故障诊断模式适用性降低,相应地,局部故障诊断得益于对网络拓扑结构的要求较低,可对网络分块处理,大幅提高了诊断效率,具有更强的适用性,成为了新的研究方向。针对最新的对称PMC(SPMC)模型,研究了网络节点可诊断(局部诊断)的相关性质,提出了新的拓扑结构(拓展树结构),得到了在SPMC模型下网络节点可诊断的条件以及节点可诊断与系统可诊断的关系,并给出了扩展树结构上各节点是否故障的判定定理及详细证明。根据该定理,提出了扩展树结构网络的悲观故障诊断算法ST2_B-FDA,并应用到超立方体网络中进行仿真实验,验证算法的有效性。该算法时间复杂度仅O(NlogN),远低于一些传统故障诊断算法的时间复杂度,可有效降低诊断成本,大幅度提升诊断效率。此外,所提出算法原理简单,便于实现及应用,也可作为大规模规则网络系统的诊断方法之一。

    一种用于自动驾驶场景的轻量级语义分割网络
    刘博翀,蔡怀宇,杨诗远,李灏天,汪毅,陈晓冬
    2023, 50(1):  118-128.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.014
    摘要 ( 6 )   HTML ( 1 )   PDF (2850KB) ( 1 )   收藏
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    在自动驾驶场景下,针对语义分割模型在车载硬件设备中部署时内存受限且算力不足的问题,需要设计一种较好权衡效率和精度的语义分割模型。采用单分支网络结构,设计了一个轻量级多尺度双向注意力网络。为了实现高效的特征提取,设计了一种轻量级卷积单元来构成网络的特征提取骨干。为了较好地定位和分割道路场景中尺度差异较大的物体,提出了一种多尺度双向注意力模块。它具有全局多尺度感受野,并且在沿一个方向编码通道注意力的同时保留了另一个方向的空间位置信息。基于该注意力模块,设计了跳跃注意力连接模块和特征注意力融合模块,使得输出特征兼具细节信息和语义信息。模型在Cityscapes数据集上以0.9M的参数量,取得了71.86%的平均交并比,同时在单个RTX2080Ti GPU下实现了88FPS的推理速度。实验结果表明,该模型能够实现较高的分割精度,适用于车载硬件下的部署和应用,具有一定的实用价值。

    融合注意力引导的多尺度低照度图像增强方法
    张雅荔,李文元,李昌禄,丁少博
    2023, 50(1):  129-136.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.015
    摘要 ( 5 )   HTML ( 1 )   PDF (3421KB) ( 0 )   收藏
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    弱光环境导致图像采集设备拍摄的照片呈现出对比度低、亮度较暗、目标物难以分辨等特点。为了改善图像质量,提出了一种融合注意力引导的多尺度低照度图像增强方法。首先,构建密集残差网络作为多尺度特征提取器,用于提取低照度图像中不同尺度的特征图;其次,利用改进的RefineNet对提取出的不同尺度的特征图进行融合,以便充分利用图像中的特征信息;同时,在网络中引入注意力机制,基于边缘检测结果生成注意力图,并与损失函数相结合来引导网络进行训练,在不增加网络推理负担的同时,增强隐藏在黑暗中的细节信息;最后,实验分别选用合成图像和SID(See-in-the-Dark)数据集进行训练与测试。相较于对比算法,峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)分别平均提高了约0.79 dB和0.119。结果表明,所提方法能有效提高亮度和对比度,恢复图像边缘细节,主观视觉效果得到提升。

    面向目标情感分析的双重图注意力网络模型
    崔少国,陈思奇,杜兴
    2023, 50(1):  137-148.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.016
    摘要 ( 3 )   HTML ( 0 )   PDF (3003KB) ( 0 )   收藏
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    目标情感分析旨在分析评论文本中不同目标所对应的情感倾向。当前,基于图神经网络的方法使用依存句法树来融入依存句法关系,一方面,此类方法大多忽略了依存关系缺乏区分度的事实;另一方面,未考虑依存句法树提供的依存关系存在目标与情感词关系缺失的问题。为此,提出双重图注意力网络模型。该模型首先使用双向长短期记忆网络得到具有语义信息的词节点表示,然后根据依存句法树在词节点表示上构建句法图注意力网络,实现依存句法关系重要程度的区分,更有效地建立目标与情感词之间的关系,进而得到更准确的目标情感特征表示;同时根据句子的无向完全图构建全局图注意力网络来挖掘目标与情感词缺失的关系,进一步提升模型的性能。实验结果表明,与现有模型对比,双重图注意力网络模型在不同数据集上的准确率与宏平均F1值均取得了更好结果。

    一种非侵入式低功耗高精度的用电器识别算法
    吴拨云,顾文杰,何先灯
    2023, 50(1):  149-157.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.017
    摘要 ( 3 )   HTML ( 0 )   PDF (1179KB) ( 0 )   收藏
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    非侵入式用电器识别是实现泛在电力物联网客户侧智能感知的关键技术。针对现有非侵入式用电器识别系统计算复杂度过高,不利于产业化的问题,提出了一种基于长短期记忆网络的低成本、低功耗、高精度且可应用于嵌入式微控制器的非侵入式用电器识别算法和系统。首先,对总线上的电流进行同步采集;其次,利用所提出的多参数的检测方法判断出用电器的投切事件;再次,利用长短期记忆网络,对投切时间点前后变化的数据进行识别,得到投切事件的用电器种类;最后,结合累积和判断出当前的用电器的种类和数量。仿真和实测结果表明,只需要针对单个用电器进行少量数据的训练,即可在嵌入式微控制器系统中对组合用电器实现高达99.6%的平均识别准确度,且系统功耗小于1.5 W。这种算法可进一步应用于统计各个用电器的投切时间点、使用时长和功耗总和等工作情况,为智能电网提供精细化的用户用电信息,并为电网能源管理和优化提供重要参考。

    空间自适应方向全变分地震数据去噪模型
    张丽丽,乔增强,王德华
    2023, 50(1):  158-167.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.018
    摘要 ( 4 )   HTML ( 1 )   PDF (6903KB) ( 0 )   收藏
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    随着我国油气勘探工作的不断推进,地震勘探面临着重大挑战。受到复杂的勘探环境、采集方式、检波器灵敏度等因素的影响,野外采集的地震数据中往往混杂着大量随机噪声,导致后续地震数据处理的保真度、信噪比和分辨率降低,并且最终影响地质解释的精确性、可靠性。 为了突破传统地震数据处理问题的局限性,提出了一种用于地震数据随机噪声压制的空间自适应方向全变分正则化模型。首先,针对地震反射同相轴具有空间变化的方向性和倾角计算抗噪性差的问题,提出了基于梯度结构张量的空变倾角逐点估计公式来获取同相轴的方向信息;然后,建立空间自适应方向全变分地震数据去噪模型,并采用优化最小化算法求解模型;最后,讨论了该模型的参数选取方法,将合成地震数据和实际地震数据的去噪结果与同类方法进行比较。实验结果表明,所提出的模型不但能较好地提高地震剖面的垂直分辨率和同相轴的横向连续性,而且在提高信噪比的同时能够保留更多的地质特征信息。

    一种用于交通预测的注意力时空图神经网络
    甘萍,农丽萍,张文辉,林基明,王俊义
    2023, 50(1):  168-176.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.019
    摘要 ( 4 )   HTML ( 0 )   PDF (1229KB) ( 0 )   收藏
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    城市化的发展使得交通预测在交通规划和城市管理等应用中发挥着重要作用。然而在交通预测任务中,捕获交通数据的高度非线性和复杂的时空依赖关系仍具有很大的挑战性。为了更好地捕获交通数据的时间依赖性和全局空间相关性以及同时满足长期和短期的预测任务,设计了一种用于交通预测的注意力时空图神经网络。首先通过引入注意力机制来调整邻近道路与非邻近道路的重要性,整合全局空间信息;然后再通过图卷积网络和带有扩展因果卷积的门控线性单元来共同捕获时空相关性。在两个真实数据集PeMSD7(M)和PEMS-BAY上的实验结果表明,该网络模型可以较大地提高短期和长期的交通预测精度。

    采用云和PUF的轻量级RFID双标签认证协议
    艾璐琳,常正泰,范文兵,孔德涵
    2023, 50(1):  177-191.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.020
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    针对医药系统中药品和说明书同时认证的应用需求,提出一种快速双标签身份认证方案。该方案引入云服务器和物理不可克隆函数,确保了射频识别系统的可扩展性和标签的不可克隆性。针对传统射频识别系统逐一认证双标签效率较低的问题,提出一种双标签响应合并流程;针对物理不可克隆函数引发的系统错误认证问题,计算了物理不可克隆函数响应的最佳认证阈值,以降低系统的认证错误率;针对云服务器的不可信问题,提出3种超轻量级位流函数以实现两种加密机制,从而保护前向信道免受云服务器隐私泄露的威胁。安全分析表明,快速双标签身份认证协议可满足标签匿名性和不可追踪性,并能有效地抵抗克隆攻击、去同步化攻击、重放攻击等恶意攻击。此外,使用BAN逻辑分析和AVISPA工具,进一步验证了协议的安全性。与近期的认证协议相比,快速双标签身份认证协议的服务器搜索耗时最短,在满足各项安全属性的同时,以近似单标签的资源开销实现了对双标签的快速认证,适用于资源受限的大规模双标签认证场景。

期刊基本信息
  • 主管:中华人民共和国教育部
    主办:西安电子科技大学
    主任:郝 跃
    主编:廖桂生
    编辑出版:西安电子科技大学学报编辑部
    ISSN 1001-2400
    CN 61-1076/TN
    国外代号:BM4116
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