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    1. 面向多用户NOMA-IRS系统的公平性优化
    韩永康, 陈健, 周雨晨, 杨龙
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 1-10.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.001
    摘要606)   HTML1369)    PDF(pc) (1198KB)(920)    收藏

    多用户非正交多址接入-智能反射面系统,可通过多天线发射机与智能反射面间“发射-反射”联合波束成形,改善系统的用户接入能力。针对多用户非正交多址接入-智能反射面系统用户公平性问题,尝试在射频链路受限的实际场景中,最大限度提升用户最小接收信干噪比,从而无差别地保证各用户的通信质量。为此,根据射频链路数对用户进行分簇,构建了最大-最小接收信干噪比分式规划问题,此问题的发射波束矢量与反射阵元矩阵在接收信干噪比处高度耦合。因此,提出了一种基于半定松弛与算术几何平均算法,通过在每次迭代中交替优化发射波束矢量与反射阵元矩阵,实现各簇中最小信道容量的最大化。并进一步采用二分搜索算法求解簇内功率分配问题,以提升用户最小接收信干噪比。仿真结果表明,相对于迫零方案,提出方案能够以较低的计算复杂度提升用户最小接收信干噪比,从而改善各用户通信质量;且区别于最大比传输方案,提出方案中用户最小接收信干噪比不会随基站发射功率增加而呈现饱和现象,从而实现各用户通信质量的稳定增长。

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    2. 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
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (1): 1-11.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.001
    摘要1652)   HTML637)    PDF(pc) (4215KB)(625)    收藏

    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。

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    3. 欠采样跳频通信信号深度学习重构方法
    齐佩汉,李冰,谢爱平,高向兰
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (4): 1-7.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.04.001
    摘要800)   HTML259)    PDF(pc) (1114KB)(561)    收藏

    压缩频谱感知可以远低于奈奎斯特采样的速率来获取宽带跳频通信信号,但欠采样信号重构作为压缩频谱感知的关键组成环节,将更加直接地决定跳频通信接收性能。针对跳频通信信号压缩感知存在的欠采样重构精度低、计算复杂度高、迭代重构时间长等问题,提出欠采样跳频通信信号深度学习重构方法,将深度学习引入到宽带稀疏欠采样信号重构过程中,设计欠采样样本输入层网络适应结构,再利用变分自编码器构造生成式重构网络替代稀疏优化求解,实现免迭代欠采样跳频通信信号重构输出。仿真并分析了欠采样结构配置、网络模型设置以及信噪比等参数对信号重构性能的影响。仿真表明,相对于稀疏度自适应匹配追踪、正交匹配追踪等经典欠采样信号重构算法以及卷积神经网络欠采样信号重构方法,所提方法在重构误差和重构时间等方面均具有性能优势。该方法可准确、高效、实时地完成欠采样跳频通信信号重构,可成为解决宽带跳频通信信号接收和处理瓶颈的有效途径之一。

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    4. 面向智慧监控的视觉感知与理解专题序言
    高新波,王楠楠,梁荣华,郑伟诗,徐迈,卢策吾,宋一哲,韩军功
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 1-7.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.001
    摘要787)   HTML1185)    PDF(pc) (1125KB)(552)    收藏
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    5. 超密集网络中多基站博弈边缘卸载策略
    王汝言,吴和,崔亚平,吴大鹏,张鸿
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (4): 1-10.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.001
    摘要773)   HTML1380)    PDF(pc) (1919KB)(445)    收藏

    虽然移动边缘计算在无线接入网处能提供强大的计算能力,但传统的移动边缘计算网络存在覆盖密度小,中心节点负载量过大的问题。将超密集网络和移动边缘计算相结合,可以为上述问题提供可行的解决方案。设计了一种超密集网络下的分布式边缘计算架构。考虑到要最小化系统开销,提出一种多基站博弈卸载算法。该算法首先采用拉格朗日乘数法计算资源分配问题,然后利用用户与移动边缘计算服务器之间的互利最大化,使用匹配博弈理论得到优化卸载策略。仿真结果表明,与随机和贪婪卸载算法相比,提出的算法实现了系统开销的显著降低,平均开销节省可达28.66%。

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    6. 支持属性和代理重加密的区块链数据共享方案
    李雪莲,张夏川,高军涛,向登梅
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (1): 1-16.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.01.001
    摘要842)   HTML192)    PDF(pc) (2744KB)(429)    收藏

    医疗数据的高价值和敏感性导致电子医疗数据共享面临访问控制、数据安全、有效监管、隐私泄露等问题,而传统的属性加密可以解决数据共享过程中一对多的访问控制问题,但仍存在效率低下、访问策略失效、泄露敏感信息等挑战。针对以上问题,首先提出了一种隐藏访问策略的属性加密与代理重加密相结合的方案,在防止访问策略泄露隐私的同时,实现了数据的高效动态共享;其次,针对集中式单点故障问题,数据共享过程中缺少监管、区块链存储负载过重的问题,将方案与区块链、智能合约和星际文件系统融合,实现了原始数据密文链下分布式存储与关键信息密文链上共享的低开销模式,建立了支持灵活数据监管,适用于去中心化的医疗数据共享场景的架构;最后,对所提方案进行了安全性证明和存储与计算成本、智能合约开销等性能分析。结果表明,该方案满足选择明文攻击下的安全性并能抵抗合谋攻击。在共享过程中增加了隐私保护和有效监督等功能的同时,效率优于现有的数据共享方案。

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    7. 对数正态纹理海杂波背景非相干CFAR检测方法
    段亭宇, 水鹏朗, 封天
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 1-8.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.001
    摘要696)   HTML253)    PDF(pc) (1663KB)(413)    收藏

    在相参体系的雷达系统中,相比于相干积累检测方法,非相干积累检测方法具有快速检测的能力,能够满足雷达信号实时处理的需求,在实际应用中具有重大意义。然而,非相干积累检测方法对累积脉冲数、参考单元数、海杂波幅度分布模型的形状参数以及海杂波散斑协方差矩阵均是非恒虚警率的。为了实现对数正态纹理复合高斯海杂波背景下运动目标的快速检测,提出了一种累积前白化和非相干累积级联的检测方法,证明该方法对海杂波幅度分布的尺度参数以及散斑协方差矩阵均是恒虚警率的。此外,分析了功率累积和幅度累积方法对检测性能的影响。通过匹配于海杂波形状参数、累积脉冲数以及参考单元数的检测门限,可以确保所提出检测方法的恒虚警率特性,继而实现对海雷达在大场景下对目标的快速恒虚警率检测。实验结果表明,在检测性能上幅度累积优于功率累积,而且累积前白化总体上提高了运动目标的信杂比,同时对于位于主杂波区之外的高速运动目标也能带来明显的性能改善。

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    8. 目标回波特征辅助的海面多目标跟踪方法
    张逸宸,水鹏朗,廖沫
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (5): 1-10.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.20230201
    摘要459)   HTML99)    PDF(pc) (3631KB)(355)    收藏

    由于复杂的海洋环境和近海稠密的海面目标,海用雷达常面临高虚警率、高目标密度的“双高”跟踪场景。来源于海杂波和多个邻近目标的量测点在探测空间中密集出现,传统的跟踪方法仅利用单帧量测的位置信息不能很好区分量测的具体来源,导致跟踪性能严重下降。利用目标回波特征信息可以在不提高算法复杂度的情况下弥补上述缺陷,但目标回波特征的泛化能力较弱,需要针对不同的雷达体制、工作场景及探测需求,因地制宜地选择适合的目标回波特征。以探测大中小型船只为任务的高分辨对海警戒雷达为应用背景,采用检验统计量和目标径向速度量测作为目标回波特征,重构了跟踪方程使得目标回波特征的信息被充分应用于关联、滤波和航迹管理等跟踪的各个环节。此外,采用了一种“两级”跟踪流程,依据航迹质量划分确认航迹和候选航迹,串联跟踪目标并交互信息,有助于跟踪难以形成持续稳定检测的非机动海面小目标。实测和仿真数据实验结果表明,在海面复杂的多目标场景中,所提方法可以实现稳健的目标跟踪。

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    9. 一种低复杂度的低信噪比前导检测算法
    张阳,郑聒天,张建,庞立华,栾英姿
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (2): 1-10.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.02.001
    摘要409)   HTML230)    PDF(pc) (2112KB)(341)    收藏

    针对低信噪比情况下时域直接相关检测算法增加相关窗长度来提升检测性能与硬件可实现性之间的矛盾,提出了一种联合分段相关和选择分离多径接收检测算法。算法通过分段相关降低硬件实现复杂度,同时利用分离多径接收增加检测信号能量。MATLAB仿真结果表明,所提算法在信噪比为-17 dB时漏检概率和虚警概率都达到了10-4以下。同时,所提算法在引入选择分离多径接收算法后,增加了最佳判决门限的可选范围,从而降低了因为判决门限的选择不当对检测性能的影响。该算法在低信噪比环境下相较于直接相关检测和分段相关检测均有信噪比增益的提升。并且,所提算法所消耗的资源要远远小于现有算法,该算法虽然增加了复杂度,但是带来的增益是巨大的,所提算法可以在满足检测性能的同时,实现性能和代价的最优折中。最后,在单载波交织式频分多址系统中利用现场可编程门阵列实现了该算法,实现结果和MATLAB结果完全一致,表明该算法可应用于类似的低信噪比多用户通信系统中。

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    10. 协作干扰时频同步误差对安全通信性能影响
    肖尚辉,陈燕铭,王梓豫,郭文博,邵士海
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (3): 1-9.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.03.001
    摘要347)   HTML751)    PDF(pc) (1144KB)(332)    收藏

    安全通信的前提是在授权接收机对协作干扰信号进行精准重建和对消,但因硬件和传播环境的影响,且受实际工程精度的制约,始终存在时频同步误差。因此,针对物理层安全通信中协作干扰抑制收发非完美时频同步问题,在高斯窃听信道模型下推导了存在时频同步误差的残余干扰功率,从理论上分析时频同步误差对系统性能的影响,得到了授权用户干扰抑制比、解调误码率和安全通信保密容量3个性能评价指标的闭合表达式,进而分析时频同步误差对这3个指标的影响,并对理论性能进行了计算机仿真验证。仿真结果显示,时频同步误差对系统安全性能的影响并不单一。随着时延或频偏增大,系统对协作干扰信号的抑制程度降低,授权用户干扰抑制比、保密容量降低,解调误码率增加;而在一定范围内,时频同步误差不会影响这3个指标性能。当信噪比为10 dB,归一化时延小于0.06且归一化频偏小于10-5时,时延和频偏对系统安全通信的性能影响较小,保密容量损失小于16%。据此,分析时频同步误差对协作干扰安全指标产生的影响,可以为设计安全通信系统提供指导和理论支持。

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    11. 密码累加器研究进展及应用
    苗美霞,武盼汝,王贇玲
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (1): 78-91.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.01.008
    摘要1182)   HTML79)    PDF(pc) (1219KB)(330)    收藏

    密码累加器能够将集合中的所有元素进行累加,并高效地给出任意元素的(非) 成员证明,即该元素是否存在于集合中。密码累加器主要分为静态累加器、动态累加器以及通用累加器三种类型。静态累加器针对静态集合中元素的累加;动态累加器进一步允许从累加集合中动态地添加和删除元素;通用累加器能够同时支持成员证明和非成员证明(元素不在集合中)。针对上述不同类型的密码累加器,许多学者基于不同的密码工具给出了具体构造,可分为基于RSA的密码累加器、基于双线性映射的密码累加器和基于Merkle哈希树的密码累加器。密码累加器有广泛的应用场景,如群签名、环签名、匿名凭证、时间戳、外包数据验证等。近年来,密码累加器开始应用于区块链中用来解决存储开销大的问题。文中首先从密码累加器的构造方案和功能应用等方面对现有方案进行了分类、分析、总结,其次介绍了密码累加器的主要应用场景,最后指出了现有方案面临的一些问题,以及未来的发展趋势和研究方向。

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    12. 一种多尺度三维卷积的视频超分辨率方法
    詹克羽,孙岳,李颖
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 8-14.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.002
    摘要559)   HTML81)    PDF(pc) (2074KB)(328)    收藏

    视频超分辨率技术可由低分辨率视频获得高分辨率视频,有效提升视频的显示效果。与单幅图像超分辨率不同,如何利用相邻视频帧之间的信息在视频超分辨率中则显得十分重要。为改善视频超分辨率重建的性能,充分利用视频帧的时间-空间相关性,提出一种基于多尺度三维卷积的视频超分辨率模型。该模型输入连续的多帧视频图像,输出中间帧的超分辨率重建结果,包括多尺度特征提取、特征融合以及高分辨率重建3个模块。首先,使用多尺度的三维卷积进行初步特征提取;然后,使用三维卷积残差结构进行特征融合,并将特征图进行通道分离,在融合不同尺度的特征时,有效地减少了网络的参数量;最后,使用多个残差密集连接块和亚像素卷积进行高分辨率重建,并结合全局残差连接得到重建的高分辨率视频图像。Vid4数据集上3倍和4倍超分辨率放大的实验结果表明,与其他已有方法相比,该方法可有效提升峰值信噪比和结构相似性性能,取得较好的视觉效果。

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    13. SM4算法的FPGA优化实现方法
    何诗洋,李晖,李凤华
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (3): 155-162.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.03.020
    摘要979)   HTML107)    PDF(pc) (849KB)(298)    收藏

    数据加密是保证信息安全的重要手段之一。SM4算法具有安全性强、效率高和易于硬件实现等优势,被广泛应用于数据加密领域,而利用硬件特性高效/高速实现SM4算法成为当前研究的热点。针对SM4算法提出的4套硬件架构,并在XILINX KINTEX-7 FPGA上实现。循环型架构面向资源节约优化,消耗193个SLICE,吞吐量为1.27 Gb/s;流水线型架构基于LUT、BRAM、BRAM+REGISTER方法实现,根据不同应用场景,3种方案能够在查找表、寄存器和块内存等资源消耗方面进行权衡和优化,吞吐量最高可达42.10 Gb/s。

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    14. 面向LTE-V2X系统的双迭代信号检测算法
    廖勇,孙宁,王帅,陈颖
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (3): 1-8.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.03.001
    摘要480)   HTML608)    PDF(pc) (986KB)(294)    收藏

    针对传统信号检测算法无法有效应对子载波间干扰问题,提出了一种基于高斯赛德尔算法改进的迭代并行干扰消除信号检测算法。该算法首先利用自适应迭代的高斯塞德尔算法获取待检测信号的粗略估计;然后利用迭代并行干扰消除算法对初始解进行迭代优化,并在迭代过程中引入提前更新机制。仿真结果表明,在长期演进—车联万物通信系统中,该算法的检测性能超过了传统初始解的迭代并行干扰消除算法,逼近最优初始解算法性能。这种算法以较低的计算复杂度达到了较好的检测性能,为长期演进—车联万物系统信号检测算法的设计提供新思路

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    15. 加密流量中的恶意流量识别技术
    曾勇,吴正远,董丽华,刘志宏,马建峰,李赞
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (3): 170-187.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.03.022
    摘要1435)   HTML128)    PDF(pc) (3000KB)(290)    收藏

    网络流量的加密传输是互联网的发展趋势之一,而加密流量中的恶意流量识别是维护网络空间安全的重要手段。识别恶意流量需要将加密流量进行密/非密、应用程序以及加密算法的细粒度区分以提高识别效率,再将不同精细度区分后的流量经过预处理后转化为图像、矩阵和N-gram等形式导入机器学习训练模型中进行训练,实现良性/恶意流量的二分类以及多分类。基于机器学习的识别效果严重依赖于样本数量和质量,同时无法有效地应对整形和混淆后的流量,而基于密码学的恶意流量识别技术通过深度融合可搜索加密技术、流量审查机制和可证明安全模型,在加密流量上检索恶意关键词以避免样本数目不足和流量整形的问题,同时实现对数据和规则的隐私保护。对加密流量中的恶意流量识别所涉及到的上述技术进行了总结,指出存在的问题并展望未来发展的方向。

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    16. 基于谱压缩的大斜视TOPS BP图像自聚焦算法
    周生威, 李宁, 邢孟道
    西安电子科技大学学报    2024, 51 (1): 1-10.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.20230102
    摘要247)   HTML34)    PDF(pc) (4183KB)(274)    收藏

    在机动平台大斜视TOPS模式SAR成像时,通过使用地平面直角坐标系BP成像算法,能够在短时间内获取地距平面无畸变的宽幅SAR图像,但实际应用中如何对BP图像快速完成运动误差补偿与旁瓣抑制仍是一个难点。针对此问题,提出了一种改进的谱压缩方法,基于此能够快速实现机动平台大斜视TOPS模式地平面BP图像自聚焦等后续操作。首先,考虑到传统BP谱压缩方法仅适用于聚束成像模式,结合大斜视TOPS SAR虚拟旋转中心理论与波数谱分析,推导出了改进的精确谱压缩函数,能够通过全孔径压缩获得无模糊的地平面TOPS模式BP图像频谱。在此基础上,利用相位梯度自聚焦(PGA)能够快速完成全孔径运动误差估计与补偿。此外,基于提出的改进谱压缩方法得到的无模糊对齐BP图像频谱,可以在方位频域统一加窗实现图像旁瓣抑制。最后,通过仿真数据处理验证了所提算法的有效性。

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    17. 一种生成对抗网络的遥感图像去云方法
    王军军,孙岳,李颖
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 23-29.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.004
    摘要1114)   HTML58)    PDF(pc) (2237KB)(263)    收藏

    遥感图像在获取过程中会受到气候等因素的影响,导致得到的图像包含云层信息,在很大程度上影响了遥感图像的后续使用。基于深度学习的图像去云方法可以较好地移除云层,但已有方法存在训练时间长,去云效果不充分和颜色失真等问题。针对这些问题,提出了一种端到端生成,对抗网络模型对遥感图像去云,可以从含有云层的遥感图像中恢复出清晰的原始图像。首先,使用U-Net网络作为生成器的主要结构,并在编码模块和解码模块中间加入连续记忆残差模块来挖掘输入信息的深度特征;然后,使用卷积神经网络作为判别器来判别输入数据的真伪;最后,联合对抗性损失函数和L1损失函数,通过计算网络模型的输出与真实数据之间的差距,来衡量网络模型预测的优劣。实验结果表明,该方法在定量指标(峰值信噪比和结构相似性)和运行时间上均优于现有的去云方法,并且在参数量一致的条件下,计算量GFLOPs最低,具有更低的算法复杂度。此外,该方法得到的遥感图像细节信息更丰富,颜色几乎没有失真,具有更好的主观视觉效果。

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    18. 融合自注意力机制与CNN-BiGRU的事件检测
    王侃, 王孟洋, 刘鑫, 田国强, 李川, 刘伟
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 181-188.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.021
    摘要390)   HTML115)    PDF(pc) (1535KB)(248)    收藏

    基于卷积神经网络和循环神经网络的事件检测已得到广泛研究。然而卷积神经网络只能考虑卷积窗口内的局部信息,忽略了词语的上下文联系。循环神经网络存在梯度消失和短期记忆的问题,且其变体门控循环单元无法得到每个词语的特征。为此,提出一种基于自注意力机制与卷积双向门控循环单元模型的事件检测方法。该模型将词向量和位置向量作为输入,不仅能够通过卷积操作提取不同粒度的词汇级特征,通过双向门控循环单元提取句子级特征,而且通过自注意力机制考虑全局信息,关注对事件检测更重要的特征。将提取的词汇级特征和句子级特征拼接作为联合特征,通过softmax分类器进行候选词分类,从而完成事件检测任务。实验结果显示,在ACE2005英文语料上,事件检测中触发词识别和分类的F值分别达到78.9%和76.0%,优于基线事件检测方法的结果,且模型表现出更好的收敛性。实验结果表明,所提出的基于自注意力机制与卷积双向门控循环单元模型有良好文本特征提取能力,提升了事件检测的性能。

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    19. 融合上下文感知注意力的低光图像去雾网络
    王柯俨,成吉聪,黄诗芮,蔡坤伦,王威然,李云松
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 23-32.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.003
    摘要296)   HTML28)    PDF(pc) (2849KB)(247)    收藏

    现有的低光去雾算法因受图像光照强度低、光照不均匀等影响,其去雾后的图像存在细节丢失、色彩失真等现象。针对上述问题,提出一种融合上下文感知注意力的低光图像去雾网络(ACANet)。首先,在基准网络中引入层内上下文感知注意力模块,分别从通道维度和空间维度结合全局视角辨识和加权同一尺度下的重要特征,使网络突破局部视野的约束,更加高效地提取图像纹理信息;其次,引入层间上下文感知注意力模块,通过投影操作将高级特征映射到信号子空间,以实现不同层之间多尺度特征信息的高效融合,进一步提升对图像细节的重建;最后,引入CIEDE2000色偏损失函数,通过CIELAB色彩空间对图像色调进行约束,并与L2损失一起联合优化网络,使网络准确地学习图像色彩,以解决图像的严重色偏问题。实验结果表明,所提算法在多个数据集上的客观指标均优于现有去雾算法,其峰值信噪比指标较基准网络提高了8.8%,且主观去雾效果更彻底,恢复图像细节更丰富,色彩还原度更好,更接近于真实图像。

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    20. 车载毫米波雷达时域测高技术研究
    沈文皓,杨明磊,郭俊磊,胡晓宇,刘楠
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 9-17.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.002
    摘要565)   HTML212)    PDF(pc) (1581KB)(229)    收藏

    针对当前一般的车载雷达不具备目标高度测量能力,或是实现成本高昂的问题,提出了一种在毫米波段下使用单天线时域信息的单散射点目标高度测量方法。该方法利用了车载环境下地面反射后多径信号与直达信号干涉产生的多径效应,在汽车行进过程中获取不同距离时待测目标的回波功率,通过插值使采样点在距离倒数上均匀化,进而使用快速傅里叶变换提取出目标的高度信息。首先推导了车载环境下多径效应存在的条件,构建了毫米波段下通过地面的镜面反射而产生多径效应的几何模型,进而拓展到目标回波的数学模型;其次,详细分析了可能对目标高度测量产生影响的因素,如车载雷达的安装高度、采样间隔和距离等,并针对性地提出了多种优化和改进建议;最后,通过仿真以及模拟高度测量实验获得的实测数据结果显示,使用该方法对单散射点目标进行高度测量具有可行性。相较于现有方法,该方法实现车载环境单散射点目标高度测量有着结构简单,成本低廉的优势。

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    21. 基于交叉熵的1位DAC大规模MIMO预编码方案
    张航宇, 张锐, 廖方圆, 李勇朝
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (6): 1-8.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.06.001
    摘要315)   HTML592)    PDF(pc) (953KB)(219)    收藏

    大规模多进多出系统具有空间分辨率高、频谱效率大、覆盖范围广的优势,其采用1位数模转换器可以显著地减少系统的功耗,降低硬件的复杂度及部署的成本。然而1位数模转换器会引入量化噪声,导致线性预编码后的符号严重失真,系统误比特率极度下降,且随着信噪比增加而过早地达到饱和。针对该问题,与线性预编码不同,非线性预编码方案将量化的影响考虑在内,直接设计量化后的符号,可大幅度地提升系统的误比特率性能。在该系统下,考虑到1位数模转换器量化后的符号属于有限集合且集合元素少,从组合优化的角度对1位量化下非线性预编码问题重新建模,并提出基于交叉熵算法的非线性预编码求解方案。这种方案通过最小化交叉熵自适应地更新每次迭代预编码向量中各元素的概率分布,可快速地收敛得到预编码向量,同时该方案易扩展至采用多位数模转换器的系统。仿真结果表明,所提方案在高信噪比下误比特率性能优于现有基于凸优化的方案,对信道估计错误具有鲁棒性,且适用于多位数模转换器的系统。

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    22. 并行传输编码缓存问题研究
    林霄,罗松,刘楠
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 11-22.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.002
    摘要267)   HTML38)    PDF(pc) (936KB)(218)    收藏

    基于提高网络传输的效率并得到更好的低延迟效果的目的,缓存技术应运而生。不同于传统缓存技术,编码缓存技术通过巧妙创造多播机会,使得服务器的一次广播传输能够同时满足多个用户的不同需求,从而得到全局缓存增益。考虑一个并行传输的编码缓存网络,其中服务器可以向所有用户广播消息,同时,用户之间也可以互发信息。提出了一种非编码预存储的编码缓存方案,该方案可分为三个阶段:预缓存阶段、分配阶段和交付阶段,通过向服务器和用户网络预先分配不同的工作量来获得最佳的传输延迟。仿真结果表明,所提并行传输缓存交付方案相比于单独进行服务器多播传输或单独进行D2D网络节点之间的传输,具备更好的实现效果。同时,所提方案在考虑两种不同信道的传输能力差距后,得到了比忽略信道传输能力时更好的实现效果。最后,证明了在非编码预存储的情况下,所提出的并行传输缓存交付方案在服务器广播信道与D2D网络传输信道的信道容量相同且用户缓存资源充足时的最优性。

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    23. 一种自适应权重学习的轻量超分辨率重建网络
    张宇浩,程培涛,张书豪,王秀美
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 15-22.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.003
    摘要584)   HTML59)    PDF(pc) (2445KB)(214)    收藏

    近年来,基于深度卷积神经网络的单幅图像超分辨率重建方法取得了令人瞩目的成果。基于像素级注意力网络的图像超分辨率重建方法能够在极小的参数量下获得良好的重建性能,是目前最先进的轻量化超分辨率重建方法之一。但是,受到各模块参数量的限制,像素级注意力网络训练缓慢和收敛条件苛刻的问题变得日益突出。针对这些问题,提出了一种基于自适应权重学习的轻量化超分辨率重建网络。该网络使用多个自适应权重模块组成非线性映射网络,每个模块能够提取到不同层级的特征信息,在每个自适应权重模块中,利用注意力分支和无注意力分支分别获取相应信息,再通过自适应权重融合分支进行整合。使用特定的卷积层拆分和融合两条分支,大幅降低了注意力分支和无注意力分支的参数量,使网络在参数量与性能之间达到相对平衡。在标准数据集上的实验证明,所提出方法在降低模型参数量的同时,峰值信噪比和结构相似度两种客观质量评价指标均优于同类先进方法,该方法能够重建更准确的纹理细节,得到更好的视觉效果,证明了该方法的有效性。

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    24. 77GHz宽带低副瓣毫米波微带天线设计
    范文颖, 侯庆文, 陈先中
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 109-116.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.013
    摘要573)   HTML109)    PDF(pc) (1591KB)(212)    收藏

    针对微带天线带宽较窄的问题,提出一种适用于地下煤矿机器人环境感知的宽带低副瓣毫米波微带阵列天线。该毫米波天线阵列由主辐射单元层、寄生贴片层以及空气层构成。主辐射单元采取道尔夫-切比雪夫阵列综合方法以实现低副瓣特点,空气层和寄生单元通过降低等效介电常数及增加新的谐振点有效展宽天线带宽,T形功分器馈电网络设计实现良好的阻抗匹配。HFSS仿真结果表明,天线的-10 dB阻抗带宽为7 GHz,工作频率为76.6~83.6 GHz,E面最大副瓣电平为-15 dB,H面最大副瓣电平为-24 dB,最大增益为17 dBi,满足了毫米波雷达远近距离切换和复杂散射介质回波灵敏度的应用需求。与目前的77 GHz毫米波天线相比,此天线有效降低了副瓣电平,进一步拓展了工作带宽,提高了雷达的抗干扰能力以及分辨率。针对地下煤矿复杂的地磁环境特点,该天线所具有的强抗干扰能力和高分辨率等性能在地下巷道环境感知方面有很大的优势。

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    25. 一种使用区块链保护车联网数据隐私的方法
    杨颜博,张嘉伟,马建峰
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (3): 21-30.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.03.003
    摘要586)   HTML122)    PDF(pc) (1604KB)(211)    收藏

    随着物联网的快速发展和成熟,汽车工业领域的应用正经历着从早期的车辆Ad-Hoc网络到车联网的快速转变,数以万计的车辆及其搭载的各种车载设备都将通过车联网实现车辆或驾驶数据的共享和交互,而这些海量的数据的存储以及其中的大量用户隐私和数据安全问题带来巨大的挑战,尤其是访问控制、信任和密钥托管问题。针对该问题提出了一种基于区块链的具有隐私保护的车联网数据分布式共享方法。该方法将车联网大数据存储在公共分布式存储哈希表中,利用区块链实现数据的存储、访问和用户撤销中的信任问题。基于无证书密码体系实现区块链交易的签名和认证,而区块链则为车联网设备提供了公钥广播,从而克服了无证书密码系统的缺点。同时结合边缘计算设备,提出了一种高效的部分隐藏访问策略的数据细粒度访问控制方法,不仅能提供高效的数据访问机制,而且支持大量车辆的动态加入和撤销。

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    26. 智能嵌入式系统结构与软件关键技术专题序言
    王泉,杨天若,朱大开,邓庆绪,郭兵,陈铭松,董云卫,严义,江建慧,张凯龙,谢国琪,周俊龙
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (6): 1-7.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.06.001
    摘要290)   HTML435)    PDF(pc) (1706KB)(200)    收藏
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    27. 大规模MIMO系统中的改进CG迭代算法
    刘刚,娄增进,林勤华,郭漪
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (4): 8-15.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.04.002
    摘要474)   HTML106)    PDF(pc) (975KB)(193)    收藏

    大规模多入多出技术以其高的频谱效率和能量效率,成为未来移动系统的关键技术之一。但是,随着用户天线数目的增加,多入多出检测算法的计算复杂度会急剧增加,导致在实际系统中难以快速、有效地实现。针对大规模多入多出检测计算复杂度高、收敛速度慢等问题,提出了一种改进的共轭梯度迭代算法。首先将理查森迭代算法的初始矩阵作为牛顿迭代算法的初始矩阵进行迭代;随后将迭代结果作为共轭梯度迭代算法的迭代初始矩阵进一步迭代,在保持较低计算复杂度的同时,实现快速收敛;最后通过理论定量分析了算法的计算复杂度。通过仿真实验对比,分析了多种大规模多入多出检测算法在误码率性能和收敛速度方面的性能。结果表明,相比其他算法,所提算法具有更低的计算复杂度和更快的收敛速度。在调制方式为64QAM、天线规模为32×256或64×1 024时,仅需要3次迭代,检测性能即可接近最小均方误差算法。

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    28. 一种自适应模拟退火粒子群优化算法
    闫群民,马瑞卿,马永翔,王俊杰
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (4): 120-127.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.016
    摘要582)   HTML197)    PDF(pc) (1377KB)(190)    收藏

    为了提高粒子群算法的寻优速度和精度,避免陷入局部优解,提出一种自适应模拟退火粒子群优化算法。采用双曲正切函数来控制惯性权重系数,进行非线性自适应变化;利用线性变化策略控制社会学习因子和自我学习因子,达到改变不同阶段寻优重点的目的;引入模拟退火操作,根据种群的初始状态设置一个温度,根据米特罗波利斯准则和温度指导种群以一定的概率接受差解,保证了算法跳出局部最优解的能力。为验证这种算法的效果,选择7种典型测试函数与已有文献中提出的5种粒子优化算法进行对比实验,根据寻优结果的平均值、标准差以及迭代次数等数据,证明文中所提算法在迭代精度、收敛速度以及稳定性上都有很大的提升,有效地弥补了经典粒子群算法的缺陷。

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    29. 面向流量预测的时间相关图卷积网络构建方法
    张可涵,李红艳,刘文慧,王鹏
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (5): 11-20.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.20221103
    摘要233)   HTML27)    PDF(pc) (4522KB)(190)    收藏

    现有数据中心虚拟网络中流量预测方法难以表征链路之间相关性,导致数据中心网络流量预测精度难以提升。基于此,提出了一种时间相关图卷积神经网络(TC-GCN),使能数据中心网络链路流量的时间和空间相关性表征,提升了流量预测精度。首先,构建具有时间属性的图卷积神经网络邻接矩阵,解决虚拟网络链路间流量异步性导致的预测偏差问题,实现了链路相关性的精准表征;其次,设计基于长/短窗口图卷积神经网络加权的流量预测机制,利用有限长度长/短窗口适配流量序列的平滑段与波动段,有效避免了神经网络梯度消失问题,提升了虚拟网络的流量预测精度;最后,设计了一个误差加权单元对长短窗口图卷积神经网络的预测结果进行加权求和,该网络的输出即为链路流量的预测值。为保障结果的实用性,基于真实的数据中心网络数据对所提时间相关图卷积网络进行了仿真实验。实验结果表明,所提预测方法相比于传统的图卷积神经网络流量预测方法具有更高的预测精度。

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    30. 极化码在水下光通信系统中的应用研究
    邢莉娟,李卓,王庆港
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 33-41.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.004
    摘要249)   HTML23)    PDF(pc) (1004KB)(179)    收藏

    为了验证不同水质条件对水下光通信的影响,采用蒙特卡罗模拟算法模拟了水下光信道的离散冲激响应。在此基础上结合具有抗衰落优点的正交频分复用技术搭建了水下光通信系统,针对收发端已知信道状态信息前提下,采用16正交幅度调制方式,结合蒙特卡罗构造算法完成极化码的构造,译码端使用基于循环冗余校验辅助的串行抵消译码算法,设计并实现了基于正交频分复用技术的水下光通信系统中的极化码编译码方案。通过实验验证了不同水质条件下码长等参数对极化码性能的影响,证明了在高信噪比时,极化码相比同等码长的低密度奇偶校验码在不同水质下具有0.2 dB~0.6 dB左右的性能增益;随着水质环境越差,其渐进性能优势表现得越明显,且不会出现误码平层的问题。极化码的编码结构更加清晰简单,译码复杂度与低密度奇偶校验码相差不大,且在译码中不需要多次迭代。因此相比于其他编码方案,极化码具有较低的编译码复杂度,在水下光通信场景中具有很强的竞争力和应用潜力。

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    31. 融合注意力机制的多尺度显著性目标检测网络
    刘迪,郭继昌,汪昱东,张怡
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (4): 118-126.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.04.014
    摘要436)   HTML20)    PDF(pc) (2670KB)(177)    收藏

    目前大多数显著性目标检测方法会受到图像复杂背景的干扰并且会出现检测结果亮度不均匀、边缘模糊的现象。针对上述问题,提出一种融合注意力机制的多尺度显著性目标检测网络方法。首先,网络以编码器-解码器架构为基础,并采用在编解码过程中连接相邻层特征的多尺度特征融合方法,以便于捕捉到图像中不同尺度的显著性目标;其次,在网络中融合注意力机制,用以关注特征的空间信息和通道信息,目的是得到均匀完整且边缘更加清晰的显著性目标检测结果;最后,在编码器与解码器之间使用一种并行多分支结构即上下文特征提取模块实现不同感受野下的特征提取,进一步提升显著性目标检测性能。实验结果表明,在ECSSD显著性目标检测数据集上检测平均绝对误差MAE和F-measure指标,相较于对比网络至少有10%和0.7%的提高。所提网络不仅能准确定位显著性目标并使其均匀显示,而且在复杂背景下能够精确预测显著性目标边缘。

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    32. 利用非局部上下文信息的遥感图像小目标检测
    李阳阳, 毛鹤亭, 张小龙, 陈彦桥, 柴兴华
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 117-124.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.014
    摘要429)   HTML87)    PDF(pc) (1420KB)(169)    收藏

    近年来,基于深度学习的目标检测方法取得了令人瞩目的成果,并被成功应用到遥感领域。但是由于遥感图像覆盖面广,而小目标的有效信息少且定位困难,想要精确地检测出小目标并不容易。针对这一问题,利用图像中的非局部特征以及上下文信息来提高小目标检测的质量。首先采用改善特征金字塔网络和跨层注意力网络的组合结构作为主干网络,改善特征金字塔网络用于提取小目标丰富的特征信息,跨层注意力网络用来提取非局部信息并均衡分配给各层;其次使用上下文转移模块,将包含了非局部特征的上下文信息传递给对应的感兴趣区域;最后采取级联网络作为检测网络,改善小目标定位框质量。在Small-DOTA、DIOR和OHD-SJTU-S遥感图像数据集上进行了实验。实验结果表明,所提方法在3个数据集的平均精度均值都达到了最高;在DIOR数据集中包含小目标比较多的船、车辆和风车3个类别上,该算法的平均精度也是最高。这说明与现有方法相比,所提方法能进一步改善遥感图像小目标检测性能。

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    33. 一种聚类辅助的智能频谱分配技术研究
    赵浩钦, 杨政, 司江勃, 石嘉, 严少虎, 段国栋
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (6): 1-12.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.20231006
    摘要180)   HTML26)    PDF(pc) (3593KB)(159)    收藏

    针对传统频谱分配方案在大规模、高动态电磁频谱战系统中频谱利用率低的问题,开展智能频谱分配技术研究。首先构建复杂高动态电磁频谱作战场景,并在雷达、通信、干扰等多类型设备共存条件下,将复杂电磁环境频谱分配建模为最大化接入设备数量的优化问题。其次,提出一种基于聚类辅助的智能频谱分配算法,针对集中式资源分配算法面临动作空间维度爆炸的问题,使用多DDQN网络表征各节点的决策信息。再基于肘部法则与K-means++算法,提出多节点协同方法,簇内节点通过共享动作信息进行链式决策、簇间节点独立决策,辅助DDQN算法智能分配资源。通过设计状态、动作空间和奖励函数,并采用变学习速率实现算法快速收敛,最终各节点能够根据电磁环境变化,动态分配频/能等多维资源。仿真结果表明:在相同电磁环境下,当节点数为20时,所提算法的可接入设备数较贪婪算法提升了约80%,较遗传算法提升约30%,更适用于动态电磁环境下多设备的频谱分配。

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    34. 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
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (1): 36-47.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.005
    摘要571)   HTML37)    PDF(pc) (4278KB)(156)    收藏

    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。

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    35. 异构传感网成本优化的节点部署策略
    李明,胡江平,曹晓莉
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (4): 11-19.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.002
    摘要421)   HTML173)    PDF(pc) (2929KB)(156)    收藏

    针对异构无线传感器网络中节点部署密度大、目标覆盖和网络连通容错性能差以及部署代价高的问题,提出了一种基于改进珊瑚礁算法的成本优化的节点异构传感网络容错部署策略。该策略综合考虑了部署位置和节点类型不同造成的部署代价不同,在保证监测目标被传感器节点多重覆盖和传感器节点之间多重连通的条件下,以节点部署成本最优化为求解目标。在改进的珊瑚礁算法中一方面借鉴和声搜索算法的思想增强算法的优化能力,另一方面通过对算法求解过程中优秀解的再利用,增强算法的优化效率。仿真结果表明,较之其他比较算法,提出的改进珊瑚礁算法能有效地在保证目标多重覆盖和节点之间多重连通的条件下降低网络部署成本。

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    36. 一种采用信号虚拟分解的多址接入方法
    李钊,胡娇娇
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (1): 12-18.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.002
    摘要505)   HTML67)    PDF(pc) (1629KB)(151)    收藏

    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%。

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    37. 可见光通信数字基带系统设计及其FPGA实现
    王鹤潼,牛书强,施会丽,王平,郭立新,刘忠玉
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (4): 31-38.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.04.005
    摘要427)   HTML29)    PDF(pc) (1966KB)(151)    收藏

    可见光通信物理层主要使用的非对称限幅和直流偏置两种光正交频分复用方案,只能在频谱效率与功率效率间选择其一。为了兼顾二者,基于自适应偏置的光正交频分复用提出了一种适于可见光通信的数字基带系统设计方案,并通过现场可编程逻辑门阵列搭建的室内可见光通信硬件平台对该方案进行了实现和验证。研究中首先通过自适应偏置光正交频分复用的MATLAB离线实现验证了使用光正交频分复用信号在室内进行可见光通信的可行性,并确定了数字基带系统中使用的参数。其次给出了可见光通信数字基带系统的设计方案。最后基于该方案,通过现场可编程逻辑门阵列搭建了室内可见光通信硬件平台,并对收发端主要模块进行介绍。测试表明所提出的可见光通信数字基带系统有效提高了频谱资源利用率,降低了系统能耗。其中物理层特殊的帧结构设计提高了快速傅里叶变换窗口检测的准确性和信道估计与均衡的能力,从而有效降低了误码率,保证了通信传输速率,进而提升了数字基带系统的整体性能。

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    38. 一种改进CenterNet的轻量化目标检测算法
    李悦言, 程培涛, 杜淑幸
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 137-144.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.016
    摘要649)   HTML110)    PDF(pc) (4599KB)(150)    收藏

    CenterNet算法结构复杂,导致其参数量大、计算复杂度高和检测速度较慢。针对这一问题,提出了一种CenterNet-encoder算法。该算法使用深度为104层的沙漏网络作为backbone,并将其中的残差模块替换为fire模块来减少算法的参数量,提高算法的计算速度;另外,在backbone和head之间加入了编码层,在不损失分辨率的同时增大了感受野,减少了内存的占用,让输出囊括更多尺度的信息;最后,使用均方误差损失进行边界框的回归,加快算法的收敛,进一步提升了算法的检测精度。CenterNet-encoder算法最终在MS-COCO test-dev数据集上的平均检测精度为40.5%,参数量为47×106。在AMD5900X/32GB/RTX3090环境配置下,检测速度达到了18帧/s。实验结果表明,CenterNet-encoder算法虽然牺牲了一定的精度,但参数量比原算法下降了约77.6%,同时检测速度提升了约69.3%。与其他轻量化目标检测算法相比,在参数量、推理时间和检测精度上也有一定的优势。

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    39. GCN-GRU:一种无线传感器网络故障检测模型
    陈俊杰, 邓洪高, 马谋, 蒋俊正
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 60-67.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.007
    摘要585)   HTML88)    PDF(pc) (2848KB)(150)    收藏

    无线传感器网络已经成为一种实时监测环境的解决方案并被广泛应用于各种领域。由于网络中的传感器容易受到复杂工作环境和自身硬件等因素影响而发生故障,因此无线传感器网络故障检测在其应用领域中是不可缺少的环节。针对无线传感器网络中的故障检测问题,提出了一种融合图卷积网络和门控循环单元的故障检测模型GCN-GRU,该模型由输入层、时空处理层和输出层组成。输入层接收传感器网络数据和由无线传感器网络构建的图模型并将其传输至时空处理层;在时空处理层中,运用图卷积网络提取无线传感器网络的空间分布特征及故障在高维空间的特征,并将其构造为时序序列的高维数据作为门控循环单元的输入,之后通过门控循环单元对传感器网络数据的时间演变特征和空间演化特征进行提取和融合,最后在输出层得到故障检测结果。为了评估GCN-GRU模型的性能,将其与现有的无线传感器网络故障检测算法进行仿真对比。仿真结果表明,GCN-GRU模型相较于对比算法显著地提高了故障检测率并降低了虚警率,能更有效地识别出故障传感器。

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    40. 视觉拐弯:转角视野盲区无线感知监测算法
    王潮, 周梦, 丁寅凡, 汤霖
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 197-204.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.020
    摘要163)   HTML18)    PDF(pc) (2118KB)(148)    收藏

    驾驶人视野盲区是交通事故频发的一个关键问题。现有的摄像头、转角镜以及传感器在感知环境时容易受到天气或光线不足的影响,从而导致意外事故的发生。因此,基于Wi-Fi网络低功耗、低成本、全天时的泛在感知能力,提出一种基于无线信道状态智能化感知的盲区动态对象监测系统。在类似转角或拐弯的场景下,通过无线感知技术与模式识别,提前监测是否有行人即将进入与行进方向垂直的车辆视野盲区的行为,实现“视觉拐弯”,从而预警来往车辆,避免事故的发生。实验结果表明,所提出的盲区监测系统在5 m范围内的视野盲区中实现行人检测的平均精确度可达到96%,具有鲁棒性与普适性等优势。与传统的监测方式相比,该系统在黑暗环境下能良好地工作,同时不会侵犯人们的隐私,在复杂城市交通网络中具备应用潜力,对社会改善交通状况、保障行人出行安全具有重要意义。

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    41. 一种LSTM与CNN相结合的步态识别方法
    戚艳军,孔月萍,王佳婧,朱旭东
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 78-85.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.010
    摘要435)   HTML34)    PDF(pc) (1465KB)(148)    收藏

    针对行人运动过程中拍摄视角、外观变化等因素对步态识别的影响,提出一种长短时记忆网络与卷积神经网络相结合的步态识别方法。该方法首先使用人体三维姿态估计直接获得人体关节的三维坐标;然后根据三维空间中关节之间的周期性运动约束关系,从时间和空间两个维度构建视角鲁棒的三维步态约束模型。其中,模型中的运动约束矩阵用于表征关节运动及人体结构的时序约束特征;动作特征矩阵用于表征关节位移的空间约束特征。接着针对所构建的三维步态约束模型的特点,设计了长短时记忆网络与卷积神经网络相结合的并行网络,学习运动约束矩阵和动作特征矩阵中的步态时空特征。最后,在多视角步态数据库CASIA-B中对网络模型进行了评估。实验结果表明,该方法的识别率高于一些经典的方法,而且在视角变化较大的情况下,识别率没有显著下降,说明构建的步态模型对视角变化具有较高的鲁棒性。

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    42. 自适应安全的支持模式匹配的流加密方案
    李一鸣,刘胜利
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (4): 1-10.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.04.001
    摘要171)   HTML30)    PDF(pc) (1249KB)(144)    收藏

    支持模式匹配的流加密方案为同时实现模式匹配以及用户隐私保护提供了解决思路。一方面,支持模式匹配的流加密方案可以对加密后的消息进行模式匹配操作,即通过密文查找某个关键字是否出现在明文中或出现在明文消息的哪些位置;另一方面,支持模式匹配的流加密方案的安全性保证了除模式匹配的结果外,不会泄露关于明文消息的任何额外信息。目前已经有很多关于支持模式匹配的流加密方案的工作,但尚没有支持模式匹配的流加密方案能够同时满足基于非交互式安全假设(特别是基于后量子假设)实现、具有自适应安全性以及支持带通配符的模式匹配。针对这一问题,首先,以函数加密方案为组件提出了一个支持模式匹配的流加密方案的通用构造方案。该通用构造方案具有自适应安全性且支持带通配符的模式匹配;进一步地,使用已有的基于容错学习假设的函数加密方案对支持模式匹配的流加密方案的通用构造方案进行实例化,并由此得到了一个基于非交互式后量子假设(容错学习假设)、具有自适应安全性和支持带通配符模式匹配的流加密实例化方案。

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    43. 一种智能超表面辅助的非视距安全通信方法
    高建邦, 高国旺
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 64-70.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.007
    摘要184)   HTML15)    PDF(pc) (936KB)(143)    收藏

    针对发射机与期望用户之间存在阻挡时的非视距物理层安全传输问题,提出了智能超表面辅助的阵列天线物理层安全通信方法。首先,建立智能超表面阵列天线系统模型,通过阵列天线直传链路和智能超表面反射链路完成无线系统的安全通信。随后,针对窃听者被动接收信号,无法确定窃听者具体位置的情况,提出了在确保期望用户可靠接收信号的同时以最大化人工噪声干扰功率为目标联合优化发射波束成形矢量和智能超表面反射系数矩阵的优化方法。最后,分析优化问题,并利用辅助变量和半定松弛等方法得到最优解,达到抑制窃听者接收信号的同时,确保期望用户可靠和安全通信的目的。仿真实验证实,智能超表面辅助的物理层安全通信方法提高了非视距场景下信息传输的可靠性与安全性。

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    44. 导航卫星星地双基SAR时频同步误差估计方法
    遆晶晶, 索志勇, 王婷婷, 赵秉吉, 张乐茹
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 42-53.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.005
    摘要207)   HTML19)    PDF(pc) (6117KB)(142)    收藏

    为验证长合成孔径时间下地球同步轨道合成孔径雷达对地成像的机理,采用北斗3号IGSO导航卫星作为照射源,地面静止接收的星地双基构型进行等效性验证。针对导航卫星信号特点和星-地双基合成孔径雷达面临的时间频率同步难题,提出了一种基于回波数据估计导航卫星测距码延迟误差,并进行误差修正的星地双基地合成孔径雷达回波数据时频同步误差估计方法。该方法首先根据导航卫星脉冲重复频率对一维直达波信号和反射波信号进行了二维划分,保留了整个采集信号的完整性,通过直达波信号距离向匹配滤波获得非理想采样环境下正确的峰值位置序列,并利用此峰值位置序列完成直达波信号和反射波信号的时间同步误差补偿以及本地测距码的修正,解决了北斗3号IGSO导航卫星星地双基合成孔径雷达成像过程中存在时间同步后距离脉压信号包络分布与理论推导模型失配的问题;然后利用修正后的本地测距码对直达波信号匹配滤波获得直达波峰值相位矢量;最后利用此峰值相位矢量对反射波信号进行频率误差补偿和成像处理。实测数据的处理结果验证了所提方法的有效性。

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    45. 加权分数傅里叶辅助的上行NOMA隐蔽通信
    段正祥, 杨欣, 张兆林, 王伶
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 54-63.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.006
    摘要172)   HTML11)    PDF(pc) (1245KB)(141)    收藏

    针对一个具有两阶段检测器的上行非正交多址接入系统,提出了随机功率分配和加权分数傅里叶变换来实现隐蔽通信。在该非正交多址接入系统中,存在一个可靠用户和隐蔽用户传输信息给基站,同时存在一个监听者企图侦察隐蔽用户的通信行为。设计了一种两阶段检测器,包括能量检测阶段和相似度检测阶段。通过相似度检测阶段为能量检测阶段提供先验概率,降低检错概率。针对所设计的两阶段检测器,提出了一种随机功率分配和加权分数傅里叶变换方案去掩盖隐蔽用户的传输,其中可靠用户采用随机功率分配而隐蔽用户采用加权分数傅里叶变换。给出了期望最小检错概率、可靠用户及隐蔽用户的中断概率的闭合表达式,并进行了仿真。在隐蔽约束和可靠约束下研究了最大期望隐蔽速率,以优化可靠用户的功率分配。研究表明,所设计的检测器有更低的期望最小检错概率,并改进了系统的隐蔽性能。

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    46. 自监督视频表征学习综述
    田春娜,叶彦妤,单笑,丁宇轩,张相南
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 222-230.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.025
    摘要501)   HTML34)    PDF(pc) (1238KB)(136)    收藏

    学习高质量的视频表征有助于机器更准确地理解视频内容。基于监督学习的视频表征需要标注海量的视频数据,而视频标注极其费时费力,因而不需要标注数据的自监督视频表征方法成为研究的热点。自监督视频表征学习利用海量的未标注数据,将视频自身的时空连续性等作为监督信息来设计辅助任务进行表征学习,并将学习到的视频表征应用于下游任务。鉴于缺少对自监督视频表征学习新进展的综述,首先根据辅助任务采用的信息不同,从时序信息、时空信息和多模态信息方面,对近三年的自监督视频表征学习算法进行分析和总结;然后,在动作识别和视频检索两个下游任务中,对比自监督视频表征学习模型的实验结果,并分析模型性能的优劣及其原因;最后,总结自监督视频表征学习依然存在的问题并对其发展进行展望。

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    47. 改进奇异值分解的海杂波抑制算法
    国强,陈佳甜,戚连刚,CHORNOGOR Leonid
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 188-196.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.019
    摘要163)   HTML10)    PDF(pc) (2180KB)(135)    收藏

    针对强海杂波背景下海面运动目标回波信号难以检测的问题,提出了一种奇异值分解和双延迟线对消算法相结合的海杂波抑制算法。首先将脉冲压缩后的目标回波信号按周期重排成快慢时间维度矩阵,进行周期奇异值分解;然后构造出信号所对应奇异值的阈值和输入信杂噪比的关系,利用阈值对奇异值指数比进行判决,实现自适应区分海杂波和目标信号;最后对重构后的目标信号进行双延迟线对消,抑制杂波的同时确保目标信号的损失降到最低。采用实测数据对算法性能进行实验验证,相比于现有的海杂波抑制算法,所提方法能够适应目标回波序列信杂噪比的变化,在输入信杂噪比为-30 dB下仍能抑制大部分杂波并准确检测信号,由此验证了新算法具有更好的抑制效果和更优的检测性能。

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    48. 格上身份基可追踪环签名方案
    叶青,陈晴晴,豆永鹏,张静,汤永利
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 161-168.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.016
    摘要164)   HTML12)    PDF(pc) (794KB)(132)    收藏

    环签名是一种可为签名者提供无条件匿名保护的特殊数字签名。而可追踪环签名是环签名的一种变体,旨在防止签名者滥用环签名的匿名性,即可追踪环签名为签名者提供的匿名性不是无条件的,在签名者的某些行为下会导致其身份被泄露。可追踪环签名在电子投票系统和电子现金系统中扮演重要角色。针对目前格上可追踪环签名方案基于PKI体制构造,存在复杂的数字证书管理负担,文中将基于身份密码学与格上可追踪环签名相结合,提出第一个格上身份基可追踪环签名方案。与以往可追踪环签名方案不同,所提方案依据Baum等格上可链接环签名方案的框架,采用原像取样和拒绝采样等技术构造,避免使用臃肿的零知识证明技术。随机预言模型下,所提方案可被证明满足标签可链接性、匿名性以及抗陷害性,方案的安全性可规约至SIS和ISIS问题。另外,与相关方案相比,所提方案在时间开销和存储开销上也具有一定优势。

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    49. 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
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (1): 19-28.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.003
    摘要544)   HTML36)    PDF(pc) (2883KB)(128)    收藏

    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。

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    50. 5G毫米波雨衰减链路传播模型及通信性能
    杨瑞科,高霞,武福平,李仁先,周晔
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (4): 24-30.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.04.004
    摘要370)   HTML102)    PDF(pc) (719KB)(127)    收藏

    针对第5代移动通信系统的全天候应用需求,提出了降雨环境下毫米波传播链路衰减率(特征衰减)和雨衰减信道状态的概率分布模型。采用K-S拟合优度检验方法,对北京、海口地区1951~2019年的降水观测数据资料进行统计计算分析,指出我国典型地区的降雨率分布特性更好的服从韦布尔分布。基于韦布尔降雨率分布和降雨衰减率的计算方法,推导给出了毫米波通信链路上雨衰减的概率密度函数模型。考虑毫米波在降雨信道的传播特性,根据得到的雨衰减概率密度函数模型,研究得到了雨衰减信道状态的概率分布函数模型,能有效的预测降雨环境下毫米波通信链路的信道衰减状态。进一步在M-QAM调制下,分析了毫米波通信降雨链路的平均误码率、信道容量和中断概率等。这对于毫米波通信网络在降雨环境下的推广和应用及电信运营商对链路的设计具有重要的实际价值。

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