ISSN 
2008年 第37卷 第6期
2008, 37(6): 803-806.
摘要:
针对支持向量机中由于噪声和野值带来的过拟合问题,提出了基于模糊最小二乘支持向量机(fuzzy LS-SVM)的抑制非直达波的移动定位方法。利用一种基于支持向量数据域描述的模糊隶属度函数模型,根据样本到特征空间最小包含超球球心的距离来确定模糊隶属度。仿真结果表明了该方法的稳健性,提高了LS-SVM的抗噪声能力。
针对支持向量机中由于噪声和野值带来的过拟合问题,提出了基于模糊最小二乘支持向量机(fuzzy LS-SVM)的抑制非直达波的移动定位方法。利用一种基于支持向量数据域描述的模糊隶属度函数模型,根据样本到特征空间最小包含超球球心的距离来确定模糊隶属度。仿真结果表明了该方法的稳健性,提高了LS-SVM的抗噪声能力。
2008, 37(6): 807-810.
摘要:
关联规则挖掘算法是通信网告警相关性分析中的重要方法。在处理数量庞大的告警数据库时,算法的效率显得至关重要,而经典的FP-growth算法会产生大量的条件模式树,加权算法MINWAL (O)则需要多次扫描数据库,使得在通信网环境下挖掘关联规则的难度非常大。该文提出了一种高效的基于加权频繁模式树的通信网告警关联规则挖掘算法,算法性能测试表明,该算法与已有的加权关联规则挖掘算法相比较,节约了大量的存储空间,提高了算法的挖掘速度,对通信网的故障诊断和故障定位有着积极的意义。
关联规则挖掘算法是通信网告警相关性分析中的重要方法。在处理数量庞大的告警数据库时,算法的效率显得至关重要,而经典的FP-growth算法会产生大量的条件模式树,加权算法MINWAL (O)则需要多次扫描数据库,使得在通信网环境下挖掘关联规则的难度非常大。该文提出了一种高效的基于加权频繁模式树的通信网告警关联规则挖掘算法,算法性能测试表明,该算法与已有的加权关联规则挖掘算法相比较,节约了大量的存储空间,提高了算法的挖掘速度,对通信网的故障诊断和故障定位有着积极的意义。
2008, 37(6): 811-814.
摘要:
提出了一种正交频分复用(OFDM)系统多小区间联合的自适应资源分配算法。为了降低系统复杂度,子信道分配和功率分配在不同的层次上分步执行,在小区内部采用改进的Max C/I算法进行动态子信道分配,并以此为基础利用禁忌搜索算法(TS)寻求多小区同频子信道发送功率的最优分配解。性能分析和仿真结果表明,与已有算法相比,该算法能够在满足用户的最小速率要求下充分利用无线频谱资源,提高系统吞吐量。
提出了一种正交频分复用(OFDM)系统多小区间联合的自适应资源分配算法。为了降低系统复杂度,子信道分配和功率分配在不同的层次上分步执行,在小区内部采用改进的Max C/I算法进行动态子信道分配,并以此为基础利用禁忌搜索算法(TS)寻求多小区同频子信道发送功率的最优分配解。性能分析和仿真结果表明,与已有算法相比,该算法能够在满足用户的最小速率要求下充分利用无线频谱资源,提高系统吞吐量。
2008, 37(6): 815-817,921.
摘要:
针对认知无线电系统多媒体业务应用,提出了一种基于频谱感知的自适应分组调度算法。该算法通过自适应地调整实时业务和非实时业务间的资源配额,以在空闲频谱资源变化情况下保证实时业务的QoS需求。基于IEEE 802.22无线区域网(WRAN)的认知无线电系统仿真表明,同已有的3种典型分组调度算法M-LWDF、Exp和PF相比较,该频谱自适应分组调度算法可以在变化的空闲频谱条件下为实时业务提供更为可靠的QoS保障,获得更高的系统吞吐量和频谱利用效率。
针对认知无线电系统多媒体业务应用,提出了一种基于频谱感知的自适应分组调度算法。该算法通过自适应地调整实时业务和非实时业务间的资源配额,以在空闲频谱资源变化情况下保证实时业务的QoS需求。基于IEEE 802.22无线区域网(WRAN)的认知无线电系统仿真表明,同已有的3种典型分组调度算法M-LWDF、Exp和PF相比较,该频谱自适应分组调度算法可以在变化的空闲频谱条件下为实时业务提供更为可靠的QoS保障,获得更高的系统吞吐量和频谱利用效率。
2008, 37(6): 818-822.
摘要:
针对重叠剪切法的频域均衡联合干扰删除接收算法,提出了一种新的低复杂度的频域实现方法。该方法利用重叠剪切的思想将每个迭代级中多用户干扰的重构方式由传统的时域线性卷积变换为频域相乘,并在频域删除重构的多用户干扰,可以降低接收算法的复杂度。仿真结果表明,该方法只是在较大信噪比下比时域实现方法的误码率性能略有损失,其他情况下两者相同;但是其计算复杂度比时域实现方法显著降低。
针对重叠剪切法的频域均衡联合干扰删除接收算法,提出了一种新的低复杂度的频域实现方法。该方法利用重叠剪切的思想将每个迭代级中多用户干扰的重构方式由传统的时域线性卷积变换为频域相乘,并在频域删除重构的多用户干扰,可以降低接收算法的复杂度。仿真结果表明,该方法只是在较大信噪比下比时域实现方法的误码率性能略有损失,其他情况下两者相同;但是其计算复杂度比时域实现方法显著降低。
2008, 37(6): 823-827.
摘要:
针对现有单链路流量异常检测和全局流量异常检测方法存在的不足,该文提出一种全局的多流量相关异常检测算法。该算法利用同一异常在不同链路或OD流所产生的多个异常流量信号在频率、幅值变化特征等方面具有相似性这一特点,将这种相似性作为检测的依据来检测异常。通过每个OD流或链路的前期流量数据进行下一时刻的流量预测,将实际流量数据减去预测流量值得到异常流量值;通过多个OD流或链路之间的全局相关分析进行流量异常检测。仿真结果表明该文提出的方法能够有效地检测其他单链路和全局异常检测方法无法检测的异常。
针对现有单链路流量异常检测和全局流量异常检测方法存在的不足,该文提出一种全局的多流量相关异常检测算法。该算法利用同一异常在不同链路或OD流所产生的多个异常流量信号在频率、幅值变化特征等方面具有相似性这一特点,将这种相似性作为检测的依据来检测异常。通过每个OD流或链路的前期流量数据进行下一时刻的流量预测,将实际流量数据减去预测流量值得到异常流量值;通过多个OD流或链路之间的全局相关分析进行流量异常检测。仿真结果表明该文提出的方法能够有效地检测其他单链路和全局异常检测方法无法检测的异常。
2008, 37(6): 828-831.
摘要:
分析了时变信道环境条件下TH-PPM-UWB系统的性能,并通过计算机仿真研究了室内信道环境中,散射体移动对不同参数条件下系统性能的影响。仿真结果表明在系统输入信噪比较小时,散射体的移动对系统性能的影响较小;随着输入信噪比的增加,散射体移动对系统性能的影响明显加剧。总体上,散射体移动对系统性能造成的影响相对与其他干扰来说并不明显,并且在视距及非视距环境中得到的结论基本相同。
分析了时变信道环境条件下TH-PPM-UWB系统的性能,并通过计算机仿真研究了室内信道环境中,散射体移动对不同参数条件下系统性能的影响。仿真结果表明在系统输入信噪比较小时,散射体的移动对系统性能的影响较小;随着输入信噪比的增加,散射体移动对系统性能的影响明显加剧。总体上,散射体移动对系统性能造成的影响相对与其他干扰来说并不明显,并且在视距及非视距环境中得到的结论基本相同。
2008, 37(6): 832-835.
摘要:
传统信令传输方法将信令符号置于固定子载波传输而可靠性受限。提出了一种正交频分复用-时分双工(OFDM-TDD)开环自适应调制(AM)系统的信令传输方法,该方法将采用二进制相移键控(BPSK)的信令符号置于自适应块中信道条件最好的子载波,并在接收端利用BPSK的特殊性检测信令所在子载波而恢复出信令,从而保证信令的可靠传输。理论分析和仿真结果表明,该方法能够大大增强信令传输的可靠性,并提升系统吞吐量。
传统信令传输方法将信令符号置于固定子载波传输而可靠性受限。提出了一种正交频分复用-时分双工(OFDM-TDD)开环自适应调制(AM)系统的信令传输方法,该方法将采用二进制相移键控(BPSK)的信令符号置于自适应块中信道条件最好的子载波,并在接收端利用BPSK的特殊性检测信令所在子载波而恢复出信令,从而保证信令的可靠传输。理论分析和仿真结果表明,该方法能够大大增强信令传输的可靠性,并提升系统吞吐量。
2008, 37(6): 836-839.
摘要:
为了在Ad hoc网络中提供面向连接的服务,结合MPLS技术中标签交换路径面向连接的特性和多径路由的特点,提出了一种基于标签交换的Ad hoc网络多径路由(LSMR)协议。在源节点和目的节点间按需建立多条没有交叉节点的标签交换路径,使得数据包的转发完全在链路层完成,不需网络层的介入,加快了转发速度。仿真结果表明,LSMR协议比AODV协议能够降低端到端时延和路由负载,提高数据包的投递率。
为了在Ad hoc网络中提供面向连接的服务,结合MPLS技术中标签交换路径面向连接的特性和多径路由的特点,提出了一种基于标签交换的Ad hoc网络多径路由(LSMR)协议。在源节点和目的节点间按需建立多条没有交叉节点的标签交换路径,使得数据包的转发完全在链路层完成,不需网络层的介入,加快了转发速度。仿真结果表明,LSMR协议比AODV协议能够降低端到端时延和路由负载,提高数据包的投递率。
2008, 37(6): 840-843.
摘要:
提出了一种新的适合任意高斯噪声环境的高分辨二维波达方向(DOA)估计方法——联合对角化4阶累积量-DOA矩阵方法。该方法以阵列的特殊结构为基础,利用四阶累积量构建3个子阵,采用联合对角化技术获得信号的二维角估计,适用于存在一维角度兼并的情况,且无需二维谱峰搜索和参数配对,从而避免了配对算法在低信噪比、小角间距或者复杂的信号传播环境下所带来的弊端。仿真结果证明了该方法的有效性。
提出了一种新的适合任意高斯噪声环境的高分辨二维波达方向(DOA)估计方法——联合对角化4阶累积量-DOA矩阵方法。该方法以阵列的特殊结构为基础,利用四阶累积量构建3个子阵,采用联合对角化技术获得信号的二维角估计,适用于存在一维角度兼并的情况,且无需二维谱峰搜索和参数配对,从而避免了配对算法在低信噪比、小角间距或者复杂的信号传播环境下所带来的弊端。仿真结果证明了该方法的有效性。
2008, 37(6): 844-847,854.
摘要:
在高性能路由器中采用多维交换结构是解决可扩展性的一种方法。在实现这种交换结构时,随着节点数目的增多,交换结构出现故障的概率也随之增加。该文在mesh/torus结构上提出了一种基于死锁恢复策略的容错路由算法MMAR。基于各非故障节点周围链路的状态,MMAR能容错任意形状的故障模型且所需虚拟通道数少。通过在凹形区域表面节点中设置该凹形区域内节点位置信息表,该算法能避免消息进入与其目的节点无关的凹形区域以使绕道路径最短。该文给出了在256个节点的二维torus中的仿真结果,验证了算法的有效性。
在高性能路由器中采用多维交换结构是解决可扩展性的一种方法。在实现这种交换结构时,随着节点数目的增多,交换结构出现故障的概率也随之增加。该文在mesh/torus结构上提出了一种基于死锁恢复策略的容错路由算法MMAR。基于各非故障节点周围链路的状态,MMAR能容错任意形状的故障模型且所需虚拟通道数少。通过在凹形区域表面节点中设置该凹形区域内节点位置信息表,该算法能避免消息进入与其目的节点无关的凹形区域以使绕道路径最短。该文给出了在256个节点的二维torus中的仿真结果,验证了算法的有效性。
2008, 37(6): 848-850,859.
摘要:
讨论了一种OFDM信道盲估计方法,首先对进入OFDM系统前的相邻两个OFDM符号进行线性预编码,利用预编码引入的数据结构在接收端构造了一个新的矩阵,使得OFDM频域信道响应成为该矩阵的一维子空间,最后通过自适应子空间跟踪技术实现了信道的盲估计。仿真结果表明该方法能有效地抑制信号分布波动、时变信道及噪声对信道估计的影响,从而有效地降低了OFDM系统的信道估计平均均方误差和无编码码元出错率。
讨论了一种OFDM信道盲估计方法,首先对进入OFDM系统前的相邻两个OFDM符号进行线性预编码,利用预编码引入的数据结构在接收端构造了一个新的矩阵,使得OFDM频域信道响应成为该矩阵的一维子空间,最后通过自适应子空间跟踪技术实现了信道的盲估计。仿真结果表明该方法能有效地抑制信号分布波动、时变信道及噪声对信道估计的影响,从而有效地降低了OFDM系统的信道估计平均均方误差和无编码码元出错率。
2008, 37(6): 851-854.
摘要:
针对比特软值较小的比特是重传时造成数据包出错的主要原因,提出了基于比特软值的部分重传混合ARQ方案,在重传时首先传输比特软值较小的比特;研究了该方案在重传之后各个比特的平均软值,并推导了在高斯白信道下重传前后不同比特的误比特率。理论分析和数值仿真表明,该方案在部分重传的情况下也能较好地平均各个比特之间的软值,从而提高了系统的吞吐性能。
针对比特软值较小的比特是重传时造成数据包出错的主要原因,提出了基于比特软值的部分重传混合ARQ方案,在重传时首先传输比特软值较小的比特;研究了该方案在重传之后各个比特的平均软值,并推导了在高斯白信道下重传前后不同比特的误比特率。理论分析和数值仿真表明,该方案在部分重传的情况下也能较好地平均各个比特之间的软值,从而提高了系统的吞吐性能。
2008, 37(6): 855-859.
摘要:
研究了在保护授权链路的前提下认知无线电网络(CRN)的频谱优化分配问题。基于博弈论提出了一种新型的频谱分配模型,设计了一种保护授权链路的快速收敛的频谱分配算法(FCAPLL)。仿真分析证明,FCAPLL算法能在保护授权链路的前提下对认知无线电(CR)链路进行最优化频谱分配,有较快的收敛速度;同时仿真给出了网络性能参数与比例因子的关系,为FCAPLL应用于不同性能要求的CRN提供了依据。
研究了在保护授权链路的前提下认知无线电网络(CRN)的频谱优化分配问题。基于博弈论提出了一种新型的频谱分配模型,设计了一种保护授权链路的快速收敛的频谱分配算法(FCAPLL)。仿真分析证明,FCAPLL算法能在保护授权链路的前提下对认知无线电(CR)链路进行最优化频谱分配,有较快的收敛速度;同时仿真给出了网络性能参数与比例因子的关系,为FCAPLL应用于不同性能要求的CRN提供了依据。
2008, 37(6): 860-863,878.
摘要:
针对机载稀疏阵列天线雷达的空时杂波谱特性进行了研究,发现不同的稀疏方法和时域脉冲数都对杂波协方差矩阵的秩以及杂波谱有影响。提出在稀疏后的阵列中如果在任意两个阵元间所含的半波长的个数小于等于时域脉冲的个数,且同时保持总的阵列孔径不变,那么无论稀疏后阵列中还剩余多少个有效阵元,杂波协方差矩阵的秩都保持不变。用数值仿真对多种稀疏方法下的阵列空时杂波谱进行了分析,数值结果与所提理论相一致。
针对机载稀疏阵列天线雷达的空时杂波谱特性进行了研究,发现不同的稀疏方法和时域脉冲数都对杂波协方差矩阵的秩以及杂波谱有影响。提出在稀疏后的阵列中如果在任意两个阵元间所含的半波长的个数小于等于时域脉冲的个数,且同时保持总的阵列孔径不变,那么无论稀疏后阵列中还剩余多少个有效阵元,杂波协方差矩阵的秩都保持不变。用数值仿真对多种稀疏方法下的阵列空时杂波谱进行了分析,数值结果与所提理论相一致。
2008, 37(6): 864-867.
摘要:
反投影(back-projection,BP)算法具有很高的成像精度并容易进行各种形式的补偿,是广泛应用于穿墙、探地等领域的一种有效的时域成像算法。该文把时域反投影算法应用到步进变频穿墙雷达成像中,并根据墙壁的参数提出了用最短时间法对墙壁的影响进行补偿。通过对实测数据的处理可以看出,反投影算法在穿墙雷达中具有很好的成像精度,最短时间法也能很好地补偿墙壁对目标成像位置的影响。
反投影(back-projection,BP)算法具有很高的成像精度并容易进行各种形式的补偿,是广泛应用于穿墙、探地等领域的一种有效的时域成像算法。该文把时域反投影算法应用到步进变频穿墙雷达成像中,并根据墙壁的参数提出了用最短时间法对墙壁的影响进行补偿。通过对实测数据的处理可以看出,反投影算法在穿墙雷达中具有很好的成像精度,最短时间法也能很好地补偿墙壁对目标成像位置的影响。
2008, 37(6): 868-871.
摘要:
椭圆曲线标量乘是椭圆曲线密码体制中最耗时的运算,多基链作为双基链的一个推广,具有标量表示长度更短、非零比特数目更少的特点,非常适宜用于椭圆曲线标量乘的快速计算。该文给出了新的五倍点公式,同时以2、3和5作为基底,给出了一个利用多基链计算椭圆曲线标量乘的高效算法。由于多基数表示的高度冗余性,该算法能够抵抗某些边信道攻击,与常用的标准倍点加和非邻接形标量乘算法相比,该算法的运算量更少。
椭圆曲线标量乘是椭圆曲线密码体制中最耗时的运算,多基链作为双基链的一个推广,具有标量表示长度更短、非零比特数目更少的特点,非常适宜用于椭圆曲线标量乘的快速计算。该文给出了新的五倍点公式,同时以2、3和5作为基底,给出了一个利用多基链计算椭圆曲线标量乘的高效算法。由于多基数表示的高度冗余性,该算法能够抵抗某些边信道攻击,与常用的标准倍点加和非邻接形标量乘算法相比,该算法的运算量更少。
2008, 37(6): 872-874.
摘要:
提出了不经意传输的一个新应用——在群签名中的应用。首先给出了文献[1]的1-out-of-n不经意传输协议的一个变形,利用该变形协议提出了一种新的群签名成员资格撤销方法。该撤销方法是一个一般性的方法,可通用于任何群签名方案,而以前的撤销方法都是针对某一具体签名方案的,不具有通用性。在随机预言机模型以及计算Diffie-Hellman (CDH)假设下,可证明新协议是安全的。
提出了不经意传输的一个新应用——在群签名中的应用。首先给出了文献[1]的1-out-of-n不经意传输协议的一个变形,利用该变形协议提出了一种新的群签名成员资格撤销方法。该撤销方法是一个一般性的方法,可通用于任何群签名方案,而以前的撤销方法都是针对某一具体签名方案的,不具有通用性。在随机预言机模型以及计算Diffie-Hellman (CDH)假设下,可证明新协议是安全的。
2008, 37(6): 875-878.
摘要:
设计了一种新型交叉耦合结构带通滤波器,采用了凹槽环形式谐振器,使得获得同样的耦合系数新型结构相邻两环间的距离明显减小,因此这种滤波器具有小型化的优点。通过在传输函数中引入了两个传输零点,使得此种结构的滤波器具有更高的品质因数。利用电磁软件CST的分析给出了此种结构的耦合系数的结构参数,设计了一个工作在X波段的该结构带通滤波器,尺寸为5.9 mm×5.9 mm,带外抑制为25 dB以上,带内插损为3.2 dB,最后的实验结果与仿真曲线一致性较好。
设计了一种新型交叉耦合结构带通滤波器,采用了凹槽环形式谐振器,使得获得同样的耦合系数新型结构相邻两环间的距离明显减小,因此这种滤波器具有小型化的优点。通过在传输函数中引入了两个传输零点,使得此种结构的滤波器具有更高的品质因数。利用电磁软件CST的分析给出了此种结构的耦合系数的结构参数,设计了一个工作在X波段的该结构带通滤波器,尺寸为5.9 mm×5.9 mm,带外抑制为25 dB以上,带内插损为3.2 dB,最后的实验结果与仿真曲线一致性较好。
2008, 37(6): 879-882.
摘要:
提出了一种新的特征基函数法——自适应修正特征基函数法(AMCBFM),并将其与基于dual-MGS的QR分解技术结合,构造一种新的混合方法——QR-AMCBFM。该方法基于对目标体分块,并按一定的距离关系划分为近、远场两部分,用AMCBFM计算出每一块上的初阶电流。在计算高阶电流时,先对块间互阻抗矩阵进行QR分解以决定远场区的互阻抗可否舍弃;然后计算出高阶基函数以及电流系数。数值结果表明,QR-AMCBFM技术具有相当高的计算效率。
提出了一种新的特征基函数法——自适应修正特征基函数法(AMCBFM),并将其与基于dual-MGS的QR分解技术结合,构造一种新的混合方法——QR-AMCBFM。该方法基于对目标体分块,并按一定的距离关系划分为近、远场两部分,用AMCBFM计算出每一块上的初阶电流。在计算高阶电流时,先对块间互阻抗矩阵进行QR分解以决定远场区的互阻抗可否舍弃;然后计算出高阶基函数以及电流系数。数值结果表明,QR-AMCBFM技术具有相当高的计算效率。
2008, 37(6): 883-885,937.
摘要:
特征提取是雷达目标识别研究中的重要问题,有效、稳健的特征是提高识别率的关键。核判别分析(KDA)是一种抽取非线性特征的有效方法,但它会因为奇异性问题而难以求解。基于子空间投影的思想,给出一种最优的核判别分析(OKDA)方法,用于对雷达目标的距离像进行特征提取,然后采用基于核的非线性分类器对所提取的特征进行分类,实现对雷达目标的识别。分别对仿真和实测距离像进行实验,结果表明该方法具有较好的识别效果。
特征提取是雷达目标识别研究中的重要问题,有效、稳健的特征是提高识别率的关键。核判别分析(KDA)是一种抽取非线性特征的有效方法,但它会因为奇异性问题而难以求解。基于子空间投影的思想,给出一种最优的核判别分析(OKDA)方法,用于对雷达目标的距离像进行特征提取,然后采用基于核的非线性分类器对所提取的特征进行分类,实现对雷达目标的识别。分别对仿真和实测距离像进行实验,结果表明该方法具有较好的识别效果。
2008, 37(6): 886-889.
摘要:
为了加快NSGA-Ⅱ优化算法的收敛速度,提高种群多样性,使种群收敛更加均匀。该文在多目标函数优化方法NSGA-Ⅱ的分析和研究的基础上提出了3点改进措施:(1)累积排序适应度策略;(2)基于精英策略的填充门限跳选方法;(3)限定门限选择策略。实验证明:3点改进措施能够扩大原有算法的解空间,并且提供了一种更加合理的选优策略。通过对典型的数学模型的计算,表明改进方法比原有的NSGA-Ⅱ方法具有更好的种群收敛性。同时将其使用来优化综合天线线阵的方向图,并得到了很好的结果。
为了加快NSGA-Ⅱ优化算法的收敛速度,提高种群多样性,使种群收敛更加均匀。该文在多目标函数优化方法NSGA-Ⅱ的分析和研究的基础上提出了3点改进措施:(1)累积排序适应度策略;(2)基于精英策略的填充门限跳选方法;(3)限定门限选择策略。实验证明:3点改进措施能够扩大原有算法的解空间,并且提供了一种更加合理的选优策略。通过对典型的数学模型的计算,表明改进方法比原有的NSGA-Ⅱ方法具有更好的种群收敛性。同时将其使用来优化综合天线线阵的方向图,并得到了很好的结果。
2008, 37(6): 890-892,950.
摘要:
采用考虑湍流内外尺度影响的退化模型来恢复大气湍流降质图像,运用包含了湍流内外尺度影响的波结构函数、折射率谱以及薄透镜成像的退化函数导出了新的退化模型。相对由Kolmogorov谱推导出的模型,该模型引入了更完整的先验约束条件,更接近大气湍流的物理特性。针对飞机目标湍流退化图像,利用约束最小二乘滤波的方法对该退化模型进行了复原验证,模拟结果表明了该模型比较理想,恢复效果较好。
采用考虑湍流内外尺度影响的退化模型来恢复大气湍流降质图像,运用包含了湍流内外尺度影响的波结构函数、折射率谱以及薄透镜成像的退化函数导出了新的退化模型。相对由Kolmogorov谱推导出的模型,该模型引入了更完整的先验约束条件,更接近大气湍流的物理特性。针对飞机目标湍流退化图像,利用约束最小二乘滤波的方法对该退化模型进行了复原验证,模拟结果表明了该模型比较理想,恢复效果较好。
2008, 37(6): 893-896.
摘要:
根据Monin-Obkhov相似理论,建立了近地面大气估算和预测模型,并进行了数值分析。与其他基于相似理论的估算模型对比结果表明,在不稳定条件下利用气象要素和一些经验参数估算近地面平坦地形光学湍流,理论估计和实验结果符合较好,在低风速时折射率结构常数随风速增加而减小。利用Thiermann-Kohnle模型,结合地理位置和太阳辐射规律,预测了某地某时段的光学湍流,并通过实地测量气象数据估测了折射率结构常数和湍流内尺度。
根据Monin-Obkhov相似理论,建立了近地面大气估算和预测模型,并进行了数值分析。与其他基于相似理论的估算模型对比结果表明,在不稳定条件下利用气象要素和一些经验参数估算近地面平坦地形光学湍流,理论估计和实验结果符合较好,在低风速时折射率结构常数随风速增加而减小。利用Thiermann-Kohnle模型,结合地理位置和太阳辐射规律,预测了某地某时段的光学湍流,并通过实地测量气象数据估测了折射率结构常数和湍流内尺度。
2008, 37(6): 897-899.
摘要:
利用基于离子簇模型的正交对称中3d7离子g因子微扰公式,计算了CaTiO3中Co2+的各向异性g因子gx、gy和gz,与此相关的晶场参量由杂质局部结构和重叠模型得到。研究发现,由于杂质Co2+与母体Ti4+存在电荷和离子半径的差异,将引起两个方向的键长发生5.6%的相对改变,从而导致明显的正交畸变。由此得到的g因子理论值与实验较为符合。
利用基于离子簇模型的正交对称中3d7离子g因子微扰公式,计算了CaTiO3中Co2+的各向异性g因子gx、gy和gz,与此相关的晶场参量由杂质局部结构和重叠模型得到。研究发现,由于杂质Co2+与母体Ti4+存在电荷和离子半径的差异,将引起两个方向的键长发生5.6%的相对改变,从而导致明显的正交畸变。由此得到的g因子理论值与实验较为符合。
2008, 37(6): 900-903,921.
摘要:
针对当前石油工程声波随钻测井中大量测井数据需要在井下实时压缩存储的迫切要求,结合声波测井数据的特点,提出了一种基于小波神经网络的数据压缩算法,并利用共轭梯度法优化网络参数。实验结果表明,该算法具有参数收敛速度快、数据压缩比高的特点,能够满足随钻声波数据高速实时处理的需要。
针对当前石油工程声波随钻测井中大量测井数据需要在井下实时压缩存储的迫切要求,结合声波测井数据的特点,提出了一种基于小波神经网络的数据压缩算法,并利用共轭梯度法优化网络参数。实验结果表明,该算法具有参数收敛速度快、数据压缩比高的特点,能够满足随钻声波数据高速实时处理的需要。
2008, 37(6): 904-907.
摘要:
为了能高速地实现多种神经网络,拓展神经网络在工业控制中的实时性、嵌入式应用,设计了一种多指令多数据流(MIMD)的通用型神经网络处理器(APP)。处理器的处理单元组之间、处理单元组与乘累加协处理器之间均可以并行执行任务、处理单元组与其他存储器之间可以并行通信。在FPGA上仿真验证了处理器的功能,并实现了用于轧辊偏心在线控制的BP网络和用于字符识别的Hopfield网络等两种不同的拓扑结构。实验数据表明,该体系结构具有较高的并行性,其性能优于其他常见的通用型实现手段。
为了能高速地实现多种神经网络,拓展神经网络在工业控制中的实时性、嵌入式应用,设计了一种多指令多数据流(MIMD)的通用型神经网络处理器(APP)。处理器的处理单元组之间、处理单元组与乘累加协处理器之间均可以并行执行任务、处理单元组与其他存储器之间可以并行通信。在FPGA上仿真验证了处理器的功能,并实现了用于轧辊偏心在线控制的BP网络和用于字符识别的Hopfield网络等两种不同的拓扑结构。实验数据表明,该体系结构具有较高的并行性,其性能优于其他常见的通用型实现手段。
2008, 37(6): 908-912.
摘要:
将几何定理机器证明和并行计算结合起来考虑,尝试用并行计算方法来提高传统定理证明算法效率,探讨了前推法、数值并行法的并行算法,分析了两种定理证明算法在消息传递编程模型下的任务划分、通信组织、任务调度等问题,并用MPICH2实现了这两种并行算法,对算法的并行性能指标进行了测试,测试数据表明,两种并行算法在基于MPI-2的并行计算环境下,能很好地发挥并行计算的优势,有效缩短构造性几何命题机器证明的时间。
将几何定理机器证明和并行计算结合起来考虑,尝试用并行计算方法来提高传统定理证明算法效率,探讨了前推法、数值并行法的并行算法,分析了两种定理证明算法在消息传递编程模型下的任务划分、通信组织、任务调度等问题,并用MPICH2实现了这两种并行算法,对算法的并行性能指标进行了测试,测试数据表明,两种并行算法在基于MPI-2的并行计算环境下,能很好地发挥并行计算的优势,有效缩短构造性几何命题机器证明的时间。
2008, 37(6): 913-916.
摘要:
针对无线传感器网络(WSNs)的广泛应用及其对低能耗、高安全性迫切需求,提出SEC-Tree拓扑结构。以Sec-Tree为基础,设计了多层多路径路由协议,给出了一个自适应多路径路由算法。提出一种PSK生成算法,并将PSK应用于Sec-Tree初始化及路由维护中,实现了基于局部化的加密和鉴别技术,使该协议具有良好的安全特征、抗攻击能力和多跳、多路径路由的可靠特征。分析表明该路由协议具有高效安全的良好特性。
针对无线传感器网络(WSNs)的广泛应用及其对低能耗、高安全性迫切需求,提出SEC-Tree拓扑结构。以Sec-Tree为基础,设计了多层多路径路由协议,给出了一个自适应多路径路由算法。提出一种PSK生成算法,并将PSK应用于Sec-Tree初始化及路由维护中,实现了基于局部化的加密和鉴别技术,使该协议具有良好的安全特征、抗攻击能力和多跳、多路径路由的可靠特征。分析表明该路由协议具有高效安全的良好特性。
2008, 37(6): 917-921.
摘要:
为提高服务组合中服务匹配速度和正确率,提出了基于服务索引的服务语义匹配机制。在面向独立服务匹配算法基础上,引入服务索引机制,提出面向服务组合的语义匹配算法,并在算法中加入了对服务输入/输出匹配的可用性分析。为进一步提高服务匹配的精确性,引入了语义匹配度概念,以实现具有多种匹配值的服务类别语义匹配,继而给出综合语义匹配值的计算方法。实验分析表明基于服务索引的语义匹配能有效地提高服务匹配效率。
为提高服务组合中服务匹配速度和正确率,提出了基于服务索引的服务语义匹配机制。在面向独立服务匹配算法基础上,引入服务索引机制,提出面向服务组合的语义匹配算法,并在算法中加入了对服务输入/输出匹配的可用性分析。为进一步提高服务匹配的精确性,引入了语义匹配度概念,以实现具有多种匹配值的服务类别语义匹配,继而给出综合语义匹配值的计算方法。实验分析表明基于服务索引的语义匹配能有效地提高服务匹配效率。
2008, 37(6): 922-925.
摘要:
提出一种与现有带宽测量方法(包对法)不同的探测理论——基于链路状态的带宽测量方法。源端向目的端发送一系列小的探测报文,通过对探测报文的时延参数进行数理统计得到链路忙闲状态,进而获得链路可用带宽。采用此方法也可用于计算各种链路容量和链路空闲率。在实际测量中为解决探测报文与背景业务之间的相互影响,利用IPv6基本报头中流标签和业务类型字段设计专门的测试流和测试级。仿真证明方法正确。
提出一种与现有带宽测量方法(包对法)不同的探测理论——基于链路状态的带宽测量方法。源端向目的端发送一系列小的探测报文,通过对探测报文的时延参数进行数理统计得到链路忙闲状态,进而获得链路可用带宽。采用此方法也可用于计算各种链路容量和链路空闲率。在实际测量中为解决探测报文与背景业务之间的相互影响,利用IPv6基本报头中流标签和业务类型字段设计专门的测试流和测试级。仿真证明方法正确。
2008, 37(6): 926-929.
摘要:
为了加强算法的稀疏性和稳定性,在SCAD基础上提出了一种新的稀疏惩罚函数,并加入到拉格朗日约束神经网络中,以克服传统盲源分离方法和独立分量分析方法的缺陷,有效地避免了方程的病态问题,提高盲目图像复原的稀疏性、稳定性和准确性。通过人工数据和真实数据的不同复原算法对比实验,证明了带稀疏惩罚的拉格朗日约束神经网络盲目图像复原技术具有良好的图像复原效果。
为了加强算法的稀疏性和稳定性,在SCAD基础上提出了一种新的稀疏惩罚函数,并加入到拉格朗日约束神经网络中,以克服传统盲源分离方法和独立分量分析方法的缺陷,有效地避免了方程的病态问题,提高盲目图像复原的稀疏性、稳定性和准确性。通过人工数据和真实数据的不同复原算法对比实验,证明了带稀疏惩罚的拉格朗日约束神经网络盲目图像复原技术具有良好的图像复原效果。
2008, 37(6): 930-933.
摘要:
设计和分析了一种新型的流水线式模数转换器。电路设计主要包括一种开关采样差分折叠式共源共栅增益级、两个时钟控制动态比较器组成的两位模数转换器、两位数模转换器。由于采用了电容下极板采样、全差分和开关栅电压自举,有效地消除了开关管的电荷注入效应、时钟馈通效应引起的采样信号的误差,提高了模数转换器的线性度、信噪比、转换精度和速度。该转换器的设计是在0.6 μm CMOS工艺下实现,转换器在采样频率为5 MHz、信号频率为500 kHz时功耗为70 mW;SFDR为80 dB。
设计和分析了一种新型的流水线式模数转换器。电路设计主要包括一种开关采样差分折叠式共源共栅增益级、两个时钟控制动态比较器组成的两位模数转换器、两位数模转换器。由于采用了电容下极板采样、全差分和开关栅电压自举,有效地消除了开关管的电荷注入效应、时钟馈通效应引起的采样信号的误差,提高了模数转换器的线性度、信噪比、转换精度和速度。该转换器的设计是在0.6 μm CMOS工艺下实现,转换器在采样频率为5 MHz、信号频率为500 kHz时功耗为70 mW;SFDR为80 dB。
2008, 37(6): 934-937.
摘要:
以聚偏氟乙烯(PVDF)为敏感材料,石英晶体微天平(QCM)为敏感元件构成聚合物QCM传感器。该文主要对神经毒剂模拟剂DMMP的气敏特性进行研究,并重点讨论了温度对PVDF聚合物膜层QCM传感器性能的影响。结果表明,当测试温度愈接近PVDF的玻璃化温度,传感器的响应幅值就愈高,且在各个DMMP测试气氛浓度时,传感器的响应幅值对温度的依赖性均符合Arrhenius关系;升高温度有利于提高传感器的响应速度,但同时其灵敏度却降低。
以聚偏氟乙烯(PVDF)为敏感材料,石英晶体微天平(QCM)为敏感元件构成聚合物QCM传感器。该文主要对神经毒剂模拟剂DMMP的气敏特性进行研究,并重点讨论了温度对PVDF聚合物膜层QCM传感器性能的影响。结果表明,当测试温度愈接近PVDF的玻璃化温度,传感器的响应幅值就愈高,且在各个DMMP测试气氛浓度时,传感器的响应幅值对温度的依赖性均符合Arrhenius关系;升高温度有利于提高传感器的响应速度,但同时其灵敏度却降低。
2008, 37(6): 938-942.
摘要:
通过有限元分析方法研究了压电智能板结构的热效应问题。采用了包含4个位移节点、2个电势节点和8个温度节点的有限元模型,其位移场按壳单元模型描述,电势场和温度场则按线性插值方法描述。基于虚功原理导出了热机电有限元方程,分析了温度场的改变对压电智能板结构动力特性、动力响应和输出电压的影响。通过一悬臂智能板结构的数值仿真,反映出温度变化造成的物理参数值改变对位移响应和输出电压具有一定的影响;温度变化产生的热载荷对动力响应和输出电压具有非常大的影响,表明了在智能板结构响应分析中考虑热因素的重要性。
通过有限元分析方法研究了压电智能板结构的热效应问题。采用了包含4个位移节点、2个电势节点和8个温度节点的有限元模型,其位移场按壳单元模型描述,电势场和温度场则按线性插值方法描述。基于虚功原理导出了热机电有限元方程,分析了温度场的改变对压电智能板结构动力特性、动力响应和输出电压的影响。通过一悬臂智能板结构的数值仿真,反映出温度变化造成的物理参数值改变对位移响应和输出电压具有一定的影响;温度变化产生的热载荷对动力响应和输出电压具有非常大的影响,表明了在智能板结构响应分析中考虑热因素的重要性。
2008, 37(6): 943-946.
摘要:
针对差动轮驱动的移动机器人动力学的高度非线性和运动环境的不确定性,提出了基于模糊逻辑的移动机器人路径跟踪控制方法。该方法通过合理选择模糊控制器的参数和优化规则库,使其输出合适的线速度和角速度,从而控制移动机器人准确地跟踪预规划的路径。提出了两轮差动式移动机器人的动力学模型,使得该模糊控制器对不同几何参数的差动式机器人具有普遍的适应性。在实际场地试验和亚太机器人大赛中验证该方法的有效性。
针对差动轮驱动的移动机器人动力学的高度非线性和运动环境的不确定性,提出了基于模糊逻辑的移动机器人路径跟踪控制方法。该方法通过合理选择模糊控制器的参数和优化规则库,使其输出合适的线速度和角速度,从而控制移动机器人准确地跟踪预规划的路径。提出了两轮差动式移动机器人的动力学模型,使得该模糊控制器对不同几何参数的差动式机器人具有普遍的适应性。在实际场地试验和亚太机器人大赛中验证该方法的有效性。
2008, 37(6): 947-950.
摘要:
从工程应用的角度出发,结合航空发动机数控系统核心电路的特点,提出了数控系统处理器模块板级协同仿真的方法。建立了80386EX模型和特殊器件的高精度逻辑器件仿真模型,使模型与实际芯片特性相符,并具有可升级能力。编写处理器控制语言程序,结合软件算法模型,解决了板级仿真模型完备性与运行效率的矛盾。通过核心机控制器CPU模块仿真过程,讨论了现代板级仿真方法在付诸实施时面临的问题及解决方法。仿真的处理器模块在实际运用中验证了所采用的设计思路的合理性及具体实施细节的正确性。
从工程应用的角度出发,结合航空发动机数控系统核心电路的特点,提出了数控系统处理器模块板级协同仿真的方法。建立了80386EX模型和特殊器件的高精度逻辑器件仿真模型,使模型与实际芯片特性相符,并具有可升级能力。编写处理器控制语言程序,结合软件算法模型,解决了板级仿真模型完备性与运行效率的矛盾。通过核心机控制器CPU模块仿真过程,讨论了现代板级仿真方法在付诸实施时面临的问题及解决方法。仿真的处理器模块在实际运用中验证了所采用的设计思路的合理性及具体实施细节的正确性。
2008, 37(6): 951-954.
摘要:
给出了某小型无人直升机汽油发动机的恒转速鲁棒控制。根据阶跃响应,可辨识得到用于控制器设计的发动机线性区间模型。针对该模型具有不确定性以及进气-做功之间存在时变时滞等特点,采用基于定量反馈理论(QFT)的鲁棒控制方法实现发动机的恒转速控制,使其在严重的负载扰动条件下能准确地跟踪期望的发动机转速。仿真结果表明,该控制器动态响应速度快、对旋翼总距变化等干扰抑制作用强,能使发动机转速稳定在目标转速允许误差范围内,并具有一定的鲁棒性。
给出了某小型无人直升机汽油发动机的恒转速鲁棒控制。根据阶跃响应,可辨识得到用于控制器设计的发动机线性区间模型。针对该模型具有不确定性以及进气-做功之间存在时变时滞等特点,采用基于定量反馈理论(QFT)的鲁棒控制方法实现发动机的恒转速控制,使其在严重的负载扰动条件下能准确地跟踪期望的发动机转速。仿真结果表明,该控制器动态响应速度快、对旋翼总距变化等干扰抑制作用强,能使发动机转速稳定在目标转速允许误差范围内,并具有一定的鲁棒性。
2008, 37(6): 955-958.
摘要:
依据一种新型扬声器——声频定向扬声器的基本工作原理,从理论上给出了DSB算法中调制系数对输出信号谐波失真影响的详细推导过程;并指出调制系数越小,失真度越小,但带来的负面效应是小的调制系数将使输出的信号功率相应变小。在此基础上,指出DSB算法本身存在一个12 dB/倍频程的频率响应倾斜,在设计声频定向扬声器时必须采用算法预处理或换能器频响设计的方法对其进行补偿,以获得较好的声音保真效果。
依据一种新型扬声器——声频定向扬声器的基本工作原理,从理论上给出了DSB算法中调制系数对输出信号谐波失真影响的详细推导过程;并指出调制系数越小,失真度越小,但带来的负面效应是小的调制系数将使输出的信号功率相应变小。在此基础上,指出DSB算法本身存在一个12 dB/倍频程的频率响应倾斜,在设计声频定向扬声器时必须采用算法预处理或换能器频响设计的方法对其进行补偿,以获得较好的声音保真效果。
2008, 37(6): 959-962.
摘要:
通过实验研究了静磁场作用下对水粘度、电导率和接触角的变化。结果表明,在静磁场作用下,水的粘度随磁场作用时间的增长而降低;同时,磁场强度越大,粘度降低得越快。水的电导率随磁场作用时间的增加而增加;水在铜表面上接触角减小了大约0.4°,在石墨表面接触角减小了大约2.4°。并得到了水在磁场作用下,发生上述性质改变的原因在于磁场影响了水中的氢键。
通过实验研究了静磁场作用下对水粘度、电导率和接触角的变化。结果表明,在静磁场作用下,水的粘度随磁场作用时间的增长而降低;同时,磁场强度越大,粘度降低得越快。水的电导率随磁场作用时间的增加而增加;水在铜表面上接触角减小了大约0.4°,在石墨表面接触角减小了大约2.4°。并得到了水在磁场作用下,发生上述性质改变的原因在于磁场影响了水中的氢键。
