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2015年 第44卷 第4期
2015, 44(4): 481-486.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.001
摘要:
在OFDM和MIMO系统中普遍使用长方形矩阵复数奇异值分解运算。针对传统算法运算量大,迭代次数多的问题,提出了一种基于householder和双边Jacobi的混合优化算法。该算法首先通过householder变换将矩阵化解为二对角矩阵;然后提取2×2复矩阵;再进行改进型复数双边Jacobi变换。兼具有QR算法的高精度和Jacobi算法的低硬件实现成本的优点。给出了2×8的CSVD的FPGA硬件实现方案并进行了板级测试。测试结果表明,该混合优化算法较传统算法在硬件资源上节省26%,延时缩短10倍,在同等位宽下计算精度至少提高了一个数量级。
在OFDM和MIMO系统中普遍使用长方形矩阵复数奇异值分解运算。针对传统算法运算量大,迭代次数多的问题,提出了一种基于householder和双边Jacobi的混合优化算法。该算法首先通过householder变换将矩阵化解为二对角矩阵;然后提取2×2复矩阵;再进行改进型复数双边Jacobi变换。兼具有QR算法的高精度和Jacobi算法的低硬件实现成本的优点。给出了2×8的CSVD的FPGA硬件实现方案并进行了板级测试。测试结果表明,该混合优化算法较传统算法在硬件资源上节省26%,延时缩短10倍,在同等位宽下计算精度至少提高了一个数量级。
2015, 44(4): 487-493.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.002
摘要:
MIMO技术能够抑制信道噪声和多径衰落,无需增加系统带宽和发送功率,而改进型差分混沌键控(DCSK)拥有更好的保密性和信道利用率,结合两者的优势设计出一种新的MIMO-DCSK混沌保密通信系统。对新系统着重在高斯白噪声信道下的误码性能进行了深入研究。仿真结果表明：新型MIMO-DCSK保密通信系统的综合性能比传统DCSK通信系统更为优越,与理论分析的结果一致。
MIMO技术能够抑制信道噪声和多径衰落,无需增加系统带宽和发送功率,而改进型差分混沌键控(DCSK)拥有更好的保密性和信道利用率,结合两者的优势设计出一种新的MIMO-DCSK混沌保密通信系统。对新系统着重在高斯白噪声信道下的误码性能进行了深入研究。仿真结果表明：新型MIMO-DCSK保密通信系统的综合性能比传统DCSK通信系统更为优越,与理论分析的结果一致。
2015, 44(4): 494-499.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.003
摘要:
长距离PON接入(LR-PON)技术是NG-PON技术发展的重要方向。由于受逻辑距离限制,在分析典型网络结构的基础上,提出了基于远程协议转换(RPC)技术实现LR-PON的方案。LR-PON的馈线段采用点对点传输协议,而配线段采用PON协议,利用RPC转换,避开了PON逻辑距离的限制,使用10 G以太网光链路来扩展传输功能,提高了网络的鲁棒性。
长距离PON接入(LR-PON)技术是NG-PON技术发展的重要方向。由于受逻辑距离限制,在分析典型网络结构的基础上,提出了基于远程协议转换(RPC)技术实现LR-PON的方案。LR-PON的馈线段采用点对点传输协议,而配线段采用PON协议,利用RPC转换,避开了PON逻辑距离的限制,使用10 G以太网光链路来扩展传输功能,提高了网络的鲁棒性。
2015, 44(4): 500-504.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.004
摘要:
针对高误码率下的伪随机扰码快速盲识别问题,提出了一种结合基于m序列统计特征和基于卷积的快速相关攻击算法的盲识别方法。该方法通过基于m序列统计特性快速获得扰码器生成多项式和通过快速相关攻击准确获得扰码器初态。仿真实验表明,该方法与基于枚举法的扰码识别方法和快速相关攻击的扰码识别方法相比,在识别时间和识别正确率方面都有更好的性能表现。
针对高误码率下的伪随机扰码快速盲识别问题,提出了一种结合基于m序列统计特征和基于卷积的快速相关攻击算法的盲识别方法。该方法通过基于m序列统计特性快速获得扰码器生成多项式和通过快速相关攻击准确获得扰码器初态。仿真实验表明,该方法与基于枚举法的扰码识别方法和快速相关攻击的扰码识别方法相比,在识别时间和识别正确率方面都有更好的性能表现。
2015, 44(4): 505-507.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.005
摘要:
提出了一种接地板上开槽的耦合馈电紧凑型微带天线阵。通过采用耦合馈电技术,其工作宽频带和增益等特性优于传统的微带天线;在接地板开槽使得天线尺寸缩小,结构十分紧凑。给出了2.4 GHz频段天线阵列的实例,仿真和实验结果表明,可实现10%的相对带宽,并具有良好的辐射特性。
提出了一种接地板上开槽的耦合馈电紧凑型微带天线阵。通过采用耦合馈电技术,其工作宽频带和增益等特性优于传统的微带天线;在接地板开槽使得天线尺寸缩小,结构十分紧凑。给出了2.4 GHz频段天线阵列的实例,仿真和实验结果表明,可实现10%的相对带宽,并具有良好的辐射特性。
2015, 44(4): 508-512.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.006
摘要:
针对欠定盲分离中时变混合矩阵的估计问题,在稀疏域二维最小偏差角算法的基础上,提出了一种改进的欠定盲分离时变混合矩阵估计算法。该算法通过判断原始阵各列上是否都有观测点聚集和聚集在原始阵上的观测点以外的点的聚集方向,来检测变化时刻;并利用基于点密度大区域检测算法估计混合矩阵。改进算法对于混合矩阵发生某些列增加、消失和变化时均能检测出变化,并且在大幅提高变化时刻检测概率和混合矩阵估计精度的同时,降低了复杂度。实验仿真结果表明,在20 dB信噪比时,混合矩阵估计精度提高了60%以上。
针对欠定盲分离中时变混合矩阵的估计问题,在稀疏域二维最小偏差角算法的基础上,提出了一种改进的欠定盲分离时变混合矩阵估计算法。该算法通过判断原始阵各列上是否都有观测点聚集和聚集在原始阵上的观测点以外的点的聚集方向,来检测变化时刻;并利用基于点密度大区域检测算法估计混合矩阵。改进算法对于混合矩阵发生某些列增加、消失和变化时均能检测出变化,并且在大幅提高变化时刻检测概率和混合矩阵估计精度的同时,降低了复杂度。实验仿真结果表明,在20 dB信噪比时,混合矩阵估计精度提高了60%以上。
2015, 44(4): 513-518.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.007
摘要:
针对无线传感器网络(WSN)路由协议设计需首要解决的节能问题,提出一种将元胞自动机(CA)用于无线传感器网络的高效节能机制。该机制在路由层设置元胞处理模块,通过路由报文捎带CA信息网络节点自组织形成以sink节点为中心的多级元胞自动机区域,决策节点根据通信过程中携带的元胞信息切换传感节点的工作状态以实现节能。仿真结果验证了该机制能降低网络整体能量消耗,提高能量利用率,延长整个网络生存周期。
针对无线传感器网络(WSN)路由协议设计需首要解决的节能问题,提出一种将元胞自动机(CA)用于无线传感器网络的高效节能机制。该机制在路由层设置元胞处理模块,通过路由报文捎带CA信息网络节点自组织形成以sink节点为中心的多级元胞自动机区域,决策节点根据通信过程中携带的元胞信息切换传感节点的工作状态以实现节能。仿真结果验证了该机制能降低网络整体能量消耗,提高能量利用率,延长整个网络生存周期。
2015, 44(4): 519-523.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.008
摘要:
现有的两种低密度奇偶校验(LDPC)码加权比特翻转(WBF)译码算法虽然具有较低的实现复杂度,但纠错性能并不理想。该文基于对两种WBF算法的物理意义和它们之间内在联系的详细理论分析,提出一种可靠度外信息修正(ERA)方案。该方案显著提高了现有两种低复杂度译码算法校验方程可靠度的准确性,进而提高了翻转效率。仿真结果表明,在AWGN信道条件下,ERA方案能显著提高现有两种WBF算法的译码性能,获得显著译码增益,从而实现了译码复杂度和性能间的良好折中。
现有的两种低密度奇偶校验(LDPC)码加权比特翻转(WBF)译码算法虽然具有较低的实现复杂度,但纠错性能并不理想。该文基于对两种WBF算法的物理意义和它们之间内在联系的详细理论分析,提出一种可靠度外信息修正(ERA)方案。该方案显著提高了现有两种低复杂度译码算法校验方程可靠度的准确性,进而提高了翻转效率。仿真结果表明,在AWGN信道条件下,ERA方案能显著提高现有两种WBF算法的译码性能,获得显著译码增益,从而实现了译码复杂度和性能间的良好折中。
2015, 44(4): 524-527.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.009
摘要:
针对杂频振荡的影响,在三腔相对论速调管的基础上发展了四腔高增益相对论速调管。采用PIC粒子模拟软件,从整管上对四腔强流相对论速调管放大器的冷腔结构、束波互作用、微波提取等方面进行研究。为得到输出功率和效率的最优值,结构上采用了低互作用输入腔,设计了阶梯状结构漂移管,通过对输出腔作用间歇进行优化处理等措施抑制了电子回流和杂频振荡的抑制,实现了器件在高增益下的GW级高功率微波输出。模拟表明整管微波模拟输出功率达3.05 GW、效率22%、增益63 dB(种子微波功率2 kW),该器件在实验上获得了增益为61.4 dB(种子微波功率1.38 kW)高功率微波放大输出,微波脉冲宽度大于100 ns。
针对杂频振荡的影响,在三腔相对论速调管的基础上发展了四腔高增益相对论速调管。采用PIC粒子模拟软件,从整管上对四腔强流相对论速调管放大器的冷腔结构、束波互作用、微波提取等方面进行研究。为得到输出功率和效率的最优值,结构上采用了低互作用输入腔,设计了阶梯状结构漂移管,通过对输出腔作用间歇进行优化处理等措施抑制了电子回流和杂频振荡的抑制,实现了器件在高增益下的GW级高功率微波输出。模拟表明整管微波模拟输出功率达3.05 GW、效率22%、增益63 dB(种子微波功率2 kW),该器件在实验上获得了增益为61.4 dB(种子微波功率1.38 kW)高功率微波放大输出,微波脉冲宽度大于100 ns。
2015, 44(4): 528-533.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.010
摘要:
推导了共焦柱面准光波导的传输方程,对采用共焦柱面准光腔作为谐振腔的准光腔回旋管进行了理论研究,数值计算结果与实验结果相吻合。结果证明,共焦柱面准光波导的模式间隔度大,通过调节镜面宽度可调节腔内各模式的衍射损耗,使腔体内仅有TE0n模式可稳定存在,进而提高波导内工作模式的分割度。利用共焦柱面准光谐振腔替代传统回旋管的圆柱波导谐振腔,可大大降低回旋管中的模式竞争问题。在该结构中,n=1, 3, 5…模式可有效地实现二次谐波工作。
推导了共焦柱面准光波导的传输方程,对采用共焦柱面准光腔作为谐振腔的准光腔回旋管进行了理论研究,数值计算结果与实验结果相吻合。结果证明,共焦柱面准光波导的模式间隔度大,通过调节镜面宽度可调节腔内各模式的衍射损耗,使腔体内仅有TE0n模式可稳定存在,进而提高波导内工作模式的分割度。利用共焦柱面准光谐振腔替代传统回旋管的圆柱波导谐振腔,可大大降低回旋管中的模式竞争问题。在该结构中,n=1, 3, 5…模式可有效地实现二次谐波工作。
2015, 44(4): 534-538.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.011
摘要:
提出一种基于复功率守恒技术(CCPT)的广义散射矩阵(GSM)优化方法设计太赫兹波纹圆波导模式变换器。与传统的基于耦合波理论(CWT)的优化方法不同, 广义散射矩阵法对模式变换系统进行准确的全波分析,避免了耦合波方程组在计算反向波幅值时的数值计算困难,缩短了计算时间。广义散射矩阵法、耦合波法和HFSS仿真法结果吻合很好,前者耗费时间远小于后两者。该研究为太赫兹源的径向渐变波纹圆波导模式变换器研究提供了一种重要的理论分析手段。
提出一种基于复功率守恒技术(CCPT)的广义散射矩阵(GSM)优化方法设计太赫兹波纹圆波导模式变换器。与传统的基于耦合波理论(CWT)的优化方法不同, 广义散射矩阵法对模式变换系统进行准确的全波分析,避免了耦合波方程组在计算反向波幅值时的数值计算困难,缩短了计算时间。广义散射矩阵法、耦合波法和HFSS仿真法结果吻合很好,前者耗费时间远小于后两者。该研究为太赫兹源的径向渐变波纹圆波导模式变换器研究提供了一种重要的理论分析手段。
2015, 44(4): 539-543.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.012
摘要:
冷腔束流动力学问题是微波器件和太赫兹器件的基本问题。在经典物理学框架内把周期场中片状束的运动方程化为Duffing型Mathieu方程。利用摄动法讨论了系统在v =1共振线附近的运动行为,导出了系统频率响应和振幅响应,揭示了系统的跳跃现象和不稳定性。对线性近似下得到的部分结果进行了修正。
冷腔束流动力学问题是微波器件和太赫兹器件的基本问题。在经典物理学框架内把周期场中片状束的运动方程化为Duffing型Mathieu方程。利用摄动法讨论了系统在v =1共振线附近的运动行为,导出了系统频率响应和振幅响应,揭示了系统的跳跃现象和不稳定性。对线性近似下得到的部分结果进行了修正。
2015, 44(4): 544-549.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.013
摘要:
研究了用于求解电磁散射问题的WENO重构时域无网格算法。基于无网格点云结构,引入沿点云中心点和卫星点连线方向的局部一维坐标,并结合虚拟点的设置,构成在点云中实施三阶WENO重构所要求的模板,以便利用WENO重构计算中心点与卫星点连线中点处物理量的左右状态值,供通量运算。设置的虚拟点上的物理量则利用点云中已有的最近点插值系数直接插值确定。用发展的算法对典型的一维和二维电磁散射问题进行数值模拟,并与理论解和传统的基于线性重构的计算结果进行比较,验证了WENO重构获得的数值解比线性重构更接近理论解。给出了多体干扰电磁散射场算例,展示出用发展的算法处理复杂多体干扰情形的效果。
研究了用于求解电磁散射问题的WENO重构时域无网格算法。基于无网格点云结构,引入沿点云中心点和卫星点连线方向的局部一维坐标,并结合虚拟点的设置,构成在点云中实施三阶WENO重构所要求的模板,以便利用WENO重构计算中心点与卫星点连线中点处物理量的左右状态值,供通量运算。设置的虚拟点上的物理量则利用点云中已有的最近点插值系数直接插值确定。用发展的算法对典型的一维和二维电磁散射问题进行数值模拟,并与理论解和传统的基于线性重构的计算结果进行比较,验证了WENO重构获得的数值解比线性重构更接近理论解。给出了多体干扰电磁散射场算例,展示出用发展的算法处理复杂多体干扰情形的效果。
2015, 44(4): 550-556.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.014
摘要:
随钻声波测井仪能够伴随钻井作业,在泥浆侵入地层之前或侵入很浅时采集声波测井数据。然而目前在用的泥浆脉冲传输方式传输速率极低,井下仪器和地面系统之间只能进行简单的通信交互,大量声波测井数据无法实时上传到地面系统,从而导致地面人员不能实时监测地质状况。针对这一问题,该文将时差提取算法集成到井下电路系统中,在井下实现从声波测井数据中实时提取反映地层状况的时差信息,并将此时差处理结果实时上传到地面系统,地面作业人员则能够通过时差信息来实时了解地层状况,从而指导钻井作业。实验结果表明,该算法能够在井下电路中高效运行,且计算速度快、实时处理性能优异、时差提取精度高,完全满足随钻声波测井仪实际工作的需求。
随钻声波测井仪能够伴随钻井作业,在泥浆侵入地层之前或侵入很浅时采集声波测井数据。然而目前在用的泥浆脉冲传输方式传输速率极低,井下仪器和地面系统之间只能进行简单的通信交互,大量声波测井数据无法实时上传到地面系统,从而导致地面人员不能实时监测地质状况。针对这一问题,该文将时差提取算法集成到井下电路系统中,在井下实现从声波测井数据中实时提取反映地层状况的时差信息,并将此时差处理结果实时上传到地面系统,地面作业人员则能够通过时差信息来实时了解地层状况,从而指导钻井作业。实验结果表明,该算法能够在井下电路中高效运行,且计算速度快、实时处理性能优异、时差提取精度高,完全满足随钻声波测井仪实际工作的需求。
2015, 44(4): 557-562.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.015
摘要:
地震序列的时空相关性在地震运动趋势分析中发挥着基础性的作用。时空相关性的一个最直接作用是一个强震发生以后促使一定空间区域甚至全球范围的地震群的发生。该文借助现有空间点模式分析方法,通过均数中心,加权均数中心,几何均数中心和调和均数中心函数,尝试探索一种空间相关性方法来描述强震与其震后临近的非强震之间的相关性与趋势特性。该文研究工作中,相关性和趋势特性的物理基础是在地理学第一定律的背景下讨论的——任何事物之间时空相关。均数中心函数方法应用于中国境内地区。结果显示,中国境内强震震后的余震群并非以强震为均数中心均匀分布,其均数中心与强震空间位置存在明显偏移特征。
地震序列的时空相关性在地震运动趋势分析中发挥着基础性的作用。时空相关性的一个最直接作用是一个强震发生以后促使一定空间区域甚至全球范围的地震群的发生。该文借助现有空间点模式分析方法,通过均数中心,加权均数中心,几何均数中心和调和均数中心函数,尝试探索一种空间相关性方法来描述强震与其震后临近的非强震之间的相关性与趋势特性。该文研究工作中,相关性和趋势特性的物理基础是在地理学第一定律的背景下讨论的——任何事物之间时空相关。均数中心函数方法应用于中国境内地区。结果显示,中国境内强震震后的余震群并非以强震为均数中心均匀分布,其均数中心与强震空间位置存在明显偏移特征。
2015, 44(4): 563-578.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.016
摘要:
Rootkit是一种持久且难以察觉地存在于网络系统中的恶意代码,通过修改操作系统内核或更改指令执行路径,为攻击者提供隐匿自身、维持访问和软件窃听功能,已造成了严重的网络安全威胁。该文首先介绍了Rootkit的基本定义与演化过程,其次剖析了Windows系统中与Rootkit密切相关的内核组件和Rootkit的工作机制;然后讨论了Rootkit防御机制与检测方法;最后探讨了Rootkit的发展趋势和Rootkit防御的进一步研究方向。
Rootkit是一种持久且难以察觉地存在于网络系统中的恶意代码,通过修改操作系统内核或更改指令执行路径,为攻击者提供隐匿自身、维持访问和软件窃听功能,已造成了严重的网络安全威胁。该文首先介绍了Rootkit的基本定义与演化过程,其次剖析了Windows系统中与Rootkit密切相关的内核组件和Rootkit的工作机制;然后讨论了Rootkit防御机制与检测方法;最后探讨了Rootkit的发展趋势和Rootkit防御的进一步研究方向。
2015, 44(4): 579-583.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.017
摘要:
消息认证是合法发送方Alice传输消息M给合法的接收方Bob并向Bob认证M的交互过程。为了防止敌手Eve的攻击,Alice和Bob通常共享了一个安全密钥。该文考察如下认证框架：Alice首先通过无噪声信道将消息M发送给Bob;Alice接着利用消息M和安全密钥K生成一个认证标签;Alice再将认证标签转化为码字Xn;最后,Alice通过窃听信道模型将码字Xn传输给Bob。该文定义了固定标签率下的安全认证信道容量,并证明该认证信道容量等于H(X|Z)。特别地,证明了文献[15]提出的协议在该文的认证模型中是可达容量的。
消息认证是合法发送方Alice传输消息M给合法的接收方Bob并向Bob认证M的交互过程。为了防止敌手Eve的攻击,Alice和Bob通常共享了一个安全密钥。该文考察如下认证框架：Alice首先通过无噪声信道将消息M发送给Bob;Alice接着利用消息M和安全密钥K生成一个认证标签;Alice再将认证标签转化为码字Xn;最后,Alice通过窃听信道模型将码字Xn传输给Bob。该文定义了固定标签率下的安全认证信道容量,并证明该认证信道容量等于H(X|Z)。特别地,证明了文献[15]提出的协议在该文的认证模型中是可达容量的。
2015, 44(4): 584-588.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.018
摘要:
基于模拟退火算法,利用深度信息对三维人脸进行匹配和识别。通过具有全局优化能力的模拟退火算法搜索获取全局极值,选择合适的适应度函数MLESAC和SIM控制匹配过程获得识别结果。基于“由粗到细”的思想,分3步匹配三维人脸,并对精准匹配阶段进行改进,通过选择合适的区域和分类器能够更好地应对表情的影响。实验结果表明,模拟退火算法跳出了局部最优解而获得了全局优化解,同时通过选择MLESAC和SIM作为不同匹配阶段的适应度函数能够有效控制匹配过程,提高了识别精准率。
基于模拟退火算法,利用深度信息对三维人脸进行匹配和识别。通过具有全局优化能力的模拟退火算法搜索获取全局极值,选择合适的适应度函数MLESAC和SIM控制匹配过程获得识别结果。基于“由粗到细”的思想,分3步匹配三维人脸,并对精准匹配阶段进行改进,通过选择合适的区域和分类器能够更好地应对表情的影响。实验结果表明,模拟退火算法跳出了局部最优解而获得了全局优化解,同时通过选择MLESAC和SIM作为不同匹配阶段的适应度函数能够有效控制匹配过程,提高了识别精准率。
2015, 44(4): 589-593.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.019
摘要:
提出一种AdaBoost人脸检测的定点型优化算法,该算法以AdaBoost人脸检测原型算法为基础,分析了Cascade瀑布式级联分类器中弱分类器与强分类器分类计算的特点,有效分解了弱分类器与强分类器的计算过程,从而现实了强分类器与弱分类器相关模型参数有效分离标定。优化算法进一步利用图像积分图及弱分类器计算特点,完成对弱分类器计算过程及相关模型参数的定点型转化;同时,利用强分类器浮点的计算精度要求,完成强分类器计算过程及相关模型参数的定点型转化。该定点型AdaBoost人脸检测方法计算精度逼近原浮点型算法计算精度,保持了较高的人脸检测正确率,并利于后期的SIMD并行计算方法优化,同时,也利于算法在定点型嵌入式设备上的移植与优化。
提出一种AdaBoost人脸检测的定点型优化算法,该算法以AdaBoost人脸检测原型算法为基础,分析了Cascade瀑布式级联分类器中弱分类器与强分类器分类计算的特点,有效分解了弱分类器与强分类器的计算过程,从而现实了强分类器与弱分类器相关模型参数有效分离标定。优化算法进一步利用图像积分图及弱分类器计算特点,完成对弱分类器计算过程及相关模型参数的定点型转化;同时,利用强分类器浮点的计算精度要求,完成强分类器计算过程及相关模型参数的定点型转化。该定点型AdaBoost人脸检测方法计算精度逼近原浮点型算法计算精度,保持了较高的人脸检测正确率,并利于后期的SIMD并行计算方法优化,同时,也利于算法在定点型嵌入式设备上的移植与优化。
2015, 44(4): 594-598.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.020
摘要:
针对大规模网络安全数据可视分析效率低下的问题,提出了一种异构树网络安全数据组织方法,提高了数据分析的实时性。为了增强分析系统的可交互性和提高对网络安全数据的分析效率,设计了一种针对大规模网络的三维多层球面空间可视化模型(MSVM);开发了基于以上技术的3D可视分析原型系统。实验结果表明,该方法针对大规模、高离散度的网络安全数据具有较强的分析能力,能够有效识别不同类型的入侵访问,便于网络取证。
针对大规模网络安全数据可视分析效率低下的问题,提出了一种异构树网络安全数据组织方法,提高了数据分析的实时性。为了增强分析系统的可交互性和提高对网络安全数据的分析效率,设计了一种针对大规模网络的三维多层球面空间可视化模型(MSVM);开发了基于以上技术的3D可视分析原型系统。实验结果表明,该方法针对大规模、高离散度的网络安全数据具有较强的分析能力,能够有效识别不同类型的入侵访问,便于网络取证。
2015, 44(4): 599-604.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.021
摘要:
考虑网络事件的时间距离,基于半结构化网页中不同位置特征项重要程度的不同,提出改进的single-pass文本聚类算法single-pass*,优势在于对Web文本不同位置特征项的加权处理,仅需计算新文档与同类别种子文档间的相似度。实验结果表明,相比single-pass,改进算法极大减少了漏检率和错检率,降低了由于新文本流内文档进行相似度计算导致系统性能的下降,平均提高Web文本聚类效率40%。将聚类后的Web文本应用于网络舆情分析,进行主题关注度分析和话题热度特性分析。
考虑网络事件的时间距离,基于半结构化网页中不同位置特征项重要程度的不同,提出改进的single-pass文本聚类算法single-pass*,优势在于对Web文本不同位置特征项的加权处理,仅需计算新文档与同类别种子文档间的相似度。实验结果表明,相比single-pass,改进算法极大减少了漏检率和错检率,降低了由于新文本流内文档进行相似度计算导致系统性能的下降,平均提高Web文本聚类效率40%。将聚类后的Web文本应用于网络舆情分析,进行主题关注度分析和话题热度特性分析。
2015, 44(4): 605-610.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.022
摘要:
针对如何让消费者在海量评论中快速找到自己感兴趣的评论,该文提出了一个基于奇异值分解的个性化评论推荐系统RevRecSys。该方法首先构建了用户-特征矩阵和评论-特征矩阵;然后利用矩阵分解技术把这两个矩阵压缩到隐因子向量空间;最后通过匹配用户的隐因子向量空间和评论的隐因子向量空间实现评论推荐。通过实验,验证了RevRecSys相比现有的方法,可以获得更好的推荐效果。
针对如何让消费者在海量评论中快速找到自己感兴趣的评论,该文提出了一个基于奇异值分解的个性化评论推荐系统RevRecSys。该方法首先构建了用户-特征矩阵和评论-特征矩阵;然后利用矩阵分解技术把这两个矩阵压缩到隐因子向量空间;最后通过匹配用户的隐因子向量空间和评论的隐因子向量空间实现评论推荐。通过实验,验证了RevRecSys相比现有的方法,可以获得更好的推荐效果。
2015, 44(4): 611-616.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.023
摘要:
针对水系河网的非欧时空特征限制了数据查询效率,提出了一种面向水系河网的建模与索引方法。该方法首先建立水系河网的多尺度图论化模型,在此基础上定义河段的概念,并建立基于河段的流域水系河网索引(BRR-Tree)实现水利领域特征的表达,用以实现水利领域语义查询
针对水系河网的非欧时空特征限制了数据查询效率,提出了一种面向水系河网的建模与索引方法。该方法首先建立水系河网的多尺度图论化模型,在此基础上定义河段的概念,并建立基于河段的流域水系河网索引(BRR-Tree)实现水利领域特征的表达,用以实现水利领域语义查询
2015, 44(4): 617-622.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.024
摘要:
管制员的语音通信行为对空中交通的安全高效运行至关重要。借鉴人类动力学的理论和方法,深入分析了北京、上海、重庆和贵阳4个地区繁忙扇区的管制员语音通信数据,通过研究其时间分布特征挖掘了空中交通管制员的动力学行为。首先使用去趋势波动分析法发现管制员通信间隔时间的长程相关性;然后使用最大似然估计法近似判别所有通信间隔时间较符合逆高斯分布,而通信时间间隔大于11 s的数据更符合幂律分布特征,且幂指数 。分析结果表明,人类在面临压力时执行任务的动力学行为与其他日常行为相似,行为发生的间隔分布具有重尾特征,个体的分布具有差异性;管制扇区的类型,即区域管制扇区和进近管制扇区对管制员行为特征的影响不明显。
管制员的语音通信行为对空中交通的安全高效运行至关重要。借鉴人类动力学的理论和方法,深入分析了北京、上海、重庆和贵阳4个地区繁忙扇区的管制员语音通信数据,通过研究其时间分布特征挖掘了空中交通管制员的动力学行为。首先使用去趋势波动分析法发现管制员通信间隔时间的长程相关性;然后使用最大似然估计法近似判别所有通信间隔时间较符合逆高斯分布,而通信时间间隔大于11 s的数据更符合幂律分布特征,且幂指数 。分析结果表明,人类在面临压力时执行任务的动力学行为与其他日常行为相似,行为发生的间隔分布具有重尾特征,个体的分布具有差异性;管制扇区的类型,即区域管制扇区和进近管制扇区对管制员行为特征的影响不明显。
2015, 44(4): 623-626.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.025
摘要:
利用电化学方法,在多通道神经微电极阵列芯片上制备聚吡咯氧化石墨烯薄膜材料,并对该材料的电化学行为进行了分析。对神经微电极阵列芯片采用计时电压法探究,确定了定向修饰聚吡咯氧化石墨烯薄膜的最佳电沉积条件。微电极阵列芯片为多通道实时检测神经细胞的电生理和电化学信号提供了一种新的器件,但其检测灵敏度、信噪比需进一步的提高。将聚吡咯氧化石墨烯的平面微电极阻抗值降低了92.1%,且提高了对多巴胺循环伏安响应的灵敏度,对神经电生理信号和电化学信号的检测具有重要意义。
利用电化学方法,在多通道神经微电极阵列芯片上制备聚吡咯氧化石墨烯薄膜材料,并对该材料的电化学行为进行了分析。对神经微电极阵列芯片采用计时电压法探究,确定了定向修饰聚吡咯氧化石墨烯薄膜的最佳电沉积条件。微电极阵列芯片为多通道实时检测神经细胞的电生理和电化学信号提供了一种新的器件,但其检测灵敏度、信噪比需进一步的提高。将聚吡咯氧化石墨烯的平面微电极阻抗值降低了92.1%,且提高了对多巴胺循环伏安响应的灵敏度,对神经电生理信号和电化学信号的检测具有重要意义。
2015, 44(4): 627-630.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.026
摘要:
针对神经科学基础研究对神经信息检测仪器的迫切需求,研制了双模态神经信息检测分析仪器。该检测仪由中央控制模块、电生理检测模块、电化学检测模块、数据采集模块及多通道神经信息分析处理软件组成,能实现128通道神经电生理信号和8通道神经电化学信号的检测。采用模拟神经信号发生器对该分析仪进行了电生理检测模块性能测试,能实时检测、分析处理128通道的微弱神经电生理信号,提取的Spike信号峰-峰值为320 µV。结合64通道离体微电极阵列,采用电化学循环伏安扫描可实现对不同浓度抗坏血酸溶液的检测。实验结果表明,该分析仪能实现对微弱神经电生理和递质电化学信号的检测,为神经信息双模检测奠定了技术基础。
针对神经科学基础研究对神经信息检测仪器的迫切需求,研制了双模态神经信息检测分析仪器。该检测仪由中央控制模块、电生理检测模块、电化学检测模块、数据采集模块及多通道神经信息分析处理软件组成,能实现128通道神经电生理信号和8通道神经电化学信号的检测。采用模拟神经信号发生器对该分析仪进行了电生理检测模块性能测试,能实时检测、分析处理128通道的微弱神经电生理信号,提取的Spike信号峰-峰值为320 µV。结合64通道离体微电极阵列,采用电化学循环伏安扫描可实现对不同浓度抗坏血酸溶液的检测。实验结果表明,该分析仪能实现对微弱神经电生理和递质电化学信号的检测,为神经信息双模检测奠定了技术基础。
2015, 44(4): 631-635.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.027
摘要:
在减振器中采用电流变液,通过控制电场实时响应路面激励,提高客车对振动响应的智能性。基于车辆1/4动力学模型的分析表明,在0～25 Hz路面激励下,车身加速度、相对动载、悬架动挠度的共振响应峰值分别减小52.9%、52.6%、60.0%。线性二次型最优控制理论的仿真结果表明,主动悬架系统的车身振动加速度减小0.37 m/s2,悬架动挠度值减小4.3 mm,轮胎变形量基本不变(仅约0.1 mm),实现了良好的减振性能,从而提高了行驶平顺性、被动悬架系统稳定性。不同路面状况下所需的场强幅值为3.5 kV/mm、能耗约为225 W,为配套电源的设计提供了依据。
在减振器中采用电流变液,通过控制电场实时响应路面激励,提高客车对振动响应的智能性。基于车辆1/4动力学模型的分析表明,在0～25 Hz路面激励下,车身加速度、相对动载、悬架动挠度的共振响应峰值分别减小52.9%、52.6%、60.0%。线性二次型最优控制理论的仿真结果表明,主动悬架系统的车身振动加速度减小0.37 m/s2,悬架动挠度值减小4.3 mm,轮胎变形量基本不变(仅约0.1 mm),实现了良好的减振性能,从而提高了行驶平顺性、被动悬架系统稳定性。不同路面状况下所需的场强幅值为3.5 kV/mm、能耗约为225 W,为配套电源的设计提供了依据。
2015, 44(4): 636-640.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.028
摘要:
针对电动汽车的充电提出一种电价控制策略。聚合管理者集中管理电动汽车的电池,并且考虑用电高峰时电网的电能供给有限,通过电价控制调整充电的需求量。采用自适应动态规划,通过在线网络训练,得到最优的电价策略。仿真结果表明,该自适应电价控制方法能够通过学习电动汽车的移动性和充电过程,从而调整实际充电需求量至期望水平,保证智能电网的稳定运行。
针对电动汽车的充电提出一种电价控制策略。聚合管理者集中管理电动汽车的电池,并且考虑用电高峰时电网的电能供给有限,通过电价控制调整充电的需求量。采用自适应动态规划,通过在线网络训练,得到最优的电价策略。仿真结果表明,该自适应电价控制方法能够通过学习电动汽车的移动性和充电过程,从而调整实际充电需求量至期望水平,保证智能电网的稳定运行。
