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2013年  第42卷  第4期

复杂性科学专栏
人类行为时空特性的统计力学
周涛, 韩筱璞, 闫小勇, 杨紫陌, 赵志丹, 汪秉宏
2013, 42(4): 481-540. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.001
摘要:
人类行为的定量化分析, 特别是时空统计规律的挖掘和建模, 是当前统计物理与复杂性科学研究的热点. 对人类行为的深入理解, 有助于解释若干复杂的社会经济现象, 并在舆情监控、疾病防治、交通规划、呼叫服务、信息推荐等方面产生应用价值. 该文综述人类行为时间和空间特性方面的研究进展, 内容包括人类行为时间特性的实证分析和建模, 人类行为空间特性的实证分析和建模, 以及人类行为统计分析的应用研究. 该文还将评述当前研究存在的亮点和不足, 指出若干亟待解决的重大理论和实际问题.
通信与信息工程
基于游程统计的自同步扰码多项式阶数估计
黄芝平, 周靖, 苏绍璟, 刘纯武, 吕喜在
2013, 42(4): 541-545. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.002
摘要:
为了获取数字通信中未知线路的自同步加扰信息, 提出了一种自同步扰码多项式的阶数估计方法. 通过对自同步加扰序列的游程特性进行深入研究, 发现了自同步加扰序列的游程统计结果与自同步扰码多项式阶数的对应关系. 利用这一关系, 通过对接收到的自同步加扰序列进行不同长度的游程统计, 根据统计结果的极值变化可以估计出未知线路自同步扰码多项式的阶数. 实验结果验证了理论分析的正确性和自同步扰码多项式阶数估计方法的有效性.
加权信号张量子空间拟合算法
李楠, 程锦房, 钱富
2013, 42(4): 546-548,591. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.003
摘要:
提出了一种基于三阶张量高阶奇异值分解的声矢量阵列加权信号张量子空间拟合算法. 首先对声矢量阵接收信号进行三阶张量建模, 并通过高阶奇异值分解得到信号张量子空间, 从而结合加权信号子空间拟合算法进行空间方位谱估计. 由于基于高阶奇异值分解得到的信号张量子空间相比于传统的矩阵奇异值分解得到的信号子空间能够更好地抑制噪声, 并且体现了多维数据之间的关联关系, 因此具有更高的方位估计精度. 理论和仿真结果表明: 该方法在低信噪比、等强度不相关信号和强相关信号条件下仍具有良好的目标分辩能力和稳定性, 工程应用价值较高.
基于Overlay-Underlay的功率控制路由算法
黄玉清, 王娇, 江虹
2013, 42(4): 549-554. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.004
摘要:
对现有混合式认知无线电网络频谱共享模型进行改进, 解决了现有路由算法在干扰与时延处理方面的缺陷, 提出了一种基于Overlay-Underlay频谱共享的路由算法. 该算法以着色图为路由分析模型, 以最短路径和链路状态作为路由指标, 以最小累积干扰为信道分配指标, 优先接入空闲授权信道, 否则利用功率冗余接入, 发展了一种具有功率控制的端到端路径选择和信道分配方法. 仿真研究结果表明了该算法的有效性, 与现有路由算法相比, 提高了网络吞吐量, 降低了丢包率和端到端时延.
改进的枝切法在相位展开中的应用
张妍, 冯大政, 曲小宁, 顾潮琪
2013, 42(4): 555-558. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.005
摘要:
该文在Goldstein枝切法的基础上提出了一种改进的枝切法. 该算法对干涉图中的正负残差点进行组合, 再以枝切线的长度和作为评价值对干涉图中的正负残差点进行重新替换组合, 使整体枝切线的长度和减小, 有效地克服了相位解缠时在残差点密集区易出现的"孤岛现象"问题. 仿真数据以及实测数据验证了该算法的可行性和有效性.
基于三次相位补偿的运动目标参数估计
夏猛, 杨小牛
2013, 42(4): 559-564. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.006
摘要:
针对加速度在合成孔径雷达运动目标检测中会产生三次相位影响静止目标抑制和参数估计精度的问题, 提出基于三次相位补偿的参数估计方法. 在分析信号模型的基础上, 通过在时间-调频率平面内采用类似Dechirp和一维搜索的方法实现三次相位的补偿; 完成相位补偿后, 为克服某些时频分布中峰值重叠可能带来的目标丢失问题, 利用改进的分数阶傅里叶变换方法进行运动目标参数估计, 并给出了具体的参数估计方法. 最后, 计算机仿真验证了该方法的正确性和有效性.
计算机工程与应用
软件可靠性模型现状与研究
耿技, 聂鹏, 秦志光
2013, 42(4): 565-570. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.007
摘要:
对近几十年中用于正确评估预测软件系统可靠性的主要模型进行了回顾性研究. 对基于模型采用的数学工具, 将文献中的模型分为解析性模型和启发性模型. 再对于模型假设以及模型主要思想进行了研究和分析. 最后对软件系统可靠性模型研究趋势和存在的问题进行了展望.
一种基于信用的综合蠕虫检测算法
杨宏宇, 米耘锋
2013, 42(4): 571-576. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.008
摘要:
提出一种基于信用的综合蠕虫检测算法(CBCWD). 首先, 通过检测对比实验对连接成功概率参数进行优化设定; 其次, 在对基于信用的连接率限制算法响应策略进行了重新设计, 以此为基础对该算法的响应处理过程进行了改进. 在上述研究基础上, 设计一种基于信用的综合蠕虫检测算法. 该算法通过监测网络流量信息, 对监测事件执行响应策略, 通过攻击条件判定和综合分析得出检测结果. 采用NUST 2011开放数据集进行5种不同频率的攻击检测对比实验, 实验结果表明该算法具有更高的检测率和更低的误报率.
DNS对CDN流媒体服务质量的影响
秦臻, 周帆, 李乐民
2013, 42(4): 577-580. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.009
摘要:
为了提供高质量的流媒体服务, 内容发布网络(CDN)利用域名解析系统(DNS), 将用户重定向到附近的内容服务器. 域名解析系统的发展, 尤其是基于IP Anycast的域名解析系统的兴起(如Google Public DNS, Open DNS), 将对CDN网络的内容发布机制造成影响. 与Web、Email等其他的Internet服务相比, 流媒体服务对网络资源有较高的要求, DNS对其影响更明显. 该文阐明基于IP Anycast的域名解析系统对CDN网络内容发布模型的冲击, 分析了其影响流媒体服务质量的各种因素, 通过实验比较当使用不同域名解析服务时, CDN网络承载的流媒体的服务质量.
QoS容忍下QoE的Logistic回归评估模型
吴吉祥, 夏靖波, 李路, 魏伟
2013, 42(4): 581-585. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.010
摘要:
用户感知质量(QoE)评估为有序多分类问题, 可以将Logistic回归模型应用于QoE的评估. 基于Logistic回归模型的基本原理, 建立QoE等级概率分布回归模型, 该模型能够完成服务质量(QoS)参数到用户QoE等级累积概率分布的映射. 提出考虑QoS容忍值的QoE评估方法, 该方法可以消除较好QoS指标对较差QoS指标的补偿作用, 在给出QoE所属等级的同时能够给出详细的QoE等级概率分布情况. 应用该方法对Web业务QoE进行了评估, 所提供的评估信息更详细, 评估结果更准确.
基于车辆运动轨迹的VANETs位置验证
徐会彬, 施星君, 任斌, 薛小平
2013, 42(4): 586-591. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.011
摘要:
正确的位置信息在维护VANETs的正常运行扮演着重要的角色, 恶意节点的位置欺骗将严重影响VANETs诸多应用. 通过对节点的位置验证以检测节点的位置欺骗是VANETs重要的研究领域. 针对VANETs中车辆移动的相对速度较高, 网络拓扑结构频繁变化, 传统WSN和MANET中的位置验证方案不再适用于VANETs, 提出基于车辆的运动轨迹位置验证方案, 采用最小二乘法对车辆进行连续定位跟踪, 并绘制其行驶路线, 与邻居车辆的行驶路线、速度相比较, 计算其吻合度, 检测位置欺骗. 仿真结果表明, 该方案有较低的漏警率和虚警率, 当恶意节点的欺骗距离达到30m时, 漏警率和虚警率接近于0.
基于NSVM的核空间训练数据减少方法
王晓, 刘小芳
2013, 42(4): 592-596. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.012
摘要:
针对核空间中大数据集的计算代价高问题, 提出用NSVM方法减少分类器的训练数据. 先用NSVM、核主成分分析(KPCA)和贪婪KPCA分别从全部训练数据中提取训练分类器的子集; 再用子集训练分类器, 并用训练和测试数据的错分率对分类结果进行评价. 在两个数据集和两种分类器中, 用KPCA提取的子集训练的分类器的分类性能弱于NSVM和贪婪KPCA, 但用贪婪KPCA提取的子集训练的分类器的泛化能力弱于NSVM. 仿真结果表明, 用NSVM方法提取的子集训练的分类器, 不仅保证了分类器的泛化能力, 也降低了分类算法的计算复杂度.
基于二叉扫描树的电调天线设备扫描算法
李文生, 罗仁泽, 邓春健
2013, 42(4): 597-602. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.013
摘要:
针对ASIG协议的不足, 提出了基于二叉扫描树的电调天线设备扫描算法. 叶扫描阶段重用上一轮扫描的对应可读周期的扫描码, 直接对可读结点进行扫描识别; 根扫描阶段从根结点开始扫描, 对新增设备扫描识别. 通过利用自适应冲突避免机制和叶-根两阶段扫描方法, 有效地减少了扫描过程中冲突次数. 仿真实验表明, 该算法能有效地减少电调天线设备扫描时间, 提高了设备扫描识别效率.
基于缩放不变矩的鲁棒DCT域图像拷贝检测方法
余艳玮, 周学海, 许华杰
2013, 42(4): 603-608. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.014
摘要:
提出一种基于不变矩的DCT域图像拷贝检测方法, 选取图像亮度分量的整体DCT变换后的中低频系数的符号作为其DCT域特征, 分别计算原始图像及其角度规范化后图像的DCT域特征, 计算并比较查询图像与图像库中图像的两类特征的相关性, 取较大的相关值来判断图像是否存在拷贝. 图像的整体DCT中低频系数已被验证对于信号处理攻击鲁棒性高, 且随着图像缩放攻击呈规律性变化, 因而利用图像的整体DCT中低频系数构建的DCT域特征对于信号处理和图像缩放攻击鲁棒性高; 利用图像的缩放不变矩估算出图像特征角度, 再依据特征角度对图像进行角度规范化可消除旋转失真的影响, 因而利用角度规范化后的图像的DCT域特征能抵抗旋转、以及旋转和等比例缩放的混合攻击. 实验结果证明在抗旋转和包含旋转的混合攻击方面, 该算法的检测效果明显优于已有算法.
基于GIS和改进DEA模型的医疗资源便利性评价
彭程, 陈志芬, 吴华瑞
2013, 42(4): 609-614. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.015
摘要:
科学评价医疗资源的便利性, 对于合理配置有限的医疗资源有着重要的现实意义. 该文分析了社区医疗资源便利性的评价对象、服务内容、时空维度的特点, 分别从医疗机构提供服务的便利性和社区获得服务的便利性两个方面建立评价指标体系. 基于数据包络分析(DEA)模型并做无输入改进, 提出了医疗资源便利性评价方法. 在此基础上, 借助GIS的网络分析、叠加分析等功能, 考虑道路交通、人口分布及医疗机构分布等空间信息, 计算医疗资源便利性评价的指标值. 将该方法应用于北京郊区某镇, 验证了该方法的有效性.
基于分组的MPS进近航班着陆调度算法研究
刘洪, 杨红雨, 彭莉娟
2013, 42(4): 615-620. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.016
摘要:
讨论了机场终端区到达航班流的着陆调度规划问题. 以航班总延误时间最小为目标函数, 考虑了复杂的空中管制约束, 提出了基于分组的MPS为1的隐枚举排序算法. 该算法考虑了空中交通管制的多种约束条件, 首先, 分航路对航班进行分组; 其次, 根据约束条件初始化位置许可矩阵; 然后建立解空间树搜索最优解. 通过边界条件选取、无效分支判断、次优序列淘汰的设计提高了算法求解速度. 结合真实数据, 用计算机仿真实验对该算法进行了验证, 结果表明, 该算法能满足复杂空中交通管制条件下的各种限制约束, 有效减少交通延误和提高空域利用率.
余弦度量和适应度函数改进的聚类方法
施侃晟, 刘海涛, 白英彩, 宋文涛, 洪亮亮
2013, 42(4): 621-624. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.017
摘要:
K-均值算法因其简单和高效性, 在文本聚类中占有重要地位. 针对传统的K-均值算法对初始点敏感、易陷入局部最优的问题, 结合遗传算法已经成为一种趋势. 在充分发挥K-均值算法的高效性的同时, 该文利用遗传算法的全局自适应优化特点克服了对初始点敏感的问题. 同时, 以余弦度量评价对象间的相似性并以此构造新的遗传算法适应度函数、收敛准则以及遗传算法种群更新方式, 提高了K-均值和遗传算法这种结合方式的聚类精度, 并增强了该结合算法的稳定性.
多比例时滞细胞神经网络的全局一致渐近稳定性
周立群
2013, 42(4): 625-629. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.018
摘要:
对一类具多比例时滞细胞神经网络进行研究, 利用变换zi(t)=yi(et) 将具多比例时滞细胞神经网络变换成变系数常时滞的细胞神经网络. 通过构造合适的Lyapunov泛函, 给出了几个保证该系统全局一致渐近稳定的时滞独立的充分条件, 并给出例子验证所得结论的正确性.
电子信息材料与器件
磁致伸缩位移传感器Fe57Ni43波导丝的磁电特性研究
周新志, 余超, 熊胤琪, 薛莲, 赵光远
2013, 42(4): 630-634. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.019
摘要:
磁致伸缩位移传感器(MDS)波导丝的相关特性直接决定了其工程应用的精确性和可靠性. 针对目前MDS波导丝的磁电特性鲜有报道, 以Fe57Ni43波导丝为例, 结合Fe57Ni43的材料特性, 一方面利用有限元仿真软件(ANSYS)建立波导丝的有限元模型对其磁场特性进行了研究; 另一方面, 通过构建基于数字信号处理(DSP)的电子信息系统对波导丝回波电信号特性进行了分析. 最终, 从磁电特性的角度为Fe57Ni43波导丝应用于磁致伸缩位移传感器提供了理论依据.
基于失效物理的电路板寿命预测案例研究
吕卫民, 胡冬, 谢劲松
2013, 42(4): 635-640. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.04.020
摘要:
舰载电子产品中电路板运用有效的寿命预测技术, 可满足舰载武器寿命周期内的特定需求, 从而提高其贮存期内维修保障的效率. 依照基于失效物理的寿命预测流程, 以典型舰载电子产品中的某个电路板为案例, 拟定出3个薄弱环节, 并参考该电子产品的实际应用情况, 经剪裁后得到了其典型寿命周期环境载荷剖面且加载该剖面; 同时对电路板温度分布、结构动力振动进行了有限元仿真计算, 得出了该电路板上薄弱环节的寿命及其变化范围, 从而预测出该电路板的寿命为3.25年; 最后进一步分析了模型中电磁继电器对于空气的等效标准漏率以及应用环境中相对湿度对寿命的影响.