针对ESM/雷达协同反隐身探测中的指示搜索问题,引入模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)理论,给出指示搜索任务规划的MPC框架,建立指示搜索的目标状态预测模型和在线滚动优化模型.针对模型求解,引入粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法,设计了高维矩阵粒子编码方式,引入尺度计算因子处理边界约束,引入概率模型处理离散变量,设计实现了一种"多主节点-单从节点"的 (Multi-Master-Single-Slave,MM-SS)多种群并行计算策略.仿真结果表明,所建立的模型能够在不确定、多目标环境下实现对多雷达的高效协同控制,所提出的模型求解算法能够实现对滚动优化问题的快速、高效求解,即模型和算法的有效性得到了验证.
本文旨在通过穿墙雷达图像对建筑物内部结构进行重构,提出了一种利用图理论中的最小生成树(Minimum Spanning Tree,MST)对建筑物结构进行重构的方法.文中基于建筑物内部墙-墙-地板构成的三面角给出了建筑物布局图模型,并定义了节点集合和边集合,随后给出了图当中任意两个节点之间所连边的权重定义.最后,利用MST方法对建筑物内部结构进行重构,仿真结果和暗室测量结果验证了该方法的有效性.
为解决存在数据关联不确定、检测不确定和杂波情况下的多目标跟踪问题,提出了一种新的多目标贝叶斯滤波器.代替维持多目标状态的联合后验密度,所提出的贝叶斯滤波器联合传递各个目标状态的边缘分布和它们的存在概率.为了处理目标运动和传感器测量模型中的非线性,利用无迹变换技术提出了一种非线性高斯条件下边缘分布贝叶斯滤波器的近似实现算法.仿真实验结果表明,与PHD(Probability Hypothesis Density)滤波器相比,所提出的滤波器具有更好的多目标跟踪能力.
针对多子阵互耦影响下的非圆信号波达方向(Direction-Of-Arrival,DOA)估计问题,给出了一种针对最大非圆率信号的互耦自校正算法.该算法利用均匀线阵互耦矩阵的带状、对称Toeplitz性和多子阵互耦矩阵的块状对角特性,能够与传统的互耦秩减估计器一样避免多维搜索和迭代运算.并且通过结合信号的非圆特性来扩展数据模型,使得其估计精度较传统的互耦秩减估计算法有明显提升,可分辨信源数也有所增加.对该算法的理论性能进行研究,分析了其对未知参数的可辨识性必要条件,并基于最大非圆率信号模型给出了相应的克拉美罗界(Cramér-Rao Bound,CRB).仿真结果表明,该算法较传统的互耦秩减估计算法在低信噪比、小快拍数下有更强的鲁棒性.
当前评估节点传播能力的工作大多针对静态网络.本文采用演化图模型对机会社会网络进行刻画,通过将传统通路(walk)的概念和静态图中的Katz中心性度量扩展到动态网络中,提出了一种基于历史相遇记录评估节点消息分发能力的方法.进一步,针对消息的时效性特性,本文提出了消息随时间推移效用递减的节点传播能力分析模型,该模型考虑了消息所有可能经历的空间和时间通路,并沿时间方向向下加权以描述消息时效性递减效应,可用于有效计算和预测节点的消息转发能力.本文的结论通过真实数据得到了验证.
目前经典的基于微分同胚非刚体变换的标记点匹配算法虽然克服了以往非微分同胚变换方法不能处理大形变非刚体变换的问题,但是普遍存在时空复杂度较高,算法收敛速度较慢以及匹配精确性和变换光滑性不能兼顾等问题.针对这些问题,本文提出了一种新的基于恒定动量矢量的快速大形变微分同胚非刚体标记点集匹配算法,该方法利用拉格朗日坐标系下的恒定动量矢量以及时间依赖的多尺度再生核来构造速度矢量场,然后采用基于规则化控制参数的确定性退火机制来搜索最优动量矢量,从而得到最终的微分同胚变换形变场.最后实验验证了本文所提新算法能使匹配的精确性和变换的光滑性达到较好的平衡兼顾,而且也较大程度地降低了算法的时间复杂度以及空间复杂度.
为了提高非线性信道盲均衡的性能、降低运算复杂度,本文以Hammerstein模型代替传统的Volterra级数模型来模拟非线性信道,利用非线性信道接收信号呈现非圆性的特点,构造了一种新的基于Wiener非线性模型的广义线性盲均衡器,并在常模准则的基础上提出了NCWL-CMA和NCWL-CMA Newton-like两种非线性信道广义线性盲均衡器抽头系数更新算法.理论分析和仿真实验结果表明,与传统盲均衡算法相比,新算法显著地降低了剩余码间干扰,提高了收敛速度.
最小二乘是现有贪婪迭代类压缩感知重构算法中通用的信号估计方法,其未考虑到可能将量测噪声引入信号估计的情况.针对以上不足,提出一种基于Monte Carlo采样的压缩感知弱匹配去噪重构算法.该算法在未知信号稀疏度先验的条件下,通过引入递推Bayesian估计减小量测噪声的干扰;同时,以弱匹配的方式筛选出有效的原子,并剔除冗余原子进而重构原信号.新算法继承了现有贪婪迭代类算法的有效性,同时避免了因噪声干扰或稀疏度未知导致的重构失败.理论分析和实验表明,新算法在同等条件,尤其是非高斯噪声情况下,重构性能优于现有典型贪婪迭代类算法,且其运算时间低于BPDN算法和同类的KF-SAMP算法.
本文提出一种基于稀疏表达残差的非参数化运动目标检测算法,在假设前景变化相对静态背景可以视为稀疏残差的基础上,采用视频前n帧初始化稀疏表达字典;利用字典对后续视频帧进行重构,提取每帧的重构残差;结合基于光照强度的全局阈值矩阵,将残差图像二值化,提取图像前景;利用前景区域和边缘点关系剔除ghost区域;采用增量PCA(Principal Component Analysis)算法和保守更新的思想对背景模型进行更新.在changedetection.net提供的shadow数据集上实验表明,采用全局更新和残差计算的方法,可以有效的解决由于自然场景光线变化导致的阴影变化,并且对自然场景中背景的小幅度抖动和相机抖动等问题也具有一定的抵抗能力.
资源描述框架图查询中,准确估计查询结果的大小是查询优化器中的关键步骤.已有方法忽略了该图自身的不确定性以及子查询间的关联关系,无法有效估计结果.针对该问题,本文提出一种基于贝叶斯模型的基数估计方法.该方法引入贝叶斯网络模型,挖掘出子查询内的属性依赖.同时,在这些属性依赖的基础上提出子网拼接方法,计算出子查询间的影响因子.最后,利用以上信息准确估计出任意查询结果集的基数.实验表明:与已有方法相比,本文方法的准确性提高15%以上,性能没有大幅度下降.
本文针对Android应用中普遍存在的用户隐私窃取问题,提出了基于行为链的应用隐私窃取行为检测方法,该方法能细粒度地定位Android应用中存在的信息泄露源和信息泄露点,利用WxShall算法快速计算信息泄漏源和信息泄露点之间的可达性,自动化地追踪Android应用中存在的隐私信息传递路径,实现了对Android应用中隐私窃取行为的完整检测和分析.对1259款应用检测结果表明,本方法正确性超过95.1%,算法复杂度仅为WarShall算法的5.45%,检测效果优于Androgurad 和Kirin.
不同体制的多个传感器通常部署于不同位置,据此采用分布式计算思想研究其调度问题.设计了传感器指控模块和传感器模块,探讨两者间的信息交互过程,给出基于最小调度时间间隔的传感器探测任务分解方法,建立传感器探测目标的匹配度计算模型.针对调度方案生成子模块设计了一种自适应概率粒子群算法,算法中粒子的分量根据方案适应值大小以不同的概率取相应值,体现粒子在迭代过程中的思考.实例分析表明,该算法能在迭代前期较快地收敛到一个较优值,这一特点使得在迭代次数有限的情况下,算法仍可获得较好的调度方案,满足调度方案实时高效的要求.
可变步长最小均方(Variable step-size LMS,VSS-LMS)算法的傅里叶分析器在稳态误差、收敛速度及追踪能力方面具有优异性能,对其进行全面的统计特性分析具有重要意义.本文基于误差服从高斯分布等假设在平均及均方意义下,推导出描述系统动态特性的差分方程组,完成系统的动态数学建模,进而对系统进行稳态性能分析,给出系统稳态误差关于参考信号频率、系统参数和附加噪声的表达式,为系统应用中的参数选取提供有效指导.仿真表明,本文建立的统计模型与仿真结果具有一致性,验证了分析的有效性.
本文利用Li-York混沌判别定理,构造了一类分段线性连续混沌映射.基于此类映射,建立了一个构造一类分段非线性鲁棒混沌映射的判别定理.作为应用,构造了一个由多项式函数和三角函数映射合成的分段非线性鲁棒混沌映射.通过计算该混沌映射的分岔图,验证了映射在参数范围内的混沌性.作为鲁棒混沌的应用,设计了三个基于分段非线性鲁棒混沌映射的伪随机数发生器.在此基础上,利用混沌映射对初始参数的敏感性,提出了批量生成S盒的算法.S盒密码性能的分析结果表明,生成的S盒具有良好的密码学性能,可以较好的抵抗线性与差分攻击,为密码算法的研究发展提供基础与条件.
本文针对航天航空等领域综合电子系统在小型化、一体化设计及信息综合利用等方面的需求,提出一种可动态重构的高速串行通信总线(UM-BUS),采用N(≤32)通道并发传输,通信速率可达6.4Gbps,采用总线型拓扑结构,最大通信距离40m,支持最多30个节点直接互连,具有远程存储访问能力,采用命令应答式协议提供QoS与实时性保证;通过并发通道相互冗余与动态重构,在允许50%性能降低的情况下,能够对N/2通道故障动态容错.在UM-BUS总线基础上,本文提出一种新型的"接入式"体系结构模型,在不改变系统逻辑结构的前提下,能够突破机箱结构限制,将逻辑功能分散嵌入到控制测量对象内部,实现功能模块"接入即用",使得综合电子系统一体化设计成为可能.
高速旋转物体的CT成像是难点问题,相关研究论文较少.由于CT检测系统的单幅投影的数据采集时间无法足够短,导致无法采集高速旋转物体准静止的CT扫描数据,从而使得基于逐条射线的经典CT成像模型不再适用于高速旋转物体CT成像.本文针对高速旋转物体CT,给出了数据采集准则,建立了射线混叠CT成像模型,并提出了相应迭代重建算法.仿真数据和实际数据的实验结果表明,本文提出的方法可以较好地对高速旋转物体进行CT成像.
随着数字处理技术的进步,数据采集速度与精度的大幅提高,使得数字有源电磁干扰滤波技术DAEF(Digital Active EMI Filter)成为EMI(Electro-Magnetic Interference)滤波技术发展的新方向.由于EMI信号频率较高,所以EMI滤波控制中的延迟对滤波性能的影响不可忽视,需要深入研究.本文详细分析了数字有源EMI滤波系统中产生延迟的原因,建立了具有延迟特性的数字有源EMI滤波系统模型,仿真分析了延迟时间对EMI滤波系统滤波性能的影响.搭建了基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的数字有源EMI控制系统平台,验证了具有延迟特性的数字有源EMI滤波系统模型的正确性,揭示了数字有源EMI滤波系统延迟环节对滤波性能的影响规律,这有助于对数字有源EMI滤波器的进一步研究和推广应用.
零相关区非周期互补序列集在多载波码分多址通信系统中有着重要应用.已有的四元零相关区非周期互补序列集构造方法都是基于二元或四元零相关区互补序列集,得到的序列集参数受到初始互补序列集参数的限制.该文给出了一种构造法,利用四元正交序列集来构造四元非周期互补序列集.本文方法得到的序列集参数达到理论界限,并且零相关区长度可以灵活设定以满足不同的应用场合.另外给出了两类基于二元正交矩阵的四元正交序列集的构造方法,得到的四元正交序列集可以用于构造四元零相关区非周期互补序列集.二元正交矩阵存在数目很多,因此本文方法可以为多载波码分多址系统提供大量四元非周期互补序列集.
针对现有的可传递电子现金系统在传递协议中电子现金长度和传递次数成正比的问题,利用Groth-Sahai证明系统和累加器原理,首次提出花费链构建法,并在标准模型下构建一个具有最优匿名性的传递协议中电子现金长度不变的可传递电子现金系统.基于花费链构建法,用户无需存储任何花费凭证;与现有系统相比,在传递协议中,用户传递电子现金的长度是常量;在安全性上,新系统具有最优匿名性,即全匿名性、完美匿名性1和完美匿名性2.最后,在标准模型下给出系统的安全证明,该系统具有不可伪造性、最优匿名性、不可重复花费性和不可诬陷性.
针对非线性系统故障诊断难以解决的问题,提出了一种基于扩展局部线性嵌入映射(Locally Linear Embedding,LLE)的故障诊断方法.通过引入切空间距离代替欧氏距离,可以更加科学的满足算法近邻点局部线性的要求,从而可以更好的保留原始数据的局部流形特征.另外,将故障状态与高维空间分布结合起来,通过确定数据点在空间超球内的分布完成故障的检测,在这个过程中将超球的确定与LLE算法中基于核函数的样本外数据扩展相结合,减少了计算量,提高了算法的实时性,从而为复杂非线性系统的故障诊断提供了一种新的有效的方法.
很多现实的优化问题都是动态多目标问题,这类问题不仅具有多个目标,并且也受环境的影响不断变化.本文基于引导个体的预测策略提出一种新的求解动态多目标优化问题的策略.通过记录每次环境变化初始时和种群自主进化一小段时间后种群中心点位置的前后变化,预测最优解的所在方向.同时根据在该方向上均匀分布的若干检测个体,选出一串非支配的个体作为当前环境下的引导个体.为了避免陷入局部最优,在选出的引导个体周围一个小的区域半径内随机产生若干伴随引导个体.实验结果表明,新策略具有更快的响应环境变化的能力.
Internet在动态环境及资源有限条件下,其尽力而为的服务模式在支持群组命令传输过程中,容易产生路径过期无效及路径竞争问题.对此,定义出有效路径统计网络,并提出基于有效路径统计网络的群组多约束多目标优化问题.针对该问题,提出基于有效路径统计网络的群组命令传输模型.为解决路径无效过期,该模型基于动态追逐解的思想提出基于动态环境下群体激励算法.为解决路径竞争,该模型分别从竞争选择策略以及避让选择策略两个角度分析了路径竞争问题.最后,本文分别证明模型的收敛性和有效性.实验分别从响应延迟率及传输成功率等方面,验证了该模型在支持群组命令传输的合理性.
URL查找是众多网络系统中重要的组成部分,如URL过滤系统、Web缓存等.随着互联网的迅速发展,URL查找面临的主要挑战是实现大规模URL集合下的高速查找,同时保证低存储和低功耗.本文提出了一种基于并行Bloom Filter的URL查找算法,CaBF.该算法高度并行化,提供大规模URL集合下的高速最长前缀匹配,并很好地适应集合中不同数量的URL组件.理论分析和真实网络数据集上的实验表明,该算法相比现有算法可以降低假阳性概率达一个数量级(或者在满足相同假阳性概率的前提下降低存储和硬件逻辑资源消耗).此外,该方法的体系结构很容易映射到FPGA等硬件器件上,提供每秒超过150M次的URL查找速度.
针对图像具有不同特征的成分,提出一种基于图像分解的多区域图像分割模型和算法.首先将图像分解项引入到图像分割模型中,递减了纹理和噪声对分割的影响;其次使用稀疏正则化方法保持分割区域的边缘几何结构;最后基于增广Lagrange乘子法,给出一种由扩散流引导的小波迭代阈值图像分割算法.一系列实验结果表明,提出的方法抗干扰能力强,对噪声具有更好的鲁棒性.提出的方法不仅能够分割结构图像,并且能够分割较复杂的纹理图像.
COMID(Composite Objective MIrror Descent)是一种能够保证L1正则化结构的在线算法,其随机收敛速率可由在线算法的regret界直接得到,但其最终解是T次迭代平均的形式,稀疏性很差.瞬时解具有很好的稀疏性,因此分析算法的瞬时收敛速率在随机学习中变得越来越重要.本文讨论正则化非光滑损失的随机优化问题,当正则化项为L1和L1+L2时,分别证明了COMID的瞬时收敛速率.大规模数据库上的实验表明,在保证几乎相同正确率的同时,瞬时解一致地提高了稀疏性,尤其是对稀疏性较差的数据库,稀疏度甚至能够提升4倍以上.
基于0.25μm栅长GaN HEMT工艺,采用三级放大拓扑结构设计了一款Ku波段GaN功率放大器.放大器设计从建立大信号模型出发,输出匹配网络和级间匹配网络均采用电抗匹配减小电路的损耗,从而提高整体放大器的功率效率.测试结果表明,该放大器在14.6~18GHz频带内,小信号增益30dB,脉冲饱和输出功率达15W,功率附加效率(PAE)大于32%;在14.8GHz频点处,放大器的峰值功率达19.5W,PAE达39%.该结果表明GaN MMIC具有高频高功率高效率的优势,具有广阔的应用前景.
本文采用混合集成技术,实现了75~115GHz的W波段六倍频功率合成信号源.其Ku波段输入信号经有源二倍频、功分及放大后,输出两路各约24dBm的Ka波段信号,以驱动75~115GHz三倍频器,变阻二极管基于南京电子器件研究所(NEDI)的GaAs工艺线设计实现,三倍频信号经功率合成后输出.考虑到倍频二极管各种寄生参数的影响,本文采用去嵌入阻抗计算方法,提取二极管的输入阻抗及三次谐波输出阻抗,综合分析匹配电路,优化倍频器效率.在75~115GHz测得六倍频源输出功率大于8.0dBm、输出功率平坦;在112GHz测得最大输出功率为10.2dBm,合成倍频效率大于1.3%,其性能达到了国外同类产品水平,可将微波信号源扩展至75~115GHz,解决了W波段TR组件本振源及发射源的产生问题.
基于CMOS体驱动,提出低电压放大器抗电磁干扰结构.电路采用部分正反馈结构提高体驱动输入级的等效输入跨导,通过输入电压降结构改善体驱动结构的直流非线性,采用双输入级结构保证放大器良好的交流特性,同时,对称拓扑结构保证了电路的高度对称性,实现了对称的转换速率.该设计采用电源电压为1V的0.35μm标准CMOS工艺实现.对该放大器的抗电磁干扰特性进行理论分析与仿真验证,并同传统体驱动放大器相比较.实验结果表明:该结构的电压失调小于50mV,10kHz频点的输出功率谱密度相比传统结构降低33dBm.
主题情感混合模型(Reverse-Joint Sentiment/Topic Model;Joint Sentiment/Topic Model)能够有效地同时抽取文档的主题和情感信息,在情感分析领域受到广泛的关注,因为没有考虑整体分布与局部分布的关系,导致分类效果不佳且不稳定.本文同时考虑两个粒度上的情感/主题分布——文档级和局部,提出多粒度的主题情感混合模型(MG-R-JST;MG-JST).MG-R-JST/MG-JST在文档级分布和局部分布的共同作用下生成单词的情感/主题;使用吉布斯采样进行模型推理,并给出了推理过程;在MR与MDS数据集上进行实验,实验结果表明本文算法分类效果优于主题情感混合模型,且稳定性更好.
