目前,对同时同频全双工的自干扰信道特性尚未进行研究.针对这一现状,采用基于网络分析仪的信道测量平台,对室内环境下2.6GHz同时同频全双工自干扰信道特性进行测量与分析.基于实测数据统计分析,得出了传输损耗模型与均方根时延扩展统计模型.结果表明：传输损耗服从断点损耗模型,天线间距在大于1m的传输损耗指数为1.86,天线间距小于1m的传输损耗指数为1.52;均方根时延扩展的统计特性随着天线间距在不同范围而不同,在天线间距大于1m时的均方时延扩展服从lognormal分布,在天线间距小于1m时,RMS时延扩展在不同的天线间距下服从lognormal分布,并且其分布的均值与标准差与天线间距呈现线性关系.
变正则因子技术是提高仿射投影自适应算法性能的重要方法之一.由于环境噪声的影响,现有的变正则因子自适应算法收敛速度较慢且稳态误差较大,各种测量、评估误差的存在进一步恶化了算法性能.为提高自适应算法的跟踪性能,本文在分析无噪先验错误矢量、无噪后验错误矢量和额外均方错误间关系的基础上,提出通过最小化无噪后验错误矢量信号能量来推导自适应变正则因子表达式的方法.在实践应用中,该方法利用了测量噪声的统计方差特性,并提出一种更加光滑且更加容易控制的指数缩放因子评估方法.系统辨识的仿真结果表明本文方法与传统的变正则因子方法以及变步长方法相比有更快的收敛速度与更低的稳态误差.
传统的双门限窄带干扰抑制算法存在不能自适应处理大信噪比动态范围接收信号的问题.作者在双门限算法的基础上,提出了自适应三门限窄带干扰抑制算法的基本思想,并结合系统参数研究了门限系数选取方法、干扰检测与抑制方法.仿真结果表明该算法具有优良的抗干扰性能.
主要给出一个决策蕴涵下的决策蕴涵规范基.首先给出决策前提的概念,然后生成以决策前提为前提,决策前提相对于决策子背景的闭包为结论的决策蕴涵集——决策蕴涵规范基.证明了该决策决策蕴涵集是完备的,无冗余的,并且是最优的,即在所有完备的决策蕴涵集中,决策蕴涵规范基所含的决策蕴涵数最少.最后给出了该决策蕴涵基的生成算法.实验表明,决策蕴涵规范基可以很好地抑制冗余决策蕴涵的生成,比已有的决策蕴涵集也更为紧凑和有效.
高概率椒盐噪声对数字图像的重度污染大量存在,如要消除信息少且噪点集中的噪声存在诸多困难;而低概率椒盐噪声对数字图像的轻度污染虽然可完全滤除,但在实际图像恢复中又缺少普遍意义.本文基于灰度值空间的模糊划分和描述灰度水平的模糊数,采用极值法对高概率噪声实施检测并建立恰当滤波窗口,应用广义重心去模糊化法和非噪声点对应的隶属函数设计一种新模糊滤波器.最后,通过仿真实例获得该滤波器可有效地过滤数字图像中高概率椒盐噪声,并说明它的去噪性能优于其他常见滤波器.
剩余寿命估计是工程系统预测与健康管理的关键.目前,基于观测的系统退化数据进行剩余寿命估计得到了很大的关注.由于系统随机退化过程和测量误差的影响,测量数据中不可避免包含退化随机性和测量不确定性.然而,现有基于观测数据的剩余寿命估计研究中,没有将退化随机性和测量不确定性对估计的剩余寿命分布的影响同时考虑.鉴于此,提出了一种基于Wiener过程且同时考虑随机退化和不确定测量的退化建模方法,利用Kalman滤波技术,实现了潜在退化状态的实时估计.在退化状态估计的基础上,得到了同时考虑退化状态不确定性和测量不确定性的解析剩余寿命分布.此外,提出了一种基于极大似然方法的退化模型参数估计方法.最后,通过陀螺仪的退化测量数据验证了本文提出的方法优于不考虑测量不确定性的方法,可以提高剩余寿命估计的准确性.
对多区结构网格大规模CFD流场模拟的高效并行方法进行了研究,以天河超级计算机平台的CPU同构计算环境和CPU+MIC异构计算环境为例,重点讨论了CFD应用特点与超级计算机运行环境相适应的性能优化与改进策略,发展了一系列多层次并行与性能优化方法.通过在天河2高性能计算平台上进行了多个算例的数值模拟,验证了这些优化方法的并行效果;在CPU+MIC异构平台上模拟的最大CFD问题规模达到6800亿个网格单元,共使用137.6万CPU+MIC处理器核,测试结果表明在CPU+MIC异构平台上移植优化后的程序性能提高2.6倍左右,且具有良好的可扩展性.
为进一步提高进化种群在粗糙集属性演化约简中寻求最优解的协同性能,提出了一种基于种群混合协同联盟的属性量子博弈均衡约简算法.该算法建立一种基于自适应多层进化树的种群协同演化联盟模型,以种群内个体竞争和种群间精英合作的混合协同机制实现各种群协同演化,较好地达到属性协同演化约简中广度寻优和深度探索的有效平衡;然后将信任裕度报酬机制引入到多种群精英量子协同博弈模型,种群精英在每个划分的属性子集中通过量子协同博弈策略均能求得各自最优约简子集,从而稳定取得Nash均衡下全局最优属性约简集.实验结果表明本文算法具有较高的属性演化约简效能和精度,对不完备电子病历系统中脑组织核磁共振成像MRI的高效约简与分割进一步展示其具有较强的实用性和鲁棒性.
Top-n推荐技术是近年来信息服务领域的一个研究重点和热点.针对云环境下的top-n推荐算法进行了深入研究,提出了适合top-n推荐的多层分布式存储架构MDSA(Multilayer Distributed Storage Architecture),并从降低网络传输代价出发,设计了基于MDSA架构的数据编码模式,进而利用map/reduce分布式编程模型来快速实现top-n推荐.此外,为了满足实际的需求,给出了三种top-n推荐的应用扩展.理论分析和实验结果表明,本文所提的方法具有有效性和实用性.
复杂背景是影响场景文字自动定位算法性能的重要因素.为消除背景干扰,本文首先根据谱残差理论获取显著性区域,然后利用基于笔画特征的点对梯度方向差比例图与基于傅里叶谱统计特征的后验概率图取得显著性区域的文字置信图,最后借助图模型融合视觉显著性图、文字置信图与HSI颜色特征最终达到抑制自然图像背景并突出前景文字的效果.在ICDAR2011场景文字定位竞赛数据库与实验室场景中文数据库中的实验结果表明,本算法可较好的抑制自然图像中复杂背景,并有效提升算法的性能.
针对打印机在CIE空间的非线性和不一致问题,提出了一种分区分空间的色彩校正方法,首先修正理想分区理论,然后在修正分区中引入"邻域"概念,通过调整 "邻域",优化目标信号的处理范围,使得复制信号满足精度要求.实验表明新方法具有很高的精度和稳定性.
视觉跟踪中,如何构建一种能够适应目标表观特征变化的目标模型是增强算法跟踪精度和稳定性的关键之一.本文提出利用跟踪区域内像素的初始分类标记来构建目标的局部分块模型,并在贝叶斯理论框架下提出了基于局部分块学习的在线视觉跟踪算法.首先,利用标定的初始跟踪区域构建目标的局部分块模型;然后,在当前跟踪区域中通过局部分块学习和贝叶斯估计确定当前帧的跟踪结果;最后,利用特征聚类对局部分块模型进行更新.实验结果表明：所提算法对目标表观变化的适应性明显增强,跟踪精度和稳定性较近年来的同类算法均有一定提高.
针对混合极性RM(Reed-Muller)电路逻辑综合中的极性转换和极性优化问题,提出了基于对偶逻辑的极性转换和极性优化方法.从理论上证明了所提出方法的正确性,并用实验验证了其有效性和可行性.所提出方法有助于将较成熟的MPRM(Mixed-Polarity RM)极性转换和极性优化方法应用于MPDRM(Mixed-Polarity Dual form of RM).对15个基于XOR的MCNC电路进行逻辑综合然后映射到FPGA(Field Programmable Gate Array)的实验结果表明,从平均结果来看,与逻辑综合工具Espresso以及ABC的结果相比,混合极性RM电路能够获得面积和延时的优势,并且MPDRM电路极性优化结果能够得到最为优化的FPGA实现.
针对FlexRay的动态段调度难题,提出了一种基于AUTOSAR规范的与FID分配无关的消息传输周期及其长度确定方法,建立了基于并行处理器负载平衡调度的BIP模型,设计了一种适合大规模消息调度的周期递增LPT算法PILPT和一种防止长周期消息占用短周期消息位置的相位保留LPT算法PRLPT,最后给出了在实际应用环境中PILPT算法和PRLPT算法的一般性选择依据.仿真实验结果表明,不论是对J1939消息集还是对消息数量更多、消息长度分布更广的可变消息集,PILPT算法和PRLPT算法在优化比率、负载均衡以及算法速度上均达到了较好的调度性能.
文章提出将亚阈值区超浅结MOSFET的氧化层和Si衬底划分为三个区域,得到三个区域的定解问题,并用特征函数展开法求出了因边界衔接条件而产生的未知系数,首次得到超浅结亚45nm MOSFET的二维电势半解析模型,并给出了亚阈值电流模型.通过与Medici模拟结果对比发现该模型能够准确模拟亚阈值下的超浅结15～45nm MOSFET的二维电势和电流.
本文对零折射率超材料中加载WGM介质环的传输特性进行了理论分析.基于二维场问题,通过理论计算植入零折射率超材料中的介质环所产生的WGM的谐振频率,得出发生全反射的条件,并分析了特定模式下的传输特性.同时,讨论了磁导率μx→0的超材料中WGM对传输系数的影响,得到全透射的效果.通过用COMSOL对理论模型进行仿真,验证了其正确性.本文的结论在电磁传感器、聚能及其隐身等方面有着重要的应用价值.
为了解决视觉假体无线能量传输系统设计过程中参数选取的问题,本文进行了基于生物电容的视觉假体无线能量传输系统精确建模,并在该模型的基础上对次级线圈回路进行了优化,使能量传输效率较传统谐振耦合方法有明显提高.文中采用大、小两组线圈进行比较分析和验证,所得实验数据和建模仿真数据吻合度高,验证了所建模型的准确性及优化方案的可行性,为视觉假体临床应用线圈的选取和无线能量传输系统的设计提供了理论参考.
异构众核系统已成为当前高性能计算领域重要的发展趋势.针对异构众核系统,从架构、编程、所支持的应用三方面分析对比当前不同异构系统的特点,揭示了异构系统的发展趋势及异构系统相对于传统多核并行系统的优势;然后从编程模型和性能优化方面分析了异构系统存在的问题和面临的挑战,以及国内外研究现状,结合当前研究存在的问题和难点,探讨了该领域进一步深入的研究方向;同时对两种典型的异构众核系统CPU+GPU和CPU+MIC进行不同应用类型的Benchmark测试,验证了两种异构系统不同的应用特点,为用户选择具体异构系统提供参考,在此基础上提出将两种众核处理器(GPU和MIC)结合在一个计算节点内构成新型混合异构系统;该新型混合异构系统可以利用两种众核处理器不同的处理优势,协同处理具有不同应用特点的复杂应用,同时分析了在该混合异构系统下必须要研究和解决的关键问题;最后对异构众核系统面临的挑战和进一步的研究方向进行了总结和展望.
近年来,多物理尺度建模仿真心电动力学研究已经取得了显著进展.本文介绍当前心脏建模仿真领域中心肌细胞钾离子通道基因突变引起短QT综合征的研究情况.首先从Denis Noble多物理尺度划分的角度介绍了亚细胞与细胞级模型、心肌纤维与组织级模型、心脏器官级模型以及仿真心电图等数学模型,并从量化的角度来分析短QT综合征基因变异在细胞、组织、器官等多层面上对心电功能的影响;然后重点列出了三种短QT综合征亚型近期的研究成果;最后进一步探讨了面向短QT综合征的电生理建模与仿真的研究方向和应用前景.
窄带主动噪声控制(ANC)系统中往往存在频率失调(FM)问题,传统的频率失调补偿(FMC)系统能应对一定程度的FM,但当噪声信号非平稳或失调量较大时,系统将无法工作.针对此问题,本文提出一种带有频率估计的窄带ANC系统新结构,其采用声学和非声学两路传感器获取参考信号,引入可变极半径及平滑下降(PG)算法构建IIR陷波器,完成参考信号的频率估计,通过一阶FIR滤波器实现幅值和相位的调节.仿真表明,在保证合理的稳态误差情况下,与传统的FMC系统相比,新系统能够应对较大的FM,且具有良好的收敛和追踪性能.
为了解决水下强干扰背景下的远程弱目标被动探测问题,基于声矢量阵,本文提出了一种自适应波束域的检测算法.该算法首先对阵列接收数据进行波束域变换,令通带覆盖整个观测扇面,并自适应地抑制扇面外的强干扰信号;然后在波束域进行广义似然比检测.仿真结果表明,该算法能在强干扰背景下实现对远程弱目标的检测,并且具有恒虚警率特性.
文章提出了一种基于终端加载变容管的混合型梳状线谐振器的三阶电调微带带通滤波器,仅采用两个电压源进行控制.根据奇偶模分析方法,推导了混合梳状线谐振器间耦合系数计算公式,通过合理设计级间及输入输出耦合结构,绝对带宽保持恒定的要求可以得到满足.设计了一个调谐范围为1.0GHz～1.78GHz,3dB绝对带宽为104.5±8MHz的三阶电调滤波器,其插入损耗小于5.7dB,回波损耗优于16dB,对二次谐波的抑制达到60dB.实验结果表明,测试结果与电磁仿真结果基本一致.
常循环码是一类重要的纠错码,本文基于(xn－1)在F2[x]上的分解,探讨了环R=F2+uF2+u2F2上任意长度的(1+λu)常循环码的极小生成元集(λ为R上的单位).通过分析该环上循环码和常循环码的置换等价性,得到了该环上码长为奇数及码长N≡2(mod 4)时(1+u2)常循环码的生成多项式和极小生成元集.
通过变量代换平滑三角形上推迟位(标量位函数和矢量位函数)并消除推迟矢量位旋度的奇异性,使得采用数值积分法就能够精确快速地计算任意正则时间基函数与推迟位函数及推迟矢量位旋度之间的时间卷积运算,可用于基于任意类型时间基函数的时域电场、时域磁场及其混合场积分方程时间步进(MOT)算法.与时间卷积运算的解析法对比分析表明,该时间卷积数值积分方法能够精确快速地计算基于任意类型时间基函数和不同时间步长条件下时域积分方程MOT算法的阻抗矩阵元素;而具体的计算实例也表明,阻抗矩阵的精确计算显著地提升了时域积分方程MOT算法的后时稳定性和求解精度.
针对具有固定帧长和固定帧同步序列的单通道高阶调制线性混合信号,当两路信号编码异步时,在已知帧长的条件下提出一种基于最大似然准则的频偏估计算法,并给出了算法的有效频偏估计范围.算法通过求互相关获得目标函数,并利用分级搜索的方法估计频偏.为对算法的性能进行评价,文中同时推导了混合信号频偏估计的克拉美罗界(Cramer-Rao Bound,CRB).仿真结果表明,算法在低Eb/N0下可获得接近CRB的估计性能.此外,算法还适用于功率非对称的混合信号.
具有良好随机性质的伪随机序列在流密码和通信领域中有着广泛的应用.本文构造出一类新的长为pqr的2阶广义分圆序列,并且计算其线性复杂度和极小多项式.结果显示这种序列具有高线性复杂度.
在小型量子网络中采用量子隐形传态通信从物理机制上保证通信信息的绝对安全,但是由于量子信道存在噪声,干扰信息的正确性从而产生误码.为保证通信信息的可靠性,本文提出基于量子纠错码的小型量子网络路由通信协议.根据小型量子网络的路由特点构建路由表;依据路由表实现源量子节点到一跳、两跳目的量子节点的量子隐形传态;利用量子纠错码纠正因噪声产生的误码信息;对该协议的安全性进行理论证明.
设计安全高效的基于RSA的口令认证密钥交换协议是密码学领域的公开难题.2011年Wei等学者首次提出了一个基于RSA的可证明安全的网关口令认证密钥交换协议,并声称在随机预言模型下基于大整数的素因子分解困难性证明了协议的安全性.利用该协议中服务器端提供的预言机服务,提出一种分离攻击,攻击者只需发起几十次假冒会话便可恢复出用户的口令.攻击结果表明,该协议无法实现所声称的口令保护这一基本安全目标,突出显示了分离攻击是针对基于RSA的口令认证密钥交换协议的一种严重安全威胁.进一步指出了协议形式化安全证明中的失误,给出一个改进方案.分析结果表明,改进方案在提高安全性的同时保持了较高效率,更适于移动通信环境.
针对非平稳噪声下的鸟鸣声识别问题,提出一种利用抗噪纹理特征的快速鸟鸣声识别方法,该方法也解决了纹理特征提取过程中灰度共生矩阵(GLCM)占用空间大,以及计算量大、耗时的问题.该方法分三个步骤,首先,通过短时谱估计算法对鸟鸣声带噪功率谱进行音频增强;然后,采用和差统计法(SDH)对增强功率谱快速提取纹理特征;最后,由随机森林进行分类.在实验部分,设计了两组对比实验,结果表明,该方法有良好的识别性能、较少的时耗,且具有噪声鲁棒性.
字符是很多图像处理应用关注的区域,增强字符图像分辨率往往能提高字符识别率.针对字符图像纵横和对角线方向纹理特征,提出了一种提取不同方向纹理及图像平滑度度量的新方法,并在最大后验概率框架下,实现了单帧图像超分辨率重建算法.算法利用自适应可调模板作为卷积核,将纹理信息引入图像先验模型,最终将超分辨率重建转化为一个目标函数最优化问题.实验表明,该算法能有效提高字符图像的识别率,且对噪声具有较好的鲁棒性.
提出了主方向旋转LBP特征,对图像中的平面旋转人脸特征进行描述.以任意邻域LBP特征为基础,加入旋转角度偏移值构成旋转LBP特征,通过Adaboost算法训练出旋转人脸分类器,应用旋转人脸分类器检测图像中可能包含旋转人脸的区域,并对结果进行验证.为了提高扶正精度,在旋转LBP特征的基础上加入主方向值,并提出旋转LBP特征的主方向计算方法,有效的提高了扶正精度.经实验证明,新方法能够以较快速度检测所有角度的平面旋转人脸,正确检测率为94%,角度误差在6度以下.满足平面旋转人脸检测系统对全部角度检测、高检测率、低扶正误差的要求.
针对走向与雷达飞行方向不平行的建筑物(简称为方位建筑物),提出了一种基于物理散射模型的极化SAR影像四分量分解方法.该方法用于区分散射类型易混淆的方位建筑物和植被.本文首先对方位角补偿后的相干矩阵进行相位旋转;然后构造一种修正的体散射模型,该模型包含纯体散射模型和方位二面角散射模型;最后加入两个能量限制条件,有效避免了负能量像素点的出现.实验结果表明,与已有的四分量分解方法相比,提出的分解方法有效解决了方位建筑物被误识别为植被等体散射类型的问题且消除了负能量,有利于从植被中区分方位建筑物.
