2022年, 第50卷, 第2期 刊出日期:2022-02-25
  

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    学术论文
  • 张文芳, 孙海锋, 张晏端, 唐荣骏, 王小敏, 马征, 李暄, 黄路非
    电子学报. 2022, 50(2): 257-266. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201212
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    区块链构建了一种价值互联的去中心化网络,是继互联网之后的最具革命性和颠覆性的创新技术.但现有区块链存在性能低下,隐私保护不足,单层链式结构难以支持多种场景下数字资产的分类并发处理,单链共识算法难以实现多链乃至全局的一致性等问题.为解决上述问题,本文基于树形结构设计一种适用于联盟链场景的主从多链架构,可实现不同数字资产的分类、并发处理和达到数据隔离的隐私需求.针对该树形主从多链架构,进一步提出一个基于门限签名的改进拜占庭容错共识算法,可解决多样化数字资产分类并发处理带来的一致性问题.性能分析和仿真结果表明:所提方案在实现隐私数据隔离保护的同时,兼具高并发交易性能,通信复杂度由On2)降为On),可满足企业多样化业务需求.

  • 肖进胜, 张舒豪, 陈云华, 王元方, 杨力衡
    电子学报. 2022, 50(2): 267-272. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210354
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    遥感影像中复杂的背景占据图像的大部分区域,严重影响了目标检测效果.本文提出一种可以对特征图进行多特征选择的目标检测网络.设计了双向多尺度特征融合网络,融合深浅层信息,提高复杂背景下小目标的检测效果,在保留常规特征金字塔自上而下路径的同时,增加一条自下而上的路径,减少浅层特征传递到顶层经历的网络层数,从而控制浅层特征损失.为了降低多尺度特征图中无用信息对后续检测网络的干扰,设计了基于注意力机制的多特征选择模块,网络自适应地专注于有用特征,忽略无用特征.针对传统五参数回归法在预测角度时存在严重的边界不连续问题,不能精确预测长宽比值比较大的目标,将角度预测当作分类任务处理.在DOTA数据集和自制数据集DOTA-GF上进行实验,6类典型目标的mAP分别达到0.651和0.641,与主流目标检测算法的对比实验结果表明提出的方法的有效性.

  • 王刚, 陆世伟, 冯云, 刘文斌, 马润年
    电子学报. 2022, 50(2): 273-283. https://doi.org/10.12263/DZXB.20200489
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    研究潜伏型网络病毒的传播行为有助于预先设计合理的防御策略,防止病毒传播对网络造成危害,维护网络的安全.本文以潜伏型病毒传播行为为基础,综合考虑病毒传播存在潜伏期的特点以及网络节点增加与移除的情况,构建了节点增减条件下含时滞项的潜伏型病毒传播模型,用以探索网络节点增减条件下病毒潜伏期τ对病毒传播分岔行为的影响.此外,本文系统分析了病毒传播的平衡点及其稳定性,在此基础上讨论潜伏期时长和节点增减率对病毒传播基本再生数的影响,进而提出了避免潜伏型病毒传播出现分岔行为的方法和控制病毒传播规模的策略.理论分析和数值仿真结果表明:当基本再生数R01时,系统在无病毒平衡点处全局渐进稳定;当R0>1时,如果病毒潜伏时滞τ小于时滞阈值τ0,系统在有病毒平衡点处局部渐进稳定;否则,病毒传播会出现Hopf分岔现象,在这种情况下,系统将难以控制.研究发现:在一定范围内调整网络节点的免疫率能够增大病毒在网络中传播的时滞阈值τ0,进而避免病毒传播出现分岔行为;在病毒传播不出现分岔行为的情况下,增大网络中易感、潜伏、感染节点的移除率,能够减小病毒在网络中的传播规模.

  • 华小强, 程永强, 王宏强, 王勇献, 张理论
    电子学报. 2022, 50(2): 284-294. https://doi.org/10.12263/DZXB.20200684
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    本文以矩阵信息几何理论为基础,提出一种新的信号检测器框架,该检测器将样本数据建模为正定矩阵,利用参考单元对应正定矩阵的几何中值来估计杂波协方差矩阵,从而将信号检测问题转化为度量矩阵流形上两点间的差异性大小,通过比较流形上两点间的差异值与阈值大小来实现信号检测.此外,深入分析了流形上不同几何度量所反映出的几何结构差异,并依据各向异性定义了几何度量的区分能力描述子.由于几何度量的区分性较好,并且几何中值对干扰具有较好的鲁棒性,因此,矩阵信息几何中值检测器在小样本、非均匀环境下具有较好的性能.实验结果表明,与自适应匹配滤波相比,所提出的信号检测器在小样本、非均匀环境下具有明显的性能优势.

  • 李维刚, 甘平, 谢璐, 李松涛
    电子学报. 2022, 50(2): 295-304. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210453
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    本文针对小样本图像分类问题,提出一种基于样本对的元学习(Pairwise-based Meta Learning,PML)方法.利用传递迁移学习对预训练好的Resnet50模型进行微调,得到一个更适应小样本任务的特征编码器,将该特征编码器作为元学习模型的初始特征编码器来训练模型,进一步增强了元学习模型的泛化能力;同时,本文还基于支持集与查询集样本之间的相似性提出元损失函数(Meta Loss,ML),其考虑了特征空间中查询集所有样本的相互关系,以此来缩小正样本类内距离,增加正负样本类间距离,从而提高分类精度.实验结果表明,本文的方法在1-shot、5-shot任务上分别达到了77.65%、89.65%的分类精度,较最新的元学习方法Meta-baseline分别提高7.38%、5.65%.

  • 荆楠, 班容键, 田立勤, 王林, 刘丰
    电子学报. 2022, 50(2): 305-313. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201104
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    针对系统存在符号定时偏差时造成自干扰信号过零点漂移,进而导致过零点采样自干扰消除方法性能失效问题,本文提出一种符号定时偏差补偿的信号过零点采样自干扰消除方法.首先,利用辅助信号设计与自逆多项式根存在原理得到计算过零点的数学模型.其次,通过分析两种不同符号定时偏差对接收信号的影响,采用差值法和相关函数法计算系统符号定时偏差.最后,根据信道估计方法计算出系统同步条件下的过零点时刻,然后利用符号定时偏差估计值对上述过零点时刻进行补偿,进而得到系统存在符号定时偏差时的过零点采样时刻集合.仿真结果表明,所提方法在系统存在符号定时偏差时仍然能准确计算过零点集合,实现83dB自干扰信号消除水平.

  • 李志博, 李清宝, 兰明敬, 孙剑帆
    电子学报. 2022, 50(2): 314-325. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201352
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    镜像自适应随机测试(Mirror Adaptive Random Testing,MART)算法将输入空间划分为多个不相交的相等子域,源域中使用自适应随机测试(Adaptive Random Testing,ART)算法生成测试数据,剩余子域中使用镜像函数生成镜像测试数据.镜像策略的引入减少了ART算法的计算开销,但是算法的检错有效性也随之降低.通过研究MART算法的特征,分析如何提升MART算法的检错有效性.针对镜像函数将源测试数据镜像到各子域时的镜像顺序,对比分析镜像选择序与镜像函数对MART算法的影响,本文提出了基于镜像受限选择序的MART算法,通过约束镜像选择序,使镜像测试数据分布更均匀.在仿真实验与实例实验结果中均显示,针对镜像策略中镜像选择序的优化,提高了MART算法的检错有效性.

  • 李素月, 刘军怀, 郝鹏昇, 闫森, 王安红, Muhaidat Sami
    电子学报. 2022, 50(2): 326-338. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210590
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    自干扰的存在是全双工(Full Duplex,FD)用户协作中继系统中的不利因素,本文研究了基于自能量回收(Self-Energy Recycling,SER)的FD用户协作非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)中继系统,在FD用户中继处考虑了不同的转发协议以及同时的信息和功率传输,并对NOMA弱用户考虑了不同协议下选择合并和最大比合并两种合并方案,分别推导了不同方案组合下系统用户的中断概率,并提供了各用户中断概率的解析表达式.仿真结果表明提出的基于不同转发协议的SER方案与现有的方案相比,其中断性能均有所提升,并验证了蒙特卡洛仿真与推导的解析表达式的一致性.此外给出了不同参数下的性能仿真对比,为实际系统中合适的参数和方案选择提供了理论参考.

  • 杨晓城, 杨真乙, 阎敬业, 武林, 蒋明峰
    电子学报. 2022, 50(2): 339-345. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201283
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    成像反演是综合孔径辐射计的一项关键内容.然而,综合孔径辐射计成像反演是病态的反问题.虽然传统的正则化方法能有效克服其病态性,但依然存在较大的重构误差.为了进一步降低重构误差,提出一种基于拉普拉斯算子的综合孔径辐射计成像算法.与传统的单参数正则化不同,该算法通过引入拉普拉斯算子项,对差分亮温构造拉普拉斯混合正则化,并利用多维扩展的广义交叉验证准则选取2个正则化参数.基于L波段的FPIR样机进行了仿真分析,仿真结果表明:与改进的最小范数正则化和带限正则化相比,该算法均方根误差平均降低了30%,峰值信噪比平均提高了3 dB,证明了其有效性.

  • 秦久人, 许长桥, 杨树杰, 高楷, 张宏科
    电子学报. 2022, 50(2): 346-357. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201414
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    为了解决多路传输中子流耦合感知缺乏与传输控制效率低下等的问题,针对未来异构、动态的网络环境,提出了一种基于耦合感知与深度Q网络的多路传输控制机制(WaveLet and Deep Q Network based multipath transmission control mechanism,WL-DQN).利用小波去噪技术,消除子流单向传输时延中由非耦合路段及系统随机产生的噪声,并基于子流互相关系数对子流耦合特性进行提取;在此基础上,依据深度增强学习理论对多路传输控制进行建模,并提出多路DQN拥塞控制算法,实现了异构、动态网络环境下的智能多路拥塞控制.仿真结果表明,所提算法在传输吞吐量、传输时延、数据包重传避免等方面均优于标准及相似的代表性解决方案.

  • 杨坤伟, 杨波, 周彦伟
    电子学报. 2022, 50(2): 358-365. https://doi.org/10.12263/DZXB.20200905
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    传统的中心化认证机制存在单点故障和证书签发不透明等问题,难以适用具有高度自治性和动态多变性的群智网络,因此本文提出了一个基于区块链的轻量级认证机制和一个有序聚合签名方案,二者结合实现了点对点的去中心认证.在认证机制中,区块链作为一个去中心化的底层存储数据库,用来记录密钥、证书、签名和所有其他相关信息,通过对用户节点的公钥证书进行有序签名可以证明其身份的真实性,同时形成一条具有公信力的证书链.针对现有有序聚合签名方案公钥长度较长、验证效率低下的问题,基于BLS签名提出了一个新的有序聚合签名方案,并在有序聚合认证密钥模型下证明了方案的不可伪造性,分析了该方案所具有的公开验证性等安全属性.与现有方案相比较,本文方案的公钥和签名长度更短,且签名长度与用户数无关,更适用于带宽较低的群智网络环境.

  • 周泓岑, 白恒, 才振功, 蔡亮, 顾静, 汤志敏
    电子学报. 2022, 50(2): 366-373. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201211
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    为了实现容器配额设置自动化和集群资源利用最大化,本文设计了一种容器配额优化算法.本文在长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络和广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)的基础上设计了深度神经网络(Long short-term memory and GRNN Network,LGN),并使用改进量子粒子群算法优选网络结构超参数,以实现自动调参和更快的收敛速度.容器配额优化算法步骤如下:首先根据历史数据使用LGN训练资源容量模型,然后使用改进的量子粒子群算法优化模型参数,最后使用资源容量模型计算容器配额.通过与谷歌容器垂直自动扩展器(Vertical Pod Autoscaler,VPA)和水平自动扩展器(Horizontal Pod Autoscaler,HPA)生成的配额进行对比发现,本文提出的优化算法较VPA和HPA降低了至少10%的资源分配总量,同时提升了至少6%的资源利用率.

  • 伍邦谷, 张苏林, 石红, 朱鹏飞, 王旗龙, 胡清华
    电子学报. 2022, 50(2): 374-382. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201204
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    近几年的研究表明视觉注意力机制是提升深层卷积神经网络性能的有效途径.然而,现有的视觉注意力方法更多地致力于建模所有卷积通道之间的相关性,在一定程度上限制了模型的计算效率.此外,这些方法尚未明确考虑相关性建模过程中不确定性带来的影响,缺少对注意力机制在泛化能力和稳定性方面的探索.为解决上述问题,提出了一种多分支局部通道注意力模块(Multi-Branch Local Channel Attention,MBLCA).通过建模通道之间的局部相关性学习各个通道的权重,提升了模型的计算效率.并采用蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)Dropout近似的深度贝叶斯学习方法对局部通道注意力模块进行不确定性建模,从而得到一个多分支的局部通道注意力模块.提出的MBLCA模块可以灵活地应用于各种深层卷积神经网络架构中,与同类型的工作相比,嵌入MBLCA模块的ResNet-50网络结构在ImageNet-1K和MS COCO数据集上分别取得了2.58%的分类精度提升和1.9%的AP提升.

  • 李虹萍, 陈海东, 薛泉, 车文荃
    电子学报. 2022, 50(2): 383-390. https://doi.org/10.12263/DZXB.20200942
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    本文提出了一种多路任意功分比Gysel功分器,通过传输线和电路理论对该结构进行了分析,推导了满足任意路数和功分比的设计公式,研究了设计变量对频率带宽的影响.该结构适用于任意端口数、任意终端阻抗和任意功分比.进一步,通过对提出的Gysel功分器进行ADS和HFSS仿真,分别设计中心频率在3.5 GHz的4路等分(1:1:1:1)和4路不等分(1:1.5:2:2.5)Gysel功分器,通过理论、仿真和测试结果的对比,证明提出的设计公式的准确性,从而为Gysel功分器的设计使用提供了理论和工程参考.

  • 黎赛, 陈生海, 杨亮, 胡彦彬
    电子学报. 2022, 50(2): 391-395. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210165
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    本文研究了解码转发(Decode-and-Forward,DF)方案下的混合射频/水下无线光通信(Radio Frequency-Underwater Wireless Optical Communication,RF-UWOC)系统的性能,其中RF链路服从广义K(Generalized-K,GK)衰落,UWOC链路服从混合指数-广义Gamma(Exponential-Generalized Gamma,EGG)衰落且存在指向误差.针对该混合RF-UWOC系统,推导了信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)的累积分布函数(Cumulative Distribution Function,CDF)和概率密度函数(Probability Density Function,PDF).利用这些结果,推导出了混合RF-UWOC系统的中断概率、平均误码率和平均信道容量的精确表达式.此外,为了获得更多显性结果,还给出了高信噪比情况下中断概率和平均误码率的渐近分析.最后,通过蒙特卡洛仿真,验证了分析结果的准确性.

  • 李双明, 关欣, 王海滨
    电子学报. 2022, 50(2): 396-403. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201253
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    为获得准确的模糊置信规则结构参数,提出了参数自适应的析取云模糊置信规则识别方法.为完成模糊域的自适应划分,提出了基于频数统计的双门限检测方法和基于包含度的双门限检测方法.用云模型作为模糊集,改变熵系数和超熵系数,实现对模糊集形状的调整;前提属性的联接设置为析取逻辑关系,改进了证据的基本概率赋值方式,对规则权重和属性权重进行了优化.实验结果表明,与其他方法相比,本文方法的正确识别率提高了5%~15%,规则可解释性更强.

  • 闫晓东, 周公博
    电子学报. 2022, 50(2): 404-414. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201186
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    压电式能量采集器(Piezoelectric Energy Harvester,PEH)固定方式的改变会直接影响其发电性能,而传统悬臂梁固定方式(Cantilever Beam Fixed Mode,CBFM)调频范围窄且发电性能较差.为了使PEH的发电性能最大化,提出了一种适用于任意尺寸压电片的中间梁固定方式(Intermediate Beam Fixed Mode,IBFM).同时,通过仿真和实验的方法研究了添加不同质量块后CBFM和IBFM两种固定方式的发电性能.结果表明,在相交频带处,与CBFM相比,采用IBFM后,PEH在单位加速度条件下最大开路电压和发电功率分别平均提升了95.19%和205.88%.此外,机电耦合系数(Electromechanical coupling coefficient,EMCC)平均提升了11.60%.因此,所提出的方法可以为PEH在不同频段处固定方式的选择提供指导.

  • 路皓翔, 刘振丙, 张静, 王子民
    电子学报. 2022, 50(2): 415-425. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210177
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    红外图像低对比度、低亮度及轮廓细节模糊等问题限制了红外成像技术的应用.为了提高红外图像的质量,本文提出了一种结合多尺度循环卷积和多聚类空间红外图像增强方法,该方法分为五个阶段:多尺度循环卷积、多聚类空间混合均衡化、多角度组合滤波器、线性融合和图像层次化处理.其中,通过多尺度循环卷积和多角度组合滤波器增强图像细节及轮廓信息;多聚类空间混合均衡化通过改进的K-means对图像灰度值进行聚类分析,依据图像特性选取不同的均衡化方式提升图像对比度及亮度;图像层次化处理用于提升图像清晰度.结果表明:与对比方法相比,该方法能够显著增强红外图像细节及轮廓,提升红外图像对比度和亮度.

  • 许琦敏, 万峻, 何羚, 王茜
    电子学报. 2022, 50(2): 426-431. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201287
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    针对符合CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems,国际空间数据系统咨询委员会)标准的多种复合调制体制测控信号,本文在建立8类典型调制信号数学模型的基础上,分析了信号的频域和统计域特征,并基于高阶累积量和信号平方谱提取了4个特征参数.根据所提的特征参数,针对复合调制信号提出了一种基于特征提取的直接识别方法,给出了具体的识别流程,并在11种信噪比下对该识别方法进行了MATLAB仿真实验.仿真结果表明在2 dB信噪比条件下,8类信号的识别率均达到98%,证明了所提复合调制盲识别方法的有效性.

  • 骈纬国, 吴映波, 陈蒙, 蔡俊鹏
    电子学报. 2022, 50(2): 432-439. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210179
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    基于图卷积神经网络的共享出行需求预测一般采用非时间特定性的静态空间图结构提取非欧氏空间相关性特征,这种方式所构建的城市结构图是一种在不同时间间隔的静态空间图结构,而不能动态提取不同时间间隔的空间相关性特征.针对这一问题,本文提出了一种基于时空动态图注意力网络(Spatial-Temporal Dynamic Graph Attention Networks,STDGAT)的共享出行需求预测方法.该方法基于区域间通勤关系动态构建时间特定性城市空间图结构,以实现动态空间相关性建模,并采用图注意力网络和长短期记忆网络自适应提取动态空间相关性特征和时间依赖性特征.使用一个全连接层作为输出预测层将联合时空特征映射为真实的需求值以完成预测.实验结果表明,该方法在RMSE,MAPE和MAE等3个评价指标上均优于实验基准比较方法.

  • 刘灵清, 董晨, 刘西蒙, 柳煌达, 连思璜, 陈潇
    电子学报. 2022, 50(2): 440-445. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210556
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    在微电极点阵(Micro-Electrode-Dot-Array,MEDA)生物芯片外包生产的过程中,未受保护的芯片设计知识产权容易遭受盗窃或过度生产攻击.本文提出一种基于逻辑加密的微电极点阵生物芯片的知识产权保护方案,称为MEDAguard,该方案使用生化协议中的废液滴和输入液滴构成逻辑加密模块,实现对生化协议的锁定,从而保护生化协议在外包生产过程中不被窃取.针对破解密钥最常用的暴力攻击法,提出一种安全性评价指标,用于评估生成的生化试剂是否符合浓度标准.采用多组仿真实验模拟攻击者对MEDAguard实施暴力攻击,实验结果表明MEDAguard能够有效地抵抗暴力攻击.

  • 史宏强, 李岳衡, 黄平, 谭跃跃, 刘陕陕, 居美艳
    电子学报. 2022, 50(2): 446-454. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201222
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    本文主要研究采用雪崩光电二极管(Avalanche PhotoDiode,APD)和PIN(Positive-Intrinsic-Negative)光电二极管作为接收机时,水下无线光通信(Underwater Wireless Optical Communication,UWOC)系统的误码率(Bit Error Rate,BER)性能及其优化.具体而言,提出并通过数值仿真验证了一种含指向误差的双指数函数路径损耗模型,以更全面地描述清澈海洋水质UWOC的信道特性.基于此模型,在上述两种接收机场景下,分别推导了采用OOK(On-Off Keying)调制时UWOC系统的理论BER闭型表达;以最小化BER为优化目标,证明该优化问题实际上是一个关于接收机倾斜角的凸优化问题,并给出了相应的理论解与数值仿真验证.理论分析和仿真结果均表明:根据理论计算与仿真得到的最佳倾斜角,可以合理地倾斜接收机,相较于未倾斜前的UWOC系统误码性能,其性能提升幅度最大能达到71.68%.

  • 张琦, 叶伟, 孙芳莉, 萧生, 杜鹏飞
    电子学报. 2022, 50(2): 455-460. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210031
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    具有高介电常数的Bi1.5Zn1.05Nb1.5O7薄膜存在氧空位和陷阱缺陷,因此,使用Bi1.5Zn1.05Nb1.5O7作为栅绝缘层的ZnO-TFTs具有高的界面费米能级钉扎效应和低的电学性能.为了解决这些问题,提高器件性能,本文采用射频磁控溅射制备了以Bi1.5Zn1.05Nb1.5O7为栅绝缘层的ZnO-TFTs,同时,详细研究了300℃、400℃、500℃和600℃等退火温度对ZnO-TFTs性能的影响,研究结果表明,随着退火温度的升高,Bi1.5Zn1.05Nb1.5O7栅绝缘层和ZnO-TFTs的性能先升高后降低,在退火温度为500℃时,Bi1.5Zn1.05Nb1.5O7栅绝缘层和ZnO-TFTs的性能都得到了显著提高,电容密度从165nF/cm2升高到222nF/cm2,开关比从103升高到105.

  • 蔡超丽, 李纯纯, 黄琳, 杨铁军
    电子学报. 2022, 50(2): 461-469. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201416
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    为了提高深度卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)设计的自动化程度并进一步提高陶瓷晶粒扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)图像分割的准确性,提出了一种基于神经网络架构搜索的陶瓷晶粒图像分割方法.该方法设计多分支结构编码空间和链式结构解码空间,并构造多分支结构编码Cell和链式结构解码Cell;同时基于强化学习分别搜索最佳编码Cell和解码Cell;此外,基于编码-解码神经网络架构堆叠最佳Cell构建陶瓷晶粒图像分割CNN,并采用池化索引在解码阶段恢复丢失的细节信息.实验在包含了629张的陶瓷晶粒SEM图像数据集上进行,搜索最佳Cell耗时约148 GPU-时.与U-Net、SegNet等SOTA方法相比,该方法在陶瓷晶粒测试集上获得了更高的分割准确性(mIoU68.9%).

  • 综述评论
  • 安建平, 李建国, 于季弘, 叶能
    电子学报. 2022, 50(2): 470-479. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210029
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    伴随信息社会向网络化、泛在化、智能化持续发展,现有地面通信网络已经无法支持日益增长的宽带业务需求、泛在海量的物联接入需求、隐蔽可靠的安全传输需求.未来通信网络要求在全球范围内实现既纵深宽广又细致入微的全方位无线接入,其进一步演进亟需突破包括网络架构和空口技术等在内的底层技术.相比于地面通信网络,空天通信网络不受地形的限制,可实现包括海洋、森林、边远地区等的立体全覆盖,可在多维度多层次尺度实现全空间范围内的信息交互,将成为满足海量异构用户泛在连接需求的关键使能技术.本文综述了空天通信网络的关键技术,首先给出了空天通信网络现有系统及未来智慧社会业务的多元化应用场景,然后从空-天-地三网、物理-网络-应用三层、有效传输-资源管理-安全防护三域出发,给出了一种空天通信网络的整体架构.本文随后从组网与接入、物理层以及资源管理与切换等角度出发分别总结了关键技术.最后,本文指出了未来空天通信网络的技术发展挑战和趋势.

  • 蒋华伟, 郭陶, 杨震
    电子学报. 2022, 50(2): 480-492. https://doi.org/10.12263/DZXB.20201154
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    车辆路径作为经典的组合优化问题一直是研究的热点与难点,无论是在应急管理工作还是物流配送中,对它的合理规划都至关重要.为了今后更好地开展相关工作,本文回顾了精确算法、启发式算法和机器学习算法在车辆路径优化问题中的研究进展,并基于Solomon标准数据集对六种经典算法的求解性能进行了比较分析;分别从局部最优和收敛速度间的平衡关系、个体评价函数、动态车辆路径问题以及机器学习算法在车辆路径问题中的应用等四个方面对其发展趋势进行了展望.

  • 科研通信
  • 董明, 李敬, 索永录, 唐恩贤, 马宏伟, 陈渊, 张广明, 万翔
    电子学报. 2022, 50(2): 493-501. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210515
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    降噪是超声信号处理的重要环节,正交匹配追踪是一种常用的降噪方法,传统正交匹配追踪算法计算量大、分解精度不高,无法提取强噪声背景下的超声信号.本文提出了一种结合果蝇优化算法和正交匹配追踪的超声信号降噪算法,将正交匹配追踪中的“贪婪”搜索转换为Gabor函数的参数优化问题,利用果蝇优化算法估计Gabor函数的最优值,采用自适应步长以提高果蝇优化算法的全局遍历性,同时引入高维广义CAT映射以跳出局部最优,最后由寻找到的最佳原子重构超声信号.为验证算法的有效性,对仿真的多频超声回波信号和实验采集的锻件试块超声回波信号进行了降噪处理,结果表明,本文提出的方法能有效提取强噪声背景下的超声信号.

  • 刘焕淋, 王展鹏, 陈勇, 张彤, 熊琪乐, 胡俊岭
    电子学报. 2022, 50(2): 502-507. https://doi.org/10.12263/DZXB.20200802
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    针对多芯光纤空分复用弹性光网络中物理损伤导致网络的频谱利用率低与带宽阻塞率高的问题,提出一种物理损伤感知的业务动态路由和资源分配方法.在路由阶段,设计考虑路径跳数、可用资源和路径上链路资源利用率的动态路径资源评判公式,选择负载均衡和资源占用较少的候选路径.在频谱和纤芯分配阶段,设计满足业务串扰和非线性阈值的纤芯和频谱分配方法,最小化资源分配碎片值.仿真结果表明,当业务负载为900 Erlang时,与其他算法相比,本文所提方法的带宽阻塞率至少降低16%,频谱利用率提高3.02%以上.

  • 周奕涛, 张斌, 刘自豪
    电子学报. 2022, 50(2): 508-512. https://doi.org/10.12263/DZXB.20210009
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    为进一步提升应用层DDoS攻击检测准确率,提出一种将流量与用户行为特征相结合且模型参数可高效更新的应用层DDoS攻击检测模型.为统一处理流量与用户行为特征的异源数据,利用多模态深度(Multimodal Deep Learning,MDL)神经网络从数据流量与网页日志中提取流量与用户行为深层特征后输入汇聚深度神经网络进行检测.为减少MDL神经网络参数更新时的灾难性遗忘现象,在模型参数更新过程中基于弹性权重保持(Elastic Weight Consolidation,EWC)算法为重要模型参数增加惩罚项,保持对初始训练数据集检测准确率的同时,提升对新数据集的检测性能.最后,基于K-Means算法获得模型初始训练数据集聚类,并筛选出新数据集中聚类外数据进行模型参数更新,防止EWC算法因数据相关性过高而失效.实验表明,所提应用层DDoS检测模型检测准确率可达98.2%,且相对MLP_Whole方法模型参数更新性能较好.

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  • 电子学报. 2022, 50(2): 513.
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