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面向WSN异常节点检测的融合重构机制与对比学习方法

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通信学报 2024年第9期45卷 153-169页

作者：叶苗程锦黄源蒋秋香王勇桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004

针对无线传感器网络(WSN)异常检测中的自监督学习异常检测方法需要解决负例样本信息表示单一缺乏多样性和提取WSN节点采集到的多模态数据时空特征不够充分影响异常检测性能的问题。对此提出了一种结合对比学习和重构机制的无线传感器网... 详细信息

针对无线传感器网络(WSN)异常检测中的自监督学习异常检测方法需要解决负例样本信息表示单一缺乏多样性和提取WSN节点采集到的多模态数据时空特征不够充分影响异常检测性能的问题。对此提出了一种结合对比学习和重构机制的无线传感器网络异常节点检测方法。首先,通过设计一种对比学习策略为重构机制模型提供足够充足的正负例样本,并结合生成对抗网络(GAN)生成具有多样性特性的负例样本;其次,设计了一种基于多头注意力机制和图神经网络的双层时空特征提取模块。通过在实际公开数据集上的系列对比实验及其实验结果表明,所提方法相比于传统异常检查方法和最近的图神经网络方法具有更好的精确率和召回率。

关键词：无线传感器网络异常检测图神经网络自监督学习

去蜂窝大规模MIMO辅助的移动边缘计算系统计算任务卸载与分配策略

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计算机应用研究 2024年第5期41卷 1521-1526页

作者：李世维谭方青桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004

面向B5G和6G的新兴网络架构和技术服务需求,将去蜂窝大规模多输入多输出(cell-free massive MIMO,CF-mMIMO)赋能于移动边缘计算(mobile edge computing,MEC),有助于处理分布式物联网中的计算密集型和延迟敏感型任务。针对CF-mMIMO辅助的... 详细信息

面向B5G和6G的新兴网络架构和技术服务需求,将去蜂窝大规模多输入多输出(cell-free massive MIMO,CF-mMIMO)赋能于移动边缘计算(mobile edge computing,MEC),有助于处理分布式物联网中的计算密集型和延迟敏感型任务。针对CF-mMIMO辅助的MEC系统,在能量限制下意在最大限度地减少完成不同任务类型的计算任务的延迟。为完成以上目标,设计了一种基于本地设备(user equipment,UE)、多接入点(access point,AP)和中心处理器的云-边-端协作的任务卸载策略。具体地,首先根据每个UE和AP服务的不同数据类型,利用凸优化和图匹配方法交替迭代,进行卸载关联和任务比例的优化;然后在回传链路的限制下,提出一种改进的二进制鲸鱼优化算法,将未分配终端和关联接入点任务进一步卸载至处理高效的云端。所提算法相较于蚁群优化算法、混合灰狼优化算法等其他的元启发式效果更优,在离散的卸载优化问题上表现较好,可以为分布式网络提供良好的卸载优化策略并大幅度降低整体网络的平均时延。

关键词：去蜂窝大规模MIMO 时延移动边缘计算图匹配鲸鱼优化算法

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张量分解和自适应图全变分的高光谱图像去噪

西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 157-169页

作者：蔡明娇蒋俊正蔡万源周芳桂林电子科技大学信息与通信学院广西壮族自治区桂林541004 桂林电子科技大学卫星导航定位与位置服务国家地方联合工程研究中心广西壮族自治区桂林541004 桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西壮族自治区桂林541004

高光谱图像在采集过程中受到观测条件、成像仪材料属性、传输条件等客观因素的影响,不可避免地会引入各种噪声。这严重降低了高光谱图像的质量以及限制了后续处理的精度。因此,高光谱图像去噪是一个极其重要的预处理步骤。针对高光谱图... 详细信息

高光谱图像在采集过程中受到观测条件、成像仪材料属性、传输条件等客观因素的影响,不可避免地会引入各种噪声。这严重降低了高光谱图像的质量以及限制了后续处理的精度。因此,高光谱图像去噪是一个极其重要的预处理步骤。针对高光谱图像去噪问题,提出了低秩张量分解和自适应图全变分的高光谱图像去噪算法。首先,利用低秩张量分解来描述高光谱图像的全局空间和光谱相关性,并使用自适应权重图全变分来刻画高光谱图像空间维度上的分段平滑特性和保留高光谱图像的边缘信息;此外,采用l1-范数、Frobenius-范数分别刻画包括条纹噪声、脉冲噪声、死线噪声在内的稀疏噪声和高斯噪声。由此高光谱图像去噪问题归结为一个包含低秩张量分解和自适应图全变分的约束优化问题。利用增广拉格朗日乘子法对该优化问题进行交替求解。实验结果表明,所提出的高光谱图像去噪算法与现有的算法相比,能够充分刻画高光谱图像数据的内在结构特性,具有更好的去噪性能。

关键词：高光谱图像去噪 Tucker分解自适应图全变分

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一种带自适应斜坡电压校准的Buck-Boost DC-DC变换器

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微电子学 2024年

作者：许仕海蒋丽韦雪明徐卫林韦保林韦家锐刘程斌广西无线宽带通信与信号处理重点实验室桂林电子科技大学国科微电子股份有限公司

传统平均电流模升降压DC-DC变换器在两升降斜坡电压出现交叠和分离时，电流控制环路误差比较器输出电压与斜坡电压无法正确比较，导致环路调制错误和阻塞问题。本文提出了一种斜坡电压发生电路，其采用环路调制信号反馈调节斜坡充放电... 详细信息

传统平均电流模升降压DC-DC变换器在两升降斜坡电压出现交叠和分离时，电流控制环路误差比较器输出电压与斜坡电压无法正确比较，导致环路调制错误和阻塞问题。本文提出了一种斜坡电压发生电路，其采用环路调制信号反馈调节斜坡充放电电流，实现两斜坡峰值电压自适应调整，优化了Buck-Boost DC-DC变换器反馈环路停滞和四开关同时调制的问题，减少功率管的开关损耗和导通损耗，有效提高变换器转换效率。基于0.18 μm BCD工艺设计，仿真结果表明，变换器在2.5V～5V输入电压范围，不同PVT变化情况下实现了BUCK/BOOST模式无缝切换，带载能力可达3A，最高峰值效率为97.46%。

关键词：升降压变换器自适应斜坡平均电流模

一种针对TI-ADC的采样时钟相位失配数字校准技术

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桂林电子科技大学学报 2024年第2期44卷 174-180页

作者：黄尚恩施娟蒋丽韦雪明桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004

针对采样时钟偏移失配对多相时间交织采样模数转换器(TI-ADC)性能影响很大的问题,将采样通道输出进行互相关,并利用一阶泰勒展开式进行自适应补偿校准的相位误差提取技术,有效补偿了多通道时序失配。基于65 nm CMOS工艺设计了一种12 bit... 详细信息

针对采样时钟偏移失配对多相时间交织采样模数转换器(TI-ADC)性能影响很大的问题,将采样通道输出进行互相关,并利用一阶泰勒展开式进行自适应补偿校准的相位误差提取技术,有效补偿了多通道时序失配。基于65 nm CMOS工艺设计了一种12 bit 1.6 GS/s八相TI-ADC的采样相位失配校准电路。当输入信号频率为626.5625 MHz时,校准后的TIADC有效位数提升了6.29 bit,信噪失真比提升38.1 dB,无杂散动态范围提升44.44 dB。设计结果表明,本技术结构简单,硬件资源消耗少,能够显著提高TI-ADC系统采样性能。

关键词： TI-ADC 相位偏移失配互相关一阶泰勒自适应校准

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一种宽带低参考杂散亚采样锁相环时钟

微电子学 2024年

作者：程祥韦保林韦雪明徐卫林李力锋许仕海姚永浩桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室

为兼容不同通信协议中不同速率的串行数据采样需求，设计了一种自适应带宽亚采样锁相环（AB-SSPLL）时钟。AB-SSPLL通过自适应脉宽与输出信号频率匹配，能够自适应调整亚采样电荷泵增益，恒定环路带宽与参考频率比率，在宽调谐锁频范围... 详细信息

为兼容不同通信协议中不同速率的串行数据采样需求，设计了一种自适应带宽亚采样锁相环（AB-SSPLL）时钟。AB-SSPLL通过自适应脉宽与输出信号频率匹配，能够自适应调整亚采样电荷泵增益，恒定环路带宽与参考频率比率，在宽调谐锁频范围内实现低抖动、低杂散的时钟输出。AB-SSPLL采用40 nm CMOS工艺设计，面积为0.21×0.26 mm2。仿真结果表明，锁相环时钟调谐范围为1.2～6.6 GHz，输出时钟频率均方根抖动为382.26 fs@1.2GHz和398.16fs@6.6GHz，参考杂散为-71.90 dBc@1.2 GHz和-61.39 dBc@6.6 GHz，能够在宽调谐范围内实现低抖动时钟输出。

关键词：低抖动低杂散宽频带输出自适应带宽自偏置技术亚采样锁相环

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基于FCOS算法的地下目标重建方法

太赫兹科学与电子信息学报 2024年第2期22卷 201-208页

作者：朱彩球刘庆华卢锦椿晋良念桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

针对从复杂多样的探地雷达(GPR)成像中检测和定位被埋藏的物体会耗费大量人力时间成本的问题,提出一种基于深度学习的方法。采用一阶全卷积目标检测算法(FCOS)对任意目标进行定量分析,然后对目标区域进行跟踪与聚类标记,曲线拟合获取地... 详细信息

针对从复杂多样的探地雷达(GPR)成像中检测和定位被埋藏的物体会耗费大量人力时间成本的问题,提出一种基于深度学习的方法。采用一阶全卷积目标检测算法(FCOS)对任意目标进行定量分析,然后对目标区域进行跟踪与聚类标记,曲线拟合获取地下目标的精确位置,重构被埋藏的地下目标信息。仿真结果表明,该方法避免了传统处理算法所需的对数据进行复杂的计算,能够快速检测到目标,并且能对目标的位置与介电属性进行高精确度估计,在深度上的定位误差不大于3 cm。该方法有效实现了地下场景重构目标的位置、深度和大小。

关键词：探地雷达深度学习聚类标记目标重构

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能量有效的RIS辅助多用户MISO系统资源分配

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无线电工程 2024年第9期54卷 2193-2201页

作者：徐旭谭方青徐超桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004 中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)通过改变电磁传播环境来提高无线通信的覆盖范围和容量。然而,RIS技术部署和维护大量的RIS反射元件也会产生大量的能量消耗。基于此,在满足用户的最低速率、基站的最大发射功率... 详细信息

可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)通过改变电磁传播环境来提高无线通信的覆盖范围和容量。然而,RIS技术部署和维护大量的RIS反射元件也会产生大量的能量消耗。基于此,在满足用户的最低速率、基站的最大发射功率以及RIS相位角的单位模数等约束下,研究RIS辅助的多用户多输入单输出(Multiple Input Single Output,MISO)系统中资源优化问题,实现能量效率最大化。具体地,分析多用户下信干噪比(Signal to Interference Noise Ratio,SINR)、系统总功耗与RIS的相位矩阵和开关矩阵的关系;建立以基站的波束赋形、RIS的相位角及开关矩阵为变量的最大化能量效率优化问题;针对优化问题的求解,提出基站端使用最大比发送预编码,使用户接收的SINR最大,并提出一种改进型的粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法,通过优化RIS的开关矩阵以最小化系统总功耗;进一步设计了相位矩阵、功率和开关矩阵进行交替迭代优化的方案。仿真结果表明,改进型算法得到的最优性能结果比较稳定,特别是在加入开关的系统中,经过优化开关矩阵后获得的系统能量效率相比不带开关的系统提升了约20%,证实了所提方案对系统能量效率提升的有效性。

关键词：可重构智能表面能量效率波束赋形相位矩阵开关矩阵

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基于向量法近似的圆弧SAR成像方法

桂林电子科技大学学报 2024年第2期44卷 190-195页

作者：蒋留兵姚思呈车俐桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 桂林电子科技大学广西无线带宽与信号处理重点实验室广西桂林541004

Arc SAR是一种能够在短时间内可重复扫描360°的雷达成像技术,具有重访周期短,观测范围广等优点,在边坡检测、山体滑坡等场景中有着广泛的应用前景。在Arc SAR模式下雷达随着机械臂进行圆周运动来形成合成孔径,因其运动轨迹不是直线,所... 详细信息

Arc SAR是一种能够在短时间内可重复扫描360°的雷达成像技术,具有重访周期短,观测范围广等优点,在边坡检测、山体滑坡等场景中有着广泛的应用前景。在Arc SAR模式下雷达随着机械臂进行圆周运动来形成合成孔径,因其运动轨迹不是直线,所以不能直接运用传统直线导轨的成像方法,需为Arc SAR设计新的成像算法,然而现有的成像方法不能很好地平衡精度和复杂度。在距离多普勒算法中,由于采用泰勒展开来近似斜距,导致成像质量不佳,或是需采取分割策略进行成像。因此,提出了一种新的距离多普勒算法,利用目标与雷达的向量关系进行近似,求得了近似斜距表达式,继而得到了距离多普勒域的信号表达式。基于这一表达式,提出了相应的相位误差补偿方法,完成了图像聚焦。最后通过点目标仿真验证了该算法的有效性。

关键词： ARC SAR FMCW雷达雷达成像合成孔径雷达波数域