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采用机器学习与二维伽马函数的股票指数量化交易策略

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西安交通大学学报 2023年第5期57卷 204-212页

作者：柴昱白陈伟赵舒欣毛新越西安交通大学电子与信息学部西安710049

为了通过短线交易获取对标股票指数的超额收益,提出一种基于机器学习的股票指数增强型量化交易策略,并实现程序化自动交易。首先生成股票指数的初始特征集,通过最大互信息系数法筛选得21维特征;然后设计双阈值涨跌不平衡标签与3种预测... 详细信息

为了通过短线交易获取对标股票指数的超额收益,提出一种基于机器学习的股票指数增强型量化交易策略,并实现程序化自动交易。首先生成股票指数的初始特征集,通过最大互信息系数法筛选得21维特征;然后设计双阈值涨跌不平衡标签与3种预测分类方式(T、B-B、B-T),组合构建不同机器学习模型,并对比择优得到多空交易方向的最优机器学习模型分别为LSTM-B-T模型与RF-B-T模型;接着设计基于日内涨跌幅的二维伽马函数;最后使用经二维伽马函数计算得到的类概率判别阈值与最优机器学习模型预测的类概率进行涨跌类别判定,得到交易信号。将该策略应用于中证500指数的股指ETF进行回测与模拟盘交易验证,实验结果表明:相较于随机建仓策略,采用该策略使交易评价指标得到整体性提升;在回测与为期3个月的模拟盘交易验证中使用该策略均能获得对标指数的理想超额收益,分别为11.24%、11.08%。

关键词：股票指数指数增强量化交易程序化自动交易二维伽马函数机器学习

采用前向空间平滑分组的混合信号波达方向估计算法

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西安交通大学学报 2020年第9期54卷 164-172页

作者：胡盈绮邓科殷勤业西安交通大学电子与信息学部西安710049

针对混合信号在估计其波达方向时阵列孔径和信噪比损失严重的问题,提出了一种基于对称均匀线阵的波达方向估计算法。对于独立信号,利用旋转不变性子空间类算法估计出其波达方向;对于多径传播引起的多组相干信号,利用矩阵的差分以及斜投... 详细信息

针对混合信号在估计其波达方向时阵列孔径和信噪比损失严重的问题,提出了一种基于对称均匀线阵的波达方向估计算法。对于独立信号,利用旋转不变性子空间类算法估计出其波达方向;对于多径传播引起的多组相干信号,利用矩阵的差分以及斜投影分组估计出其波达方向。这种利用矩阵差分的算法不仅消除了独立信号对相干信源的影响,而且相比前向空间平滑算法减少了斜投影和空间平滑的次数,降低了阵列孔径和信噪比的损失。该算法还可以与多种平滑算法相结合,降低对阵元数的要求并提高仿真性能。在估计相干信号的波达方向时,利用旋转不变性子空间类算法思想代替多信号分类算法,避免了谱峰搜索,降低了运算时间。仿真结果表明:存在5个相干信源时,在-10dB的低信噪比的情况下,所提算法仅需7个阵元就可获得误差较低的估计结果,而且与多信号分类算法相比节约了大量运行时间。

关键词：波达方向估计混合信号平滑算法多径传播旋转不变性子空间类算法

采用相对位置量测的紧耦合式多无人机协同定位算法

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西安交通大学学报 2024年第10期58卷 178-187页

作者：刘淑青高永新韩德强西安交通大学电子与信息学部西安710049

针对仅使用惯性测量单元(IMU)的自主定位导航存在严重误差累积的问题,将IMU解算和置信传播(BP)算法进行紧耦合,在扩展卡尔曼滤波器(EKF)的框架下,使用无人机(UAV)间的相对位置量测直接更新大地坐标系下各无人机的位置状态,提出了一种适... 详细信息

针对仅使用惯性测量单元(IMU)的自主定位导航存在严重误差累积的问题,将IMU解算和置信传播(BP)算法进行紧耦合,在扩展卡尔曼滤波器(EKF)的框架下,使用无人机(UAV)间的相对位置量测直接更新大地坐标系下各无人机的位置状态,提出了一种适用于大地坐标系多无人机定位与导航的紧耦合的分布式协同定位算法(EKF-BP)。首先,实现了基于IMU量测和无人机间相对位置量测的集中式协同定位算法;接着,将BP算法扩展到大地坐标系,并与基于IMU的自主导航紧耦合,完成卫星拒止环境中多无人机系统的协同定位与导航;最后,将所提出的方法与基于协方差交叉的协同定位进行比较。仿真结果表明,分布式协同定位算法具有明显的计算效率优势,与基于协方差交叉的分布式协同定位方法相比,所提EKF-BP算法提高了多无人机系统在卫星拒止环境中的定位导航精度,是协方差交叉方法提升量的10倍左右。所提的分布式EKF-BP算法能够显著地抑制仅依赖IMU数据所导致的定位导航精度随时间迅速变差的问题。

关键词：集中式协同定位分布式协同定位置信传播协方差交叉

不同结构石墨烯纳米带吸附NH3的第一性原理研究

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西安交通大学学报 2020年第8期54卷 107-115页

作者：王欢王常吴海洋李昕刘卫华韩传余王小力西安交通大学电子与信息学部西安710049

为了进一步提高基于石墨烯的气敏传感器对NH3的传感性能,采用第一性原理方法,研究了NH3与不同结构扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)的相互作用,通过计算吸附能、电荷转移和灵敏度,分析NH3在单层AGNR(MAGNR)结构上的最稳定吸附位置,以及3种含... 详细信息

为了进一步提高基于石墨烯的气敏传感器对NH3的传感性能,采用第一性原理方法,研究了NH3与不同结构扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)的相互作用,通过计算吸附能、电荷转移和灵敏度,分析NH3在单层AGNR(MAGNR)结构上的最稳定吸附位置,以及3种含氧官能团(羟基、羧基、环氧基)的修饰对传感性能的影响。在此基础上,研究MAGNR结构、双层AGNR(BAGNR)结构、含氧官能团修饰AGNR(MGO)结构以及MAGNR与MGO堆叠结构(MGO-MAGNR)对NH3的传感性能。结果表明:NH3在MAGNR结构碳六环的中心位置吸附最稳定,吸附能(-0.36 eV)和电荷转移量(-4×10^-21 C)最小;羟基、羧基、环氧基的修饰会使MAGNR结构对NH3的吸附能分别减小0.39、0.21和0.19 eV,传感性能增强;相对于MAGNR结构,BAGNR结构对NH3的灵敏度始终小于0.1,传感性能降低;相对于MAGNR、MGO、BAGNR这3种结构,NH3在MGO-MAGNR结构上的吸附能更小,传感性能更好。

关键词：石墨烯纳米带第一性原理传感性能吸附能灵敏度

利用神经网络逐级缩小定位区域的低复杂度多级干扰源直接定位方法

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西安交通大学学报 2022年第7期56卷 136-144页

作者：赵晓丹张国梅尹佳文李国兵西安交通大学电子与信息学部西安710049

针对利用直接定位(DPD)方法对全球导航卫星系统(GNSS)终端面临的干扰源进行定位时,在线计算复杂度高的问题,提出了一种利用神经网络逐级缩小定位区域的低复杂度多级干扰源直接定位方法。该方法首先使用多级全连接神经网络(FNN)逐级缩小... 详细信息

针对利用直接定位(DPD)方法对全球导航卫星系统(GNSS)终端面临的干扰源进行定位时,在线计算复杂度高的问题,提出了一种利用神经网络逐级缩小定位区域的低复杂度多级干扰源直接定位方法。该方法首先使用多级全连接神经网络(FNN)逐级缩小干扰源所在的区域范围,每一级处理将目标区域均分为两个子区域,并利用预训练的以接收信号功率作为输入特征的神经网络选出干扰源所在的子区域,从而大幅缩小干扰源所在的目标区域;然后在锁定的最终子区域内划分网格并使用DPD方法对干扰源进行精细定位。由于逐级二分处理已将干扰源可能存在的区域大幅缩小,因此有效降低了DPD方法的网格搜索集合大小。仿真结果表明:在较高干噪比条件下(对于压制式干扰通常大于20 dB),所提方法能获得与DPD方法接近的定位性能,而在线计算复杂度相比于DPD方法可降低大约2^(M)倍(M为神经网络级数),定位误差相比于传统基于到达时间差(TDOA)的Chan氏定位方法可降低90%以上。

关键词：全球导航卫星系统干扰源定位直接定位神经网络

毫米波WiFi系统中多目标无源定位与生命体征检测算法

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西安交通大学学报 2022年第10期56卷 151-159页

作者：李文陈志刚姬智西安交通大学电子与信息学部西安710049

为提高独居老人看护、地震及消防救援等场景下人体目标无源定位和感知精度,基于空间交替广义期望最大化(SAGE)算法,提出了一种室内多目标毫米波无源定位和生命体征检测算法。首先,在毫米波WiFi系统中利用毫米波的高空间分辨率和人体目... 详细信息

为提高独居老人看护、地震及消防救援等场景下人体目标无源定位和感知精度,基于空间交替广义期望最大化(SAGE)算法,提出了一种室内多目标毫米波无源定位和生命体征检测算法。首先,在毫米波WiFi系统中利用毫米波的高空间分辨率和人体目标固有的特征(即人体呼吸和心跳频率在一定范围内变化),对采集的信道响应在时域上进行滤波预处理,有效提取目标直接反射径;然后,将人体目标位置参数及呼吸心跳频率看作多径信号参数,将多目标无源定位和生命体征检测建模为信道测量的多径信号参数估计问题;最后,利用SAGE算法实现多个静止目标的位置信息和生命体征参数的联合估计。所提算法利用了人体先验信息,并同时对时域、频域和天线空间域的信息进行分析,提高了估计精度,降低了计算复杂度。实验和仿真结果表明,所提算法在微波暗室环境下可以有效估计人体目标的呼吸和心跳频率,其估计精度分别可达97.1%、97.7%;在多目标场景下,与传统基于WiFi的无源定位和感知算法相比,所提算法的定位误差降低约70%,呼吸频率估计精度提高约19%。

关键词：毫米波无源定位生命体征检测空间交替广义期望最大化

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用于铁电体复杂畴结构模拟的布朗方程

物理学报 2023年第5期72卷 355-364页

作者：欧阳鑫健张紫阳张锋张佳乐王大威西安交通大学电子与信息学部微电子学院西安710049

铁电材料在室温下具有可以在外加电场作用下改变方向的自发极化,不同方向的极化在材料内部形成畴结构,会对其物理特性和实际应用具有显著影响.本文将最初用于微磁模拟的布朗方程引入铁电材料的大尺度模拟中,研究其中可能出现的重要畴结... 详细信息

铁电材料在室温下具有可以在外加电场作用下改变方向的自发极化,不同方向的极化在材料内部形成畴结构,会对其物理特性和实际应用具有显著影响.本文将最初用于微磁模拟的布朗方程引入铁电材料的大尺度模拟中,研究其中可能出现的重要畴结构.在以有效哈密顿量方法为基础推导出铁电材料中关于电偶极子的布朗方程后,以BaTiO_(3),PbTiO_(3)块体和SrTiO_(3)/PbTiO_(3)/SrTiO_(3)夹心结构等钙钛矿铁电材料为研究对象,验证了布朗方程的有效性并讨论了其中的多种畴结构,如周期性条带状畴、涡旋型拓扑畴结构等,并与相关实验结果进行了对比分析.

关键词：拓扑畴布朗方程钙钛矿

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在线社交网络文本内容对抗技术

计算机学报 2022年第8期45卷 1571-1597页

作者：刘晓明张兆晗杨晨阳张宇辰沈超周亚东管晓宏西安交通大学电子与信息学部西安710049

在线社交网络内容对抗技术是人工智能领域与网络空间安全领域的一个新兴研究方向.它是指人们基于特定任务,在社交网络受众广泛、内容数量庞大、内容质量参差、内容真伪难辨的环境下,利用新兴的大数据驱动的人工智能方法,自动完成在线社... 详细信息

在线社交网络内容对抗技术是人工智能领域与网络空间安全领域的一个新兴研究方向.它是指人们基于特定任务,在社交网络受众广泛、内容数量庞大、内容质量参差、内容真伪难辨的环境下,利用新兴的大数据驱动的人工智能方法,自动完成在线社交网络中针对特定主题与群体的对抗内容发现、生成与投送,进而实现社交平台异常信息的检测与反制,以达到维护网络空间安全的目的.虽然在线社交网络对抗技术属于一个新概念,鲜有相关工作,但是已有的机器学习方法可以被应用到该领域,通过特征提取、文本模式解析、文本内容编码与重建、目标优化等技术对社交文本大数据进行解析与内容表示,解决网络空间中的文本内容安全问题,实现对社交网络文本环境的净化.此外,在社交网络文本内容对抗的过程中,对抗双方的策略可作为反馈信息,使对抗模型不断进行更新和优化,最终达到完善模型的目的.基于以上攻防对抗思想,本文着重从文本内容生成与检测两方面对在线社交网络对抗进行阐述.首先,本文介绍了有关在线社交网络文本对抗技术的相关基础知识.其次,针对社交网络文本内容检测方法,本文从基于零次分类器的模型、基于机器特征的模型、基于预训练语言模型的方法、基于人机协作的模型、基于能量基础的模型5个角度进行详细介绍.为了方便读者针对不同的应用场景选择合适的模型,本文对不同检测模型的适用场景以及模型优劣进行了对比总结.针对社交网络文本生成方法,本文对基于对抗生成网络的文本生成模型、可控文本生成模型、长文本生成、文本质量评价4方面进行了综述.此外,为了方便读者对模型的有效性进行验证,本文对相关数据进行了系统性总结.最后,本文总结了在线社交网络对抗技术未来的重要研究方向与挑战.

关键词：社交网络对抗人工智能网络空间安全文本内容自动生成机器生成内容检测

FH/MFSK多址系统中一种多用户检测算法

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电子与信息学报 2005年第6期27卷 845-850页

作者：王霞朱世华孙德龙西安交通大学电子与信息学院西安710049

该文在对快跳频多址系统中同频干扰图案分析的基础上,提出了一种利用理想功控的条件进行同频干扰消除的多用户检测算法。这一算法是在时频矩阵上通过工作频点能量级的检测、分类,逐级判断重构干扰图案的基础上完成同频干扰的抵消。从理... 详细信息

该文在对快跳频多址系统中同频干扰图案分析的基础上,提出了一种利用理想功控的条件进行同频干扰消除的多用户检测算法。这一算法是在时频矩阵上通过工作频点能量级的检测、分类,逐级判断重构干扰图案的基础上完成同频干扰的抵消。从理论分析与数值仿真两方面对这一算法进行了研究。结果表明,与已有的多址干扰消除算法相比,所提出的多用户检测算法不仅计算复杂度较低,算法的收敛性较好,而且适用于高斯信道与多经衰落信道。

关键词：同频干扰 FH/MFSK系统多用户检测跳频通信