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基于多核DSP的星载双基FMCW SAR成像算法实现

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系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 121-129页

作者：陈洋肖国尧全英汇任爱锋别博文邢孟道西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 西安电子科技大学前沿交叉研究院陕西西安710071

调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)降低了传感器的峰值传输功率,使系统的重量和成本最小化,被广泛应用于机载平台。将双基地构型与FMCW技术相结合,应用于星载平台,即构... 详细信息

调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)降低了传感器的峰值传输功率,使系统的重量和成本最小化,被广泛应用于机载平台。将双基地构型与FMCW技术相结合,应用于星载平台,即构成星载双基地FMCW SAR。本文对距离多普勒(range-Doppler,RD)算法进行改进,建立起一种高性能的适宜星载双基地平台的FMCW SAR成像频域算法,这种算法的处理精度明显提高,成像效果更好。基于多核数字信号处理器(digital signal processor,DSP)构建适用于星载双基SAR成像算法的并行处理架构,完成软硬件设计实现。验证了所提软件架构可以满足实时成像需求,以及算法工程化实现的可行性。

关键词：调频连续波合成孔径雷达成像算法星载双基多核数字信号处理器实时处理

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演化多任务优化研究综述

软件学报 2023年第2期34卷 509-538页

作者：李豪汪磊张元侨武越公茂果西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 西安电子科技大学计算机科学与技术学院陕西西安710071

演化多任务优化研究利用种群进行优化搜索、借助任务间遗传信息的迁移达到多任务同时处理的目的.演化多任务优化被认为是继单目标优化、多目标优化后的第三种问题优化研究范例,是近年来计算智能领域兴起的一大研究热点.演化多任务优化... 详细信息

演化多任务优化研究利用种群进行优化搜索、借助任务间遗传信息的迁移达到多任务同时处理的目的.演化多任务优化被认为是继单目标优化、多目标优化后的第三种问题优化研究范例,是近年来计算智能领域兴起的一大研究热点.演化多任务优化算法模拟自然界选型交配和垂直文化传播的生物文化现象,通过任务间和任务内的知识迁移来促进多个优化任务各自的收敛.对近年来演化多任务优化领域的研究进展做出了系统总结:首先,引入了演化多任务优化问题的概念,给出了其相关的5个定义,并从知识迁移优化的角度对这一问题做出阐述;然后,详细介绍了演化多任务优化算法的基本框架,总结了这一算法近年来的改进情况和基于这一算法框架下其他经典算法的实现情况;之后,对演化多任务优化算法的学术、工程应用情况做出了较为完整的归纳介绍;最后,指出了演化多任务优化领域目前存在的主要问题和挑战,并对这一方向的进一步发展做出了展望.

关键词：演化多任务知识迁移文化基因计算

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一种自适应混合权重的自步学习方法

软件学报 2023年第5期34卷 2337-2349页

作者：李豪赵悦公茂果武越刘洁怡西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 西安电子科技大学计算机科学与技术学院陕西西安710071

自步学习是一种受人类和动物学习过程启发的学习机制,它赋予训练样本不同的权重,从而逐步将简单到更复杂的样本纳入训练集进行学习.自步学习在目标函数中加入自步正则项控制学习过程.目前存在多种形式的自步权重正则项,不同的正则项可... 详细信息

自步学习是一种受人类和动物学习过程启发的学习机制,它赋予训练样本不同的权重,从而逐步将简单到更复杂的样本纳入训练集进行学习.自步学习在目标函数中加入自步正则项控制学习过程.目前存在多种形式的自步权重正则项,不同的正则项可能会导致不同的学习性能.其中,混合权重正则项同时具有硬权重和软权重的特点,因而被广泛应用在众多自步学习问题中.然而,当前的混合权重方法只结合了对数软权重,形式较为单一.此外,相较于软权重或硬权重方式,混合权重方法引入了更多的参数.提出一种自适应混合权重的自步正则方法来克服形式单一和参数难以调节的问题.一方面,在学习的过程中权重的表示形式能够自适应进行调整,另一方面,可以根据样本损失分布特点来自适应混合权重引入的自步参数,从而减少参数对人为经验的依赖.行为识别和多媒体事件检测上的实验结果表明提出的方法可以有效地解决权重形式和参数的自适应问题.

关键词：自步学习多项式混合权重参数自适应监督学习

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一种眼病发展趋势的自动预测方法

西安电子科技大学学报 2018年第6期45卷 19-25页

作者：蒋杰伟刘西洋刘琳王帅杨皓庆崔江涛西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071 西安电子科技大学软件学院陕西西安710071

由于目前对眼病辅助诊断的研究都是基于当前阶段拍摄的影像进行的自动分类或分级诊断,对眼病的自动预测还非常稀少,故提出了一种基于代价敏感的时间序列预测模型,用于分析和预测眼病发展的趋势.该方法首先使用坎尼边缘检测算子和霍夫变... 详细信息

由于目前对眼病辅助诊断的研究都是基于当前阶段拍摄的影像进行的自动分类或分级诊断,对眼病的自动预测还非常稀少,故提出了一种基于代价敏感的时间序列预测模型,用于分析和预测眼病发展的趋势.该方法首先使用坎尼边缘检测算子和霍夫变换对裂隙灯图像进行预处理,获取晶状体病灶区域;然后使用残差卷积神经网络提取晶状体区域的高层特征,再把提取的高层特征按照患者复查的时间顺序输入到长短时记忆网络中以挖掘时间序列数据之间的内在规律;最后使用带有代价敏感的Softmax分类器预测眼病的发展趋势.实验结果表明,该方法具有较高的预测准确率和敏感度,同时可对长度为3～5的序列图像进行预测.

关键词：卷积神经网络长短时记忆网络代价敏感序列图像眼病预测

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SDN驱动的网络流量负载均衡路由优化算法

系统工程与电子技术 2023年第8期45卷 2578-2587页

作者：闵晓飞李靖张朝辉西安电子科技大学数学与统计学院陕西西安710126

在5G网络数据流量剧增的背景下,针对5G网络流量负载均衡问题提出并评估了两种基于软件定义网络驱动的路由搜索优化算法。首先,建立了软件定义网络多约束数据传输路径选择模型;然后,针对所提模型提出了一种流量负载均衡广度优先搜索(load... 详细信息

在5G网络数据流量剧增的背景下,针对5G网络流量负载均衡问题提出并评估了两种基于软件定义网络驱动的路由搜索优化算法。首先,建立了软件定义网络多约束数据传输路径选择模型;然后,针对所提模型提出了一种流量负载均衡广度优先搜索(load balancing scheme with breadth-first-search,LBB)路径优化算法,在广度优先搜索的过程中,设定一个动态流量阈值对链路进行实时监测,旨在寻找源节点到目标节点的最优数据传输路径。为了减少甚至避免不必要的搜索所造成的空间开销,进一步提出了基于深度优先搜索的迭代深化搜索(iterative deepening search with depth first search,IDDFS)路径优化算法,该算法限制了数据传输路径的每次搜索深度,并在搜索过程中优先选择可用带宽最大的链路进行深度优先搜索迭代优化。仿真结果表明了所提算法在资源利用率和网络吞吐量这两项关键性能指标上的优越性能。

关键词： 5G网络软件定义网络流量负载均衡路由算法

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白盒SM4的分析与改进

电子与信息学报 2022年第8期44卷 2903-2913页

作者：张跃宇徐东陈杰西安电子科技大学网络与信息安全学院西安710071 桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室桂林541004 西安电子科技大学ISN国家重点实验室西安710071

差分计算分析(DCA)是一种应用于白盒实现安全性分析的侧信道分析手段,其高效性在白盒高级数据加密标准(AES)的分析工作中已得到验证。该文针对白盒SM4方案提出一种类差分计算分析的自动化分析方法,该分析以白盒SM4方案中的查找表结果为... 详细信息

差分计算分析(DCA)是一种应用于白盒实现安全性分析的侧信道分析手段,其高效性在白盒高级数据加密标准(AES)的分析工作中已得到验证。该文针对白盒SM4方案提出一种类差分计算分析的自动化分析方法,该分析以白盒SM4方案中的查找表结果为分析对象,采用统计分析的方法提取密钥,称为中间值平均差分分析(IVMDA)。相比于已有的白盒SM4的分析方法,中间值平均差分分析所需要的条件更少,分析效率更高。在对白盒SM4方案进行成功分析后,该文提出一种软件对策以提高白盒SM4方案的安全性,该对策利用非线性部件对白盒方案中的中间状态进行混淆,消除中间状态与密钥之间的相关性。实验证明该对策可以有效抵抗中间值平均差分分析。

关键词：白盒实现 SM4算法差分计算分析软件对策

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微服务故障检测研究综述

计算机学报 2023年第11期46卷 2342-2369页

作者：王璐姜宇轩李青山霍其恩王展谢生龙歹杰西安电子科技大学计算机科学与技术学院西安710071

微服务架构的独立部署、去中心化等特点契合当前软件系统对适应变更、弹性部署、高扩展性等需求,使得该类架构得到了广泛应用.但这些特点同时也增加了软件配置、监控的难度,导致软件故障具有不确定性和不可控性,增加了对微服务软件开展... 详细信息

微服务架构的独立部署、去中心化等特点契合当前软件系统对适应变更、弹性部署、高扩展性等需求,使得该类架构得到了广泛应用.但这些特点同时也增加了软件配置、监控的难度,导致软件故障具有不确定性和不可控性,增加了对微服务软件开展故障检测的复杂性.然而,鉴于微服务故障检测对提升软件性能和可靠性的重要作用,目前也涌现出一系列挑战问题复杂性的研究工作,但目前缺乏对这些研究工作的系统性地梳理和总结,导致该领域的基础概念不清晰、研究方向界限易混淆和重叠,影响了该领域的研究进展.因此,本文对2009年至今共105篇研究工作开展了文献综述,不仅分析了关于微服务故障检测的相关工作,并讨论了单体架构、分布式架构等其他软件架构采用的故障检测方法应用于微服务架构的可能性.本文旨在帮助相关学者和从业者梳理该领域的最新研究进展,完善故障检测技术体系,以切实推进微服务架构的应用和发展.本文发现软件监控、故障诊断、故障预测、故障复现和测试是微服务故障检测领域的四个主流研究方向,因此本文进一步剖析了每个方向的研究现状与难点问题.并且,本文给出了一个建议的微服务故障检测基础框架,阐述了四个研究方向在框架内的业务范围和内在联系,并讨论了各方向的发展趋势,为该领域的后续发展提供未来方向.

关键词：微服务故障检测软件监控故障诊断故障预测故障测试

基于带宽匹配的软件定义数据中心网络流量节能调度方案

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系统工程与电子技术 2024年

作者：张朝辉周嘉琦西安电子科技大学数学与统计学院

针对数据中心网络的流调度优化问题，选用经典的Fat-Tree拓扑结构，利用软件定义网络集中控制的优势，提出了一种基于带宽匹配的节能路由算法 (energy efficient routing algorithm， EERA)。EERA算法首先对需要传输的数据流按照其截止... 详细信息

针对数据中心网络的流调度优化问题，选用经典的Fat-Tree拓扑结构，利用软件定义网络集中控制的优势，提出了一种基于带宽匹配的节能路由算法 (energy efficient routing algorithm， EERA)。EERA算法首先对需要传输的数据流按照其截止时间进行排序，然后对拓扑中的链路权值按照每个排序后的数据流需要传输的数据量进行更新，删除可用带宽不满足传输数据量的链路，得到新的拓扑图。在重新定义的拓扑图中，EERA计算源节点和目标节点之间所有可用链路，从这些可用链路中选取与流传输数据量所需带宽最匹配的链路进行路由。仿真实验表明，在不增加额外存储开销的前提下，EERA为即将到来的数据流预留了足够的带宽，减少了网络链路拥塞，在节省网络能耗的同时实现了网络负载均衡。

关键词：数据中心网络软件定义网络流量调度负载均衡节能路由

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基于梯度博弈的网络化软件优化机制

计算机研究与发展 2022年第9期59卷 1902-1913页

作者：舒畅李青山王璐王子奇计亚江西安电子科技大学计算机科学与技术学院西安710071

为了提高服务效率和实现更多样的功能,越来越多的软件系统选择将业务或服务部署在不同的物理设备上,使用互联网通信协作,这类软件系统被称为网络化软件,然而此类软件高度分布的特点为系统的调控带来了难题.基于博弈理论解决网络化软件... 详细信息

为了提高服务效率和实现更多样的功能,越来越多的软件系统选择将业务或服务部署在不同的物理设备上,使用互联网通信协作,这类软件系统被称为网络化软件,然而此类软件高度分布的特点为系统的调控带来了难题.基于博弈理论解决网络化软件的优化决策问题,让系统中的软件节点交换信息,并根据收益函数调整自身状态,实现系统的整体优化;同时,通过多智能体一致性理论克服优化过程中可能存在通信的问题,让软件节点使用不完全的系统信息做出决策;此外,提出了自适应步长机制和强制协调机制,基于节点间的估计误差值对部分参数进行合理调整,有效缓解了此类方法容易发散、参数选择困难的问题,实现了状态寻优和估计误差修正间的有效协同,提高了方法的收敛速度.

关键词：网络化软件梯度博弈连续博弈多智能体系统一致性分布式优化去中心化