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基于特征值的动态数字信道化子带检测算法

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1801-1809页

作者：李晓辉万宏杰石明利王先文西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071

动态数字信道化接收结构通过检测所有子带,判断信号是否存在,为综合滤波器组处理提供依据,因此子带检测在接收结构中起着关键作用。针对传统检测算法存在低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)下检测性能不高的问题,依据随机矩阵理论,提... 详细信息

动态数字信道化接收结构通过检测所有子带,判断信号是否存在,为综合滤波器组处理提供依据,因此子带检测在接收结构中起着关键作用。针对传统检测算法存在低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)下检测性能不高的问题,依据随机矩阵理论,提出了基于最大最小特征值之差与平均特征值之比的检测算法,利用平均特征值和最小特征值的极限分布规律来推导算法的检测门限。其次,根据所有子带数据获取的特征值信息对所提算法进行了优化。最后,在动态数字信道化接收结构中,分析不同因素下算法的性能,表明了所提算法能够克服低SNR的影响,子带检测的性能更好。

关键词：动态数字信道化接收子带信号检测随机矩阵特征值检测

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ViT和注意力融合的类别不均衡PCB缺陷检测方法

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 294-306页

作者：陈俊英李朝阳席月芸刘冲西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055

针对实际环境下印刷电路板(PCB)缺陷样本难以收集造成的数据长尾分布和检测精度低以及ViT用于检测时计算复杂度高等问题,提出多尺度ViT特征提取和注意力特征融合的端到端PCB缺陷检测算法。首先结合ViT和部分卷积构建多尺度特征提取网络... 详细信息

针对实际环境下印刷电路板(PCB)缺陷样本难以收集造成的数据长尾分布和检测精度低以及ViT用于检测时计算复杂度高等问题,提出多尺度ViT特征提取和注意力特征融合的端到端PCB缺陷检测算法。首先结合ViT和部分卷积构建多尺度特征提取网络,利用层级多头注意力对不同尺度的特征图执行自适应的注意力操作,使网络能够更好地捕捉局部和全局信息进而增强其特征提取能力,部分卷积可以降低计算开销。其次,基于能量空域抑制的无参数注意力机制将多尺度特征有效融合,提升网络融合特征图的表达能力。最后,引入对类别不均衡敏感的分类函数对网络的损失函数进行改进,增强网络对类别不平衡数据的拟合程度,提高网络的泛化能力。在3种不同类型的公开PCB数据集上的实验结果表明,所提出的检测算法在PCB表面缺陷数据集的平均精度均值(mAP)均有提升,分别为99.13%、98.67%,99.82%;在类别不均衡的PCB缺陷检测任务上,相较于改进前方法,mAP提升了11.94%,网络检测速度达到25 FPS,为PCB缺陷的检测提供了一种快速、有效的方法。

关键词：缺陷检测印刷电路板 Vision Transformer 注意力机制多尺度特征提取

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二值振幅型远场超分辨消色差聚焦器件研究

物理学报 2024年第10期73卷 153-161页

作者：武志翔李新羽黄字文邹依洋熊亮邓琥尚丽平西南科技大学信息工程学院绵阳621010 西南科技大学极端条件物质特性联合实验室绵阳621010 西南科技大学制造科学与工程学院绵阳621010

具有远场超分辨聚焦特性、消色差、小尺寸和易加工的光学聚焦器件在光学成像、光学显微和光刻等领域具有巨大应用潜力.本文提出了一种基于光学超振荡基本原理,结合角谱衍射理论和二进制粒子群算法的二值振幅型远场超分辨消色差聚焦器件... 详细信息

具有远场超分辨聚焦特性、消色差、小尺寸和易加工的光学聚焦器件在光学成像、光学显微和光刻等领域具有巨大应用潜力.本文提出了一种基于光学超振荡基本原理,结合角谱衍射理论和二进制粒子群算法的二值振幅型远场超分辨消色差聚焦器件设计方法.为了验证所提出设计方法,首先针对波长λ_(1)=405 nm,λ_(2)=532 nm和λ_(3)=632.8 nm的径向偏振光对二值振幅型远场超分辨聚焦器件振幅进行优化设计,再对三者振幅分布进行逻辑“与”操作,使其同时含有3个工作波长远场超分辨聚焦的振幅分布信息.仿真结果表明:在3个波长入射条件下相应的峰值半高全宽分别为0.441λ_(1) (0.179μm),0.469λ_(2 )(0.249μm)和0.427λ_(3) (0.270μm),低于阿贝衍射极限,实现了远场超分辨消色差聚焦,且同时聚焦较小的旁瓣比率(<15%).此类器件具有易加工、消色差和超分辨等优点,适用于光学系统微型化、集成化.所提出的设计方法可拓展至其他光学波段,并为相关光学研究领域提供核心聚焦器件.

关键词：光学超振荡消色差远场超分辨角谱衍射

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基于自训练抑制NLOS的井下人员定位方法

太原理工大学学报 2024年

作者：邵小强韩泽辉马博杨永德原泽文李鑫西安科技大学电气与控制工程学院

煤矿井下人员精确定位的研究对于保护井下人员的生命安全具有重要意义。超宽带信号在井下容易受到非视距(NLOS)的干扰，会严重影响定位精度。针对现有的用于NLOS识别和抑制的监督学习方法需要获取训练数据和标签分配，消耗时间长， ... 详细信息

煤矿井下人员精确定位的研究对于保护井下人员的生命安全具有重要意义。超宽带信号在井下容易受到非视距(NLOS)的干扰，会严重影响定位精度。针对现有的用于NLOS识别和抑制的监督学习方法需要获取训练数据和标签分配，消耗时间长，劳动密集且成本高昂的问题，提出一种基于自训练抑制NLOS的井下人员定位方法。该方法设计了一个新型的通用数据融合框架，首先， PDR结合地图信息去除不可行的位置，采用基于多粒度网格滤波器联合估计位置和航向，充分利用地图信息生成弱标签。通过多传感器数据融合对弱标签迭代改进，生成训练样本，实现自主收集训练数据。最后将地图，惯性传感器和超宽带测量的数据采用贝叶斯估计进行数据融合去推断位置。通过在井下环境中模拟测试，结果表明，对于复杂的井下场景， NLOS条件下的均方根误差由原来的1.02m下降到0.32m，测距误差改善了69%，定位误差小于0.3m的定位结果可以从49%提高到89%，证明了所提出的井下人员定位方法的有效性。

关键词：煤矿井下人员定位 UWB NLOS抑制自训练

多策略改进麻雀搜索算法优化三维DV-Hop节点定位

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吉林大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 771-784页

作者：段中兴刘瑞兴刘冲西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055

为进一步提升传统3DDV-Hop算法的定位精度和稳定性,提出了一种利用多策略改进麻雀搜索算法(MISSA)优化3DDV-Hop的定位算法(MISSA-3DDV-Hop)。首先,采用通信半径分级方法细化多通信半径定位节点的跳数值,提高了最小跳数计算的准确性。然... 详细信息

为进一步提升传统3DDV-Hop算法的定位精度和稳定性,提出了一种利用多策略改进麻雀搜索算法(MISSA)优化3DDV-Hop的定位算法(MISSA-3DDV-Hop)。首先,采用通信半径分级方法细化多通信半径定位节点的跳数值,提高了最小跳数计算的准确性。然后,利用跳距误差与估计距离误差的加权平均值修正节点间的平均跳距,降低了信标节点与未知节点之间的距离估算误差。最后,采用麻雀搜索算法实现3DDV-Hop算法未知节点的位置寻优,并引入佳点集和发现者-跟随者自适应调整策略,通过建立误差适应度函数和目标函数,增强麻雀搜索算法初始种群的分布性和多样性以及全局收敛速度和局部寻优能力。仿真结果表明,与传统3DDV-Hop、IPSO-3DDV-Hop和IGA-3DDV-Hop算法相比,本文方法具有更高的定位精度,更好的稳定性和更快的收敛速度。

关键词：通信技术无线传感网络 3DDV-Hop 多策略麻雀搜索算法平均跳距佳点集

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多接收者证书基可搜索加密方案

计算机学报 2024年第3期47卷 544-557页

作者：刘行明洋王晨豪赵一长安大学信息工程学院西安710064

可搜索加密作为一种加密原语,允许用户在云存储服务器中搜索文件的同时确保原始文件的机密性.证书基可搜索加密在实现密文检索的基础上,解决了证书管理、密钥托管、安全信道等问题.然而,已有的证书基可搜索加密要么使用耗时的双线性映... 详细信息

可搜索加密作为一种加密原语,允许用户在云存储服务器中搜索文件的同时确保原始文件的机密性.证书基可搜索加密在实现密文检索的基础上,解决了证书管理、密钥托管、安全信道等问题.然而,已有的证书基可搜索加密要么使用耗时的双线性映射操作,要么无法满足发送者匿名特性.同时其仅考虑单个接收者,致使多个接收者场景下效率低,不能满足现实需求.为解决上述不足,基于椭圆曲线密码学,利用密钥交换思想和数字签名技术,本文提出多接收者证书基可搜索加密方案.对于相同数据,方案中发送者仅仅执行一次加密,即可使得多个接收者能够同时进行搜索.同时,发送者使用自己的私钥和证书生成密文,导致敌手无法生成有效密文发动关键词猜测攻击,确保了搜索陷门的安全性.本文所提方案中搜索陷门仅由一个群元素组成,同时没有泄露发送者的身份信息实现了匿名性.安全性分析表明,在随机预言机模型中,基于计算性Diffie-Hellman假设,本文所提方案能够满足适应性选择关键词攻击的不可区分性和适应性关键词猜测攻击的不可区分性.性能分析表明,与相关方案相比,本文所提方案实现了低的计算代价和通信代价,更加适用于云存储环境下的多用户服务场景.

关键词：可搜索加密证书基密码学多接收者可证明安全云存储

基于IPOA- LSSVM模型的高压直流输电线路故障定位

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南京信息工程大学学报 2024年

作者：商立群刘晗郝天奇李钊李朝彪邓力文西安科技大学电气与控制工程学院

故障定位在长距离高压直流输电系统中起着至关重要的作用。针对线路衰减系数计算不准和二次波头难以捕捉的问题，提出了一种改进鹈鹕优化算法（IPOA）优化最小二乘支持向量（LSSVM）的故障定位模型。根据行波衰减原理，推导故障距离和... 详细信息

故障定位在长距离高压直流输电系统中起着至关重要的作用。针对线路衰减系数计算不准和二次波头难以捕捉的问题，提出了一种改进鹈鹕优化算法（IPOA）优化最小二乘支持向量（LSSVM）的故障定位模型。根据行波衰减原理，推导故障距离和线路两端线模分量模极大值比的计算公式，发现二者具有非线性关系。使用LSSVM泛化二者之间的关系，将改进后的POA算法对LSSVM的关键参数进行寻优，建立IPOA- LSSVM故障定位模型。通过在两端采集故障信号，对其进行小波变换得到首波头幅值比作为模型的输入量，故障距离作为输出量进行仿真验证。仿真结果表明，该模型不受过渡电阻和故障类型的影响，能够可靠准确地定位。

关键词：故障定位高压直流输电系统首波头幅值比改进鹈鹕优化算法最小二乘支持向量机

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一种改进的群组机器人网络路由算法

无线电工程 2024年

作者：李明明邵立鹏西安科技大学通信与信息工程学院

针对群组机器人系统在应急场景下具有移动频繁、能量有限的特点，提出了一种跨层多度量路径选择的分簇路由协议ESC-AODV，以延长群组机器人网络运行时间，提高通信可靠性。用路由性能代替跳数作为路由判据，目的节点在重复接收到RREQ数... 详细信息

针对群组机器人系统在应急场景下具有移动频繁、能量有限的特点，提出了一种跨层多度量路径选择的分簇路由协议ESC-AODV，以延长群组机器人网络运行时间，提高通信可靠性。用路由性能代替跳数作为路由判据，目的节点在重复接收到RREQ数据包时，若路由性能更小，则回复RREP数据包，以此选择更好的路由，引入分簇结构，通过簇头和网关组成的骨干网络减少广播洪泛次数。实验结果证明，在节点数量多时，改进的ESC-AODV协议在延长网络生存时间的同时，平均端到端时延、数据包投递率、吞吐量和路由开销均优于AODV和ELS-AODV 协议。ESC-AODV协议能够节约网络能量，提高可靠性，获得更优的网络性能。

关键词：群组机器人按需距离矢量路由协议跨层分簇能量

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早龄期钢纤维混凝土单轴压缩破坏前兆特征

硅酸盐通报 2024年第7期43卷 2470-2478页

作者：潘晓凤曹建涛罗滔唐丽云西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054 西安科技大学能源学院西安710054 西京学院土木工程学院西安710123

早龄期混凝土受水化、外荷载等影响,容易产生裂缝,影响结构耐久性,电阻率能较好地反映混凝土内部损伤程度。本研究开展了钢纤维混凝土(SFRC)和普通混凝土(NC)单轴压缩过程中的电阻率监测试验,研究了龄期对SFRC在单轴压缩过程中电阻率变... 详细信息

早龄期混凝土受水化、外荷载等影响,容易产生裂缝,影响结构耐久性,电阻率能较好地反映混凝土内部损伤程度。本研究开展了钢纤维混凝土(SFRC)和普通混凝土(NC)单轴压缩过程中的电阻率监测试验,研究了龄期对SFRC在单轴压缩过程中电阻率变化特性的影响,并在不同龄期对两种混凝土开展了波速测试试验。研究结果表明,龄期对SFRC在单轴压缩过程中的电阻率变化规律影响显著,28 d龄期内,电阻率变化规律依次以“L”型、“V”型和“U”型三种不同的简化模式呈现。试件临近破坏时,电阻率均有所增大,龄期1和3 d时,增长趋势较小,龄期7、14和28 d时,增长显著。电阻率信息反映了混凝土内部裂隙的萌生和发展,可将电阻率的缓慢增大阶段作为SFRC破坏的前兆信息。SFRC的强度和波速均高于NC,且随龄期增长呈增长趋势。

关键词：钢纤维混凝土早龄期单轴压缩电阻率波速