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电子与信息学报
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吴一戎

月刊

1009-5896

jeit@mail.ie.ac.cn

010-58887066

100190

北京市北四环西路19号

电子与信息学报/Journal Journal of Electronics & Information TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是电子科学高级综合性学术刊物。主要刊登有关电子与信息科学方面的具有创新性的、高水平的文章。
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    云边端架构下边缘智能计算关键问题综述:计算优化与计算卸载

    董裕民张静谢昌佐李子扬...
    765-776页
    查看更多>>摘要：近年来,随着入网设备数量与数据体量的急剧增加,以云计算为代表的中心式计算模式的缺点越来越显露出来.边缘计算,即让计算尽量靠近数据源,以减少数据传输时间和网络延迟,作为云计算的补充,已经成为学术界和工业界关注的焦点.该文面向边缘计算中应用较广的实例架构—云边端架构,以及边缘计算的典型应用—边缘智能计算,讨论云边端架构下边缘智能计算的两大关键问题:计算优化和计算卸载.首先分析和梳理了云边端架构下边缘智能计算优化的应用与研究现状.然后讨论了云边端架构下计算卸载的研究思路和现状.最后,总结提出了目前云边端架构下边缘智能计算业务所面临的挑战和未来研究趋势.

    云边端架构边缘智能计算计算优化计算卸载

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    智能交通感知新范式:面向元宇宙的交通标志检测架构

    王俊帆缪其恒何志伟高明煜...
    777-789页
    查看更多>>摘要：交通标志检测对智能交通系统和智能驾驶的安全稳定运行具有重要作用.数据分布不平衡、场景单一会对模型性能造成较大影响,而建立一个完备的真实交通场景数据集需要昂贵的时间成本和人工成本.基于此,该文提出一个面向元宇宙的交通标志检测新范式以缓解现有方法对真实数据的依赖.首先,通过建立元宇宙和物理世界之间的场景映射和模型映射,实现检测算法在虚实世界之间的高效运行.元宇宙作为一个虚拟化的数字世界,能够基于物理世界完成自定义场景构建,为模型提供海量多样的虚拟场景数据.同时,该文结合知识蒸馏和均值教师模型建立模型映射,应对元宇宙和物理世界之间存在的数据差异问题.其次,为进一步提高元宇宙下的训练模型对真实驾驶环境的适应性,该文提出启发式注意力机制,通过对特征的定位和学习来提高检测模型的泛化能力.所提架构在CURE-TSD,KITTI,VKITTI数据集上进行实验验证.实验结果表明,所提面向元宇宙的交通标志检测器在物理世界具有优异的检测效果而不依赖大量真实场景,检测准确率达到89.7％,高于近年来其他检测方法.

    元宇宙智能交通系统交通标志检测场景映射模型映射

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    脑机接口中脑电图-近红外光谱联合分析进展研究

    张力新周鸿展王东孟佳圆...
    790-797页
    查看更多>>摘要：脑机接口(BCI)能将受试者意图相关的大脑活动转化为外部设备控制指令,在神经疾病治疗、运动康复等方面具有较高应用潜力.BCI的实现需从人脑获取有意义的信号,而脑电图(EEG)可以反映神经电活动,主要用于对反映实时性要求较高的BCI系统;近红外光谱(NIRS)主要反映血流动力学水平,一般用于神经生理状态等需要精确定位脑活跃区域的研究.EEG和NIRS因其非侵入、方便穿戴、成本较低等优点,成为BCI的重要信号获取方法.相比于单模态BCI系统,基于EEG-NIRS联合分析的混合BCI系统由于具有更丰富的信号特征,在生理状态检测、运动想象等领域得到了越来越多的关注与研究.该文从EEG-NIRS联合分析在脑机接口中应用的研究现状出发,在数据和特征融合程度、层面上归纳最近的相关领域研究现状,并对EEG-NIRS信号处理手段的研究前景进行了展望.

    信号处理脑机接口脑电图近红外光谱

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    全双工主动窃听非正交多址接入系统智能超表面辅助物理层安全传输技术

    阔永红曹琳吕璐贺冰涛...
    798-807页
    查看更多>>摘要：针对全双工被动窃听和主动干扰攻击下的多用户非正交多址接入(NOMA)系统,该文提出一种智能超表面(RIS)辅助的鲁棒波束赋形方案以实现物理层安全通信.考虑在仅已知窃听者统计信道状态信息的条件下,以系统传输中断概率和保密中断概率作为约束,通过联合优化基站发射波束赋形、RIS相移矩阵、传输速率和冗余速率,来最大化系统的保密速率.为解决上述多变量耦合非凸优化问题,提出一种有效的交替优化算法得到联合优化问题的次优解.仿真结果表明,所提方案可实现较高的保密速率,且通过增加RIS反射单元数,系统保密性能更佳.

    智能超表面非正交多址接入物理层安全波束赋形

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    可重构智能反射面辅助太赫兹通信系统鲁棒波束赋形算法

    袁一铭徐勇军周继华
    808-816页
    查看更多>>摘要：太赫兹通信作为6G的关键技术之一,被认为是能够解决频谱资源短缺、提升系统容量的有效手段.然而,由于路径损耗极高和分子的吸收作用,太赫兹容易被障碍物阻挡导致通信中断.为了解决该问题,该文将可重构智能反射面(RIS)引入到太赫兹通信系统中,且考虑信道不确定性对传输稳定性的影响,基于用户服务质量约束、基站发射功率约束及RIS离散相移约束,建立多用户能效最大化波束赋形模型.利用丁克尔巴赫、连续凸近似、S-程序、半正定松弛、相位映射和块坐标下降将原非凸优化问题转化为凸优化问题进行求解.仿真结果表明,与传统非鲁棒波束赋形对比,所提算法能效提升了15.4％,中断概率减小了15.48％.

    太赫兹通信可重构智能反射面鲁棒波束赋形能量效率

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    基于改进自适应IMM算法的高速列车组合定位

    王小敏雷筱张亚东
    817-825页
    查看更多>>摘要：针对列车高精度定位问题,该文提出基于改进自适应交互多模型(IMM)的高速列车高精度组合定位方法.首先,根据列车定位需求和各传感器特点,设计了卫星接收器、轮轴测速传感器、测速雷达以及单轴陀螺仪4种传感器的组合定位方案.然后,针对IMM融合滤波算法因先验信息不准导致固定参数设置不当的问题,引入Sage-Husa自适应滤波和转移概率矩阵(TPM)自适应更新集成为自适应IMM算法.针对多模型切换的滞后问题,利用子模型似然函数值能快速反映模型变化趋势的特点,将似然函数值设为判定标志,并引入判定窗对TPM矩阵元素进行修正,有效提升了模型的切换速度.最后,基于改进自适应IMM算法对4种传感器定位信息进行融合滤波,实现高速列车的高精度组合定位.仿真结果表明:改进后的算法相比其他自适应IMM算法提升定位精度1.6％～14.7％,并且能通过提高模型间切换速度来有效降低位置误差峰值,同时具备较好的抗噪性能.

    列车定位交互式多模型Sage-Husa自适应滤波算法马尔可夫转移概率矩阵判定窗

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    基于多维扩展的正交时序复用波形框架及其性能分析

    王震铎谭正锋孙溶辰
    826-834页
    查看更多>>摘要：正交时序复用(OTSM)是一种适用于高速移动场景的低复杂度调制方法.然而,单一的波形设计方法难以满足多样化的应用需求和性能需求.因此,该文基于加权分数傅里叶变换(WFRFT)提出了加权分数沃尔什-哈达玛变换(WFRWHT),并提出了多维扩展的一体化的加权分数傅里叶变换-加权分数沃尔什哈达玛变换-正交时序复用(WFRFT-WFRWHT-OTSM)波形框架.通过对2维参数的灵活配置,该框架可退化为OTSM、正交时频空、混合载波、正交频分复用和单载波等波形,同时研究了采用高斯-赛德尔(GS)迭代均衡时一体化WFRFT-WFRWHT-OTSM波形在时延-多普勒信道下的误码率(BER)性能以及峰均功率比(PAPR)性能.仿真结果表明,在不同时延-多普勒信道下,该框架可通过改变WFRFT和WFRWHT阶次实现更优的BER和PAPR性能.

    加权分数沃尔什变换加权分数傅里叶变换正交时序复用正交频分复用高斯-赛德尔迭代均衡

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    基于全频谱共享的三维轨迹和功率优化方法

    裴二荣陈新虎陈琪美孙远欣...
    835-847页
    查看更多>>摘要：当前蜂窝系统频谱资源极度短缺,免授权频谱因而被建议在蜂窝系统中使用.无人机(UAV)的飞行轨迹和功率控制对频谱利用效率有重大影响.然而,基于频谱共享的3维轨迹和功率优化方法却鲜少研究.为此,该文首先提出一种全频谱共享方法,即无人机通过控制上行蜂窝用户和设备到设备(D2D)用户的发射功率,在不影响WiFi设备正常传输的前提下使用免授权频谱;同时无人机也能够在不影响其他下行蜂窝用户的前提下使用授权频谱.然后基于提出的全频谱共享方法,该文构建了无人机电池能量约束下的3维飞行轨迹和发射功率的联合优化问题.为了求解提出的复杂多变量耦合的非凸优化问题,该文采用块坐标下降和连续凸逼近方法将原问题转化为3维轨迹优化和功率控制两个凸优化子问题并迭代求解.大量仿真结果证明提出的基于3维轨迹和功率优化的全频谱共享方法能够显著提高频谱利用效率.

    全频谱共享无人机通信设备到设备3维轨迹功率控制

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    基于JAYA算法的紫外光通信无人机编队路由优化

    郝锐王建萍陈丹阳路慧敏...
    848-857页
    查看更多>>摘要：紫外光通信由于其灵活性高、安全性好和全天候工作等优点,被认为是应急通信用无人机编队(UAV)的有潜力通信解决方案.为了提升紫外光通信无人机编队的有效作业时间,该文基于低功耗自适应集簇分层(LEACH)算法,并结合JAYA智能优化算法提出一种新颖的路由优化算法(RJLEACH).该方法被用来改善紫外光通信无人机编队的有效操作时间.应用该算法对不同结构的紫外光通信无人机编队路由优化,并与其它算法得到的结果进行了比较分析.结果表明,RJLEACH算法在簇首选举阶段降低了无人机节点间的剩余能量方差,并且通过搜索最优路由降低了簇间通信的能量消耗.最终使网络出现第1个死亡节点和出现1/2死亡节点的时间相比经典LEACH算法分别延长了31.8％和13.8％,同时明显提高了能量利用率,能够为灾区救援和应急通信等任务争取宝贵的时间.

    无线紫外光通信分簇协议无人机编队路由优化算法

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    智能反射表面辅助的非正交多址接入系统用户分组、波束赋形与相移的优化

    雷维嘉于顺洪雷宏江唐宏...
    858-866页
    查看更多>>摘要：该文研究智能反射表面(IRS)辅助的多天线非正交多址接入(NOMA)网络中用户分组、发送波束赋形、相移等的联合优化问题.系统中1个分组分配1个波束并在组内进行连续干扰消除检测.该文提出一种不依赖于发送波束赋形和IRS相移的用户分组配对策略,将用户分组与其他优化分离,显著降低了优化问题求解的难度和计算复杂度.进一步,联合优化基站发送波束赋形、功率分配和IRS相移矩阵,最小化基站的总发送功率.原始优化问题是一个多变量相互耦合的非凸优化问题,利用松弛变量、连续凸逼近、半定松弛、交替迭代优化等方法将原问题转化为凸问题并求解.仿真结果显示,相较于1个用户1个波束的方案,所提方案在基站天线数较少时性能更优,而在天线数较多时也与该对比方案非常接近,但所提方案的优化计算复杂度更低.而对比采用不同分组算法、随机IRS相移方案、最大比发射方案,以及无IRS的方案,所提方案的性能始终更优.

    智能反射表面非正交多址接入用户分组波束赋形

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