检索结果-内蒙古大学图书馆

电子与信息学报 2025年

作者：刘乔寿邓义锋胡昊南杨振巍重庆邮电大学通信与信息工程学院先进网络与智能互联技术重庆市高校重点实验室泛在感知与互联重庆重点实验室

在传统AirComp系统中，汇聚节点接收到来自不同发送端的信号相位是否严格对齐将直接影响AirComp的计算精度，将AirComp引入分布式联邦学习和分布式推理系统中，由于相位对齐问题造成的计算误差则会导致模型训练精度和推理精度下降。目... 详细信息

在传统AirComp系统中，汇聚节点接收到来自不同发送端的信号相位是否严格对齐将直接影响AirComp的计算精度，将AirComp引入分布式联邦学习和分布式推理系统中，由于相位对齐问题造成的计算误差则会导致模型训练精度和推理精度下降。目前，现有的AirComp分布式联邦学习和分布式推理系统，无论在训练还是推理过程中，基本上都未考虑信道对模型性能的影响，导致其推理精度远低于本地训练和推理的结果，这一点在低信噪比时表现得尤为突出。该文提出了一种MOSI-AirComp系统，其中同一轮参与计算的发射信号来自同一节点，因此可以忽略信号的相位对齐问题。此外，该文设计了一种双支路训练模型，上支路基于原始模型的基础上添加Loss层模拟信道干扰，而下支路保持原始的网络模型结构用于推理任务，以实现更好的抗衰落和抗噪声能力。该文还提出了一种基于权重的功率控制方案和路径选择算法，根据节点间距离和模型权重选择最优的传输回路，并将模型权重作为功率控制因子的一部分来调节传输功率，以此实现卷积过程中的乘法操作，同时利用AirComp的叠加特性完成加法操作，从而实现空中卷积。仿真结果证明了MOSI-AirComp系统的有效性。与传统模型相比，双支路训练模型在小尺度衰落场景下，MNIST数据集和CIFAR10数据集在不同信噪比下的推理精度分别提高了2%～18%和0.4%～11.2%。

关键词：空中计算(AirComp) 分布式推理卷积神经网络(CNN) 功率控制

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基于Z-Score动态压缩的高效联邦学习算法

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计算机应用研究 2024年第7期41卷 2093-2097页

作者：刘乔寿皮胜文原炜锡重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学先进网络与智能互联技术重庆市高校重点实验室重庆400065 重庆邮电大学泛在感知与互联重庆市重点实验室重庆400065

联邦学习作为一种具有隐私保护的新兴分布式计算范式,在一定程度上保护了用户隐私和数据安全。然而,由于联邦学习系统中客户端与服务器需要频繁地交换模型参数,造成了较大的通信开销。在带宽有限的无线通信场景中,这成为了限制联邦学习... 详细信息

联邦学习作为一种具有隐私保护的新兴分布式计算范式,在一定程度上保护了用户隐私和数据安全。然而,由于联邦学习系统中客户端与服务器需要频繁地交换模型参数,造成了较大的通信开销。在带宽有限的无线通信场景中,这成为了限制联邦学习发展的主要瓶颈。针对这一问题,提出了一种基于Z-Score的动态稀疏压缩算法。通过引入Z-Score,对局部模型更新进行离群点检测,将重要的更新值视为离群点,从而将其挑选出来。在不需要复杂的排序算法以及原始模型更新的先验知识的情况下,实现模型更新的稀疏化。同时随着通信轮次的增加,根据全局模型的损失值动态地调整稀疏率,从而在保证模型精度的前提下最大程度地减少总通信量。通过实验证明,在I.I.D.数据场景下,该算法与联邦平均(FedAvg)算法相比可以降低95%的通信量,精度损失仅仅为1.6%,与FTTQ算法相比可以降低40%~50%的通信量,精度损失仅为1.29%,证明了该方法在保证模型性能的同时显著降低了通信成本。

关键词：联邦学习 Z-Score 稀疏化动态稀疏率

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基于CvT-13和多模态图像融合的心电分类算法

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生物医学工程学杂志 2023年第4期40卷 736-742页

作者：李国权朱双青刘梓潼林金朝庞宇重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065

心电(ECG)信号是心律失常和心肌梗死诊断的重要依据。为进一步提升心律失常和心肌梗死分类效果,提出了一种基于Convolutional vision Transformer(CvT)和多模态图像融合的心电分类算法。通过格拉姆求和角场(GASF)、格拉姆差分角场(GADF... 详细信息

心电(ECG)信号是心律失常和心肌梗死诊断的重要依据。为进一步提升心律失常和心肌梗死分类效果,提出了一种基于Convolutional vision Transformer(CvT)和多模态图像融合的心电分类算法。通过格拉姆求和角场(GASF)、格拉姆差分角场(GADF)和递归图(RP)将ECG一维信号转化成三种不同模态的二维图像,并融合生成包含了更多特征的多模态融合图像。CvT-13模型对融合后的图像进行处理可以兼顾局部和全局信息,从而有效提升了分类性能。在MIT-BIH心律失常数据集和PTB心肌梗死数据集上,该算法对五种心律失常分类的综合准确率达到99.9%,对心肌梗死分类的综合准确率达到99.8%。实验表明,高精度计算机辅助的智能分类方法具有一定的优越性,可以有效提高心律失常以及心肌梗死等心脏疾病的诊断效率。

关键词：心电信号心律失常分类心肌梗死多模态图像融合 CvT-13

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基于异步优势演员-评论家学习的服务功能链资源分配算法

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电子与信息学报 2021年第6期43卷 1733-1741页

作者：唐伦贺小雨王晓谭颀胡彦娟陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信重点实验室重庆400065

考虑网络全局信息难以获悉的实际情况,针对接入网切片场景下用户终端(UE)的移动性和数据包到达的动态性导致的资源分配优化问题,该文提出了一种基于异步优势演员-评论家(A3C)学习的服务功能链(SFC)资源分配算法。首先,该算法建立基于区... 详细信息

考虑网络全局信息难以获悉的实际情况,针对接入网切片场景下用户终端(UE)的移动性和数据包到达的动态性导致的资源分配优化问题,该文提出了一种基于异步优势演员-评论家(A3C)学习的服务功能链(SFC)资源分配算法。首先,该算法建立基于区块链的资源管理机制,通过区块链技术实现可信地共享并更新网络全局信息,监督并记录SFC资源分配过程。然后,建立UE移动和数据包到达时变情况下的无线资源、计算资源和带宽资源联合分配的时延最小化模型,并进一步将其转化为马尔科夫决策过程(MDP)。最后,在所建立的MDP中采用A3C学习方法,实现资源分配策略的求解。仿真结果表明,该算法能够更加合理高效地利用资源,优化系统时延并保证UE需求。

关键词：网络切片服务功能链资源分配马尔科夫决策过程异步优势演员-评论家学习区块链

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基于生成对抗与卷积神经网络的调制识别方法

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系统工程与电子技术 2022年第3期44卷 1036-1043页

作者：邵凯朱苗苗王光宇重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信教育部工程研究中心重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

自动调制识别在频谱监测和认知无线电中占有重要地位。针对现有调制识别算法在低信噪比条件下识别率低的问题,提出一种基于生成对抗网络(generative adversarial network, GAN)和卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的数... 详细信息

自动调制识别在频谱监测和认知无线电中占有重要地位。针对现有调制识别算法在低信噪比条件下识别率低的问题,提出一种基于生成对抗网络(generative adversarial network, GAN)和卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的数字信号调制识别方法。在利用平滑伪Wigner-Ville分布将调制信号转换为时频图像(time-frequency images, TFIs)后,在经典GAN中嵌入了剩余密集块(residual dense block, RDB)结构,保证了对TFIs的去噪和修复。通过对经典的剩余网络(residual network, ResNet)模型微调,满足了TFIs的识别与分类。仿真结果表明,所提方法在低信噪比情况下有效地降低了噪声对TFIs的干扰,提高了识别性能。

关键词：自动调制识别时频分布卷积神经网络生成对抗网络剩余密集块

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基于时间反演的上行NOMA系统能效优化算法

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系统工程与电子技术 2022年第3期44卷 1007-1013页

作者：陈善学吴生金谷博文重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信教育部工程研究中心重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

为了解决上行非正交多址接入(non-orthogonal multiple access, NOMA)系统在多径环境下传输效率较低问题,提出了一种基于时间反演(time reversal, TR)的上行NOMA网络资源分配算法。首先,利用TR技术独特的空时聚焦特性,增大信号的接收强... 详细信息

为了解决上行非正交多址接入(non-orthogonal multiple access, NOMA)系统在多径环境下传输效率较低问题,提出了一种基于时间反演(time reversal, TR)的上行NOMA网络资源分配算法。首先,利用TR技术独特的空时聚焦特性,增大信号的接收强度。其次,考虑用户最小传输速率约束和用户最大发射功率约束,建立了系统能效最大化资源分配模型。然后,利用分式规划理论和连续凸近似方法,将所提出的非凸优化问题转化为凸优化问题,并利用拉格朗日对偶理论求得全局最优解。仿真结果表明,相较于传统算法,所提出的算法具有较好的能效。

关键词：时间反演非正交多址接入资源分配能效最大化

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基于相位补偿的非理想无线轨道角动量复用通信系统研究

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电子与信息学报 2022年第9期44卷 3212-3219页

作者：王洋修艳磊胡韬施盼盼廖希重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信教育部工程研究中心重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

电磁波轨道角动量各模态间满足严格正交性,为无线通信系统提供了一个新的复用维度。当前无线轨道角动量通信的研究仍集中于理想视距(LoS)场景,在实际通信场景中,多径效应和非对齐效应等非理想传输情况通常是无法避免的,这会使得无线轨... 详细信息

电磁波轨道角动量各模态间满足严格正交性,为无线通信系统提供了一个新的复用维度。当前无线轨道角动量通信的研究仍集中于理想视距(LoS)场景,在实际通信场景中,多径效应和非对齐效应等非理想传输情况通常是无法避免的,这会使得无线轨道角动量多入多出(OAM-MIMO)通信系统的性能遭受较大损失。为提升非理想无线OAM-MIMO通信系统性能,该文建模了一种更加符合实际传输场景的毫米波OAM-MIMO 10射线信道模型;然后评估了多径效应和非对齐效应带来的性能损失问题;最后,提出了一种低复杂度的平均相位补偿与迭代功率分配(APC-IPA)联合优化方案来消除非对齐和多径效应造成的相位偏差,提升系统信道容量。仿真结果表明:在同时遭受非对齐和多径效应时,所提APC-IPA联合方案能够有效地提升系统信道容量。

关键词：轨道角动量非对齐多径效应相位补偿信道容量

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放大转发中继系统中基于SCMA的能效资源分配方案

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系统工程与电子技术 2022年第6期44卷 2035-2042页

作者：董博志朱江张海波重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信教育部工程研究中心重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

放大转发中继系统中,以提升能效为目标,在保障各用户的最小速率需求下,提出一种子载波顺序配对以及稀疏码分多址(sparse code division multiple access,SCMA)码本功率联合资源分配算法。将能效资源分配建模为一个混合型整数优化问题,... 详细信息

放大转发中继系统中,以提升能效为目标,在保障各用户的最小速率需求下,提出一种子载波顺序配对以及稀疏码分多址(sparse code division multiple access,SCMA)码本功率联合资源分配算法。将能效资源分配建模为一个混合型整数优化问题,并将其拆分为子载波配对和码本及功率分配两个独立的子问题。首先,预设码本和功率分配,基于能效对子载波进行配对。然后,在子载波固定配对的情况下,基于能效码本采用最优信道选择的分配方法,功率问题转化为含有参量的凹函数,构建拉格朗日函数进行迭代求解。最后,码本和功率交替迭代优化直至收敛。仿真表明,所提算法较其他方案可以提升约29%的系统平均能效,同时也保证了每个用户的最小速率需求。

关键词：稀疏码多址接入能量效率放大转发中继资源分配

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一种有限脉冲响应滤波器格型结构优化方法及灵敏度分析

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电子与信息学报 2022年第2期44卷 686-693页

作者：庄陵张文静重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信教育部工程研究中心重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

有限脉冲响应(FIR)滤波器是无线通信研究中多载波调制系统的主要组成单元。针对有限字长效应导致FIR滤波器性能下降问题,该文提出一种FIR滤波器格型结构改善因量化导致的滤波器系数误差,即降低系数灵敏度,利用状态空间结构表示相应改进... 详细信息

有限脉冲响应(FIR)滤波器是无线通信研究中多载波调制系统的主要组成单元。针对有限字长效应导致FIR滤波器性能下降问题,该文提出一种FIR滤波器格型结构改善因量化导致的滤波器系数误差,即降低系数灵敏度,利用状态空间结构表示相应改进格型结构系数,并推导分析其系数灵敏度表达式。仿真实例验证理论推导结果,即改进格型结构系数灵敏度与采样周期相关。与传统格型结构相比,在量化字长和采样周期约束下,改进格型结构频响特性曲线更接近理想频响特性曲线,系数灵敏度更小,抗有限字长效应能力更好。

关键词：有限脉冲响应滤波器有限字长格型结构状态空间系数灵敏度

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稀疏码分多址收发端改进方案的设计

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系统工程与电子技术 2022年第1期44卷 320-326页

作者：庄陵刘思杨重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信教育部工程研究中心重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

为降低传统稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)系统的译码复杂度,同时保证系统误比特率(bit error ratio, BER)性能,考虑信道质量因素提出SCMA系统收发端改进方案。在接收端,提出基于信道质量动态选择节点改进消息传... 详细信息

为降低传统稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)系统的译码复杂度,同时保证系统误比特率(bit error ratio, BER)性能,考虑信道质量因素提出SCMA系统收发端改进方案。在接收端,提出基于信道质量动态选择节点改进消息传递算法(message passing algorithm, MPA),在串行策略基础上对节点更新顺序进行合理排序,减少算法迭代次数,以降低译码复杂度;同时为补偿付出的BER性能代价,在发送端基于信道质量设计动态自适应更新因子图方案,为用户节点匹配高信道增益的资源节点组合,并且考虑到用户的公平性,令上轮更新因子图时信道增益最低的用户节点优先匹配。仿真实验证明,所提改进方案在保证BER性能和各用户公平性前提下有效降低系统译码复杂度。

关键词：稀疏码分多址接入信道质量因子图消息传递算法

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