- 孙爱晶;魏德;孙驰;
为了减小无人机辅助无线传感器网络(Unmanned Aerial Vehicle Assisted Wireless Sensor Network, UAV-WSN)数据收集的信息新鲜度(the Age of Information, AoI),提出一种改进的深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient, DDPG)算法。构建最小AoI的马尔可夫决策过程(Markov Decision Process, MDP)模型，通过经验回放矩阵和双层网络结构提高算法的收敛速度。将玻尔兹曼策略引入搜索策略中，解决UAV-WSN系统在选择最优动作时局部最优的问题，采用多层长短期记忆神经网络模型，以控制经验池中信息的记忆和遗忘程度，避免算法训练时回合间相互影响。将所提算法与演员-评论家(Actor-Critic, AC)算法、深度Q网络(Deep Q-Network, DQN)算法、DDPG算法及random算法对比，结果表明，改进的DDPG算法具有较好的收敛性和稳定性，能够最小化AoI。
2024年03期 v.29;No.168 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K] [下载次数：94 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 黄庆东;张典;李佳欣;郭振;王皓;
为了降低视距(Line of Sight, LOS)和非视距(Non-Line of Sight, NLOS)混合场景下无线定位的误差，提出一种基于交互式多模型-卡尔曼滤波(Interactive Multiple Model-Kalman Filter, IMM-KF)的残差选择NLOS定位算法。构建适用于LOS的多边定位模型和适用于NLOS的残差选择3边定位模型，通过似然概率加权估计两个模型的融合位置。结合卡尔曼滤波进行误差估计确定残差，得到最优的位置估计值，从而降低计算复杂度和由计算不准确导致的模型失配问题。仿真结果表明，所提算法在混合场景中NLOS噪声服从高斯分布、指数分布及均匀分布下，定位精度优于其他对比算法，能有效降低NLOS误差。
2024年03期 v.29;No.168 12-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 557K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 朱国晖;郭子萱;漆娜;
当底层无线接入网(Radio Access Network,RAN)发生多链路故障时，为了提高网络切片的恢复能力并且提高网络资源利用率，提出一种基于业务类型的可生存网络切片资源部署(Survivable Network Slice Resource Deployment algorithm Based on Service Types,SNSRD-BST)算法。该算法基于节点核心度完成节点映射，区分切片所承载的业务类型。在链路映射阶段，为高可靠、低时延类型切片寻找备份路径，预留备份资源，在故障发生后，如果备份路径可用，则直接迁移至备份路径，否则，采取基于熵权法的多属性路径排序方法进行重映射；对于受故障影响的高带宽类型切片，基于路径资源关键度模型对虚拟链路进行重映射，恢复故障链路。仿真结果表明，在稳定运行后，所提算法的请求接受率为92%,故障恢复率为93%,平均网络故障恢复时延为0.09个时间单元，长期平均收益开销比为0.62,物理链路利用率为63%。与相关算法相比，所提算法的网络切片恢复能力与网络资源利用率较高。
2024年03期 v.29;No.168 20-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 559K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 王耀伟;甄立;文秦;
为了提高无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)随机部署后的覆盖效果，并且降低传感器节点在二次部署过程中的移动能耗，提出一种适用于感知半径异构的WSNs覆盖增强策略。该策略以行军蚁的种群规模作为节点部署方案，种群位置作为节点位置变量，建立了行军蚁优化器与WSNs覆盖问题的映射关系，并根据传感器节点的初始部署位置改进初始化行为，引入虚拟力导向作用改进攻击行为，基于巢穴位置改进蚁桥行为，从而在提高WSNs覆盖效果的基础上优化了传感器节点二次部署的移动能耗。仿真结果表明，相比于虚拟力算法、采样的异构WSNs覆盖优化算法与行军蚁优化器算法，所提算法的覆盖率较高，传感器节点二次部署过程中的移动距离最小。此外，当覆盖区域面积与节点规模变化时，所提算法在覆盖效果与移动能耗方面也具有较强的鲁棒性。
2024年03期 v.29;No.168 32-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 541K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 白靖;刘轩;葛城显;袁泉;
提出了一种研究双高斯波束对手性粒子辐射力的方法。假设光波束以任意方向传播，利用坐标旋转定理在粒子坐标系中以球矢量波函数对双高斯波束进行扩展；通过对入射场的叠加，得到双高斯波束总入射场的展开系数；根据广义洛伦兹-米氏理论和麦克斯韦应力张量理论，推导出作用在手性粒子上辐射力的解析表达式。仿真结果表明：当手性粒子退化为各向同性介质球时，辐射力仿真结果与相关经典文献吻合；双高斯波束的束腰宽度变化对其捕获手性粒子的能力影响不大；随着双高斯波束偏振角的减小，双高斯波对手性粒子的捕获能力会增强；线性偏振的双高斯波束照射具有大手性参数的球体时，产生的辐射力将变小，使得捕获变得更加困难；右旋圆极化双高斯波束对手性参数为负的手性粒子捕获的概率更大；所提出的双高斯波束较单高斯波束更容易捕获大尺寸的手性粒子；双高斯波束的稳定俘获性能对手性粒子的手性参数十分敏感；采用合适的圆偏振态的双高斯波束可能更容易实现对手性粒子的轴向捕获。
2024年03期 v.29;No.168 44-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 824K] [下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ]
- 吴青;魏瑶;马甜露;武江波;
为了降低核极限学习机的时间复杂度，提出一种基于正规方程的L_(2,1)正则核极限学习机。将L_(2,1)范数引入核极限学习机的目标函数中，利用正规方程法求解L_(2,1)正则核极限学习机的最优输出权值，从而避免模型的过拟合问题，同时提高分类性能。实验结果表明，与传统的核极限学习机相比，所提核极限学习机能够有效减少学习过程中的大量矩阵运算，具有更快的学习速度和更高的分类准确率。
2024年03期 v.29;No.168 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 赵广元;韩雪松;黄楠;
针对快速随机树(Rapidly-exploring Random Trees,RRT)算法在复杂环境下规划效率低的问题，提出一种基于RRT的机械臂路径规划改进算法。首先，在初始采样时应用角度约束采样策略限制采样区域，提升采样质量。然后，在扩展节点时融合人工势场法的思想，设定动态步长加快算法的收敛，提升算法在障碍物空间的探索效率，当算法陷入局部极小值时，采用节点拒绝策略快速脱离。最后，将规划路径进行简化处理，并利用B样条曲线平滑拐点提高路径质量。仿真结果表明，改进算法相比传统RRT算法，扩展更具导向性，收敛速度更快，可以有效避免局部极小值。
2024年03期 v.29;No.168 65-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 江祥奎;杨刚;杜遥遥;
为了改善在动态场景下同步定位与地图绘制(Simultaneous Localization And Mapping,SLAM)算法定位精度低的问题，提出一种基于轻量化YOLOv(You Only Look Once version)8n的动态视觉SLAM算法。利用加权双向特征金字塔网络(Bidirectional Feature Pyramid Network,BiFPN)对YOLOv8n模型进行轻量化改进，减少其参数量。在SLAM算法中引入轻量化YOLOv8n模型，并结合稀疏光流法组成目标检测线程，以去除动态特征点，利用经过筛选的特征点进行特征匹配和位姿估计。实验结果表明：轻量化YOLOv8n模型参数量下降了36.7%,权重减少了33.3%,能够实现YOLOv8n模型的轻量化；与ORB-SLAM3算法相比，所提算法在动态场景下的定位精度提高83.38%,有效提高了动态场景下SLAM算法的精度。
2024年03期 v.29;No.168 75-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 624K] [下载次数：1226 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 丛伟杰;安梦园;李承臻;
对高维大规模数据集的近似最小闭包球(Minimum Enclosing Ball,MEB)问题进行研究，提出一种基于二阶远离步的积极集最小闭包球算法。首先，基于对偶目标函数的二阶泰勒展开选择远离步指标，给出求解MEB问题的二阶远离步算法，并计算算法的多项式时间复杂度。然后，进一步设计一个改进的积极集算法计算高维大规模数据集的近似MEB,算法每次迭代选取距离球心较远的数据点构造积极集，并调用二阶远离步算法求解。数值实验结果表明，所提算法能够快速有效地处理高维大规模数据集的高精度近似MEB问题。
2024年03期 v.29;No.168 83-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 383K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]