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2007年29卷9期

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论文
基于小波前向后向扩散的红外图像降噪与边缘增强算法
倪 超, 李 奇, 夏良正
2007, 29(9): 2033-2037 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00993
[摘要](2511) [PDF 475KB](1306)
摘要:
针对红外图像特点,该文提出了一种基于小波前向后向扩散的红外图像降噪与边缘增强算法。小波前向后向扩散是建立在小波扩散理论的基础上,其继承了小波扩散迭代降噪与边缘保持特性,在此基础上实现了图像的边缘增强。为了克服传统小波扩散基于小波模值的边缘映射的不足,该文利用小波模值与局部奇异性测度的联合概率分布对边缘映射进行初步估计,结合几何约束进行修正,获得准确的边缘映射,并重新设计了小波前向后向扩散系数方程。实验证明算法能有效实现红外图像降噪的同时增强图像边缘。
脉冲噪声环境下基于拉格朗日插值分数延迟滤波器的时延估计方法
郭 莹, 邱天爽
2007, 29(9): 2038-2041 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00226
[摘要](2733) [PDF 257KB](1078)
摘要:
该文针对稳定分布噪声模型,依据分数低阶矩理论提出一种新的非整数时延估计算法EFMML (Explicit Fractional lower order Mix Modulated Lagrange)方法。从理论上对算法的收敛条件进行了讨论,计算机仿真结果表明该方法具有良好的韧性,同时适用于高斯噪声和稳定分布脉冲噪声下的时延估计,且比另一种脉冲噪声下的非整数时延方法FSETDE(Fractional lower order Simplified Explicit Time Delay Estimation)更有效。
一种低复杂度的ESPRIT新算法
包志强, 吴顺君, 张林让
2007, 29(9): 2042-2046 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00051
[摘要](2478) [PDF 364KB](971)
摘要:
该文提出了一种基于QR分解的Power-ESPRIT (以下简称QP-ESPRIT算法) 新算法。首先使用采样数据协方差矩阵的幂(Power)获得噪声子空间的估计,然后对噪声子空间进行QR分解并使用R矩阵估计信源个数,提出了无特征分解的信源个数检测算法SDWED算法。进而,信号子空间的特征向量就可以由Q矩阵确定,从而应用ESPRIT算法获得信源波达方向的估计。该算法不需要预先知道信源个数的先验知识以及分离信号与噪声特征值的门限。在确定信源个数和子空间估计的同时,本文算法与传统的基于奇异值分解算法相比,具有近似性能时却拥有较低的计算复杂度。仿真结果证明了该方法的有效性。
基于优化的LDA算法人脸识别研究
庄哲民, 张阿妞, 李芬兰
2007, 29(9): 2047-2049 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00319
[摘要](3093) [PDF 202KB](2989)
摘要:
提取低维人脸特征是人脸识别系统中极其关键的一步。线性判别分析(LDA)是一种较为普遍的用于特征提取的线性分类方法。本文提出了一种优化的LDA算法,该方法克服了传统的LDA算法用于人脸识别时存在的问题:通过重新定义样本类间离散度矩阵使传统的Fisher准则能够最优化,克服了边缘类对选择最佳投影方向的影响;同时,利用因数分解的方法避免了对矩阵求逆,解决了小样本问题。依据经验选取适当的e值,得到最佳的识别效果。实验结果表明,人脸识别效果优于传统LDA方法。
基于先验知识的三音子模型聚类结构自适应策略
董 明, 刘润生
2007, 29(9): 2050-2053 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00200
[摘要](2707) [PDF 216KB](1217)
摘要:
该文提出了一种基于先验知识的三音子模型聚类结构自适应策略,可以在规模很小的自适应语音库条件下改善三音子声学模型的聚类结构使之更适合应用对象的协同发音特点。以基本声学模型训练过程中的三音子模型聚类结果作为先验知识的聚类中心,依据基本声学模型对自适应语音库的分割,按照最大似然准则迭代地重估新的聚类中心和模型聚类结构。实验表明:基于先验知识的三音子模型聚类结构自适应策略可以在不足两小时的自适应语音库上实现三音子模型聚类结构重估,在针对汉语母语说话人的英语声学模型实验中,该文的模型聚类结构自适应策略可以将系统识别率从74.59%提高到83.63%。
一种低信噪比语音的增强算法
李 晔, 王 童, 崔慧娟, 唐 昆
2007, 29(9): 2054-2057 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00164
[摘要](2921) [PDF 279KB](777)
摘要:
为改善低信噪比环境下语音的质量,论文提出了一种新的语音增强算法。算法首先根据噪声频谱的高斯统计模型得到用先验信噪比形式表示的噪声频谱估计值,然后利用帧内、帧间平滑算法估计每一个频点的先验信噪比,从而能够更好地跟踪先验信噪比的变化。算法接着引入一种简便的估计语音在每一个频点出现概率的方法,得出一种新的语音增强算法。客观测试和非正式听音测试表明:该算法在几乎不损伤语音清晰度的前提下,能够更好地抑制低信噪比语音增强所产生的音乐噪声,同时使语音信噪比得到了明显提高。
基于与头相关传递函数的神经网络声源定位方法研究
马 浩, 周 琳, 胡红梅, 吴镇扬
2007, 29(9): 2058-2062 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00806
[摘要](2687) [PDF 332KB](958)
摘要:
机器定位要求对声源方位建立简便高效的判断模式。根据与头相关传递函数(HRTF)和方位之间的紧密联系,该文研究基于HRTF的神经网络定位方法,利用前馈神经网络来模拟HRTF和方位的对应关系,从中提取出方位信息并进行多种形式编码,然后提出一种有效的加权估计方法识别方位。仿真表明该方法对方位识别的精确度较高,网络简洁更具泛化性。最后并通过鲁棒性分析给出定位结果的验证和说明。
关键词检测系统中基于音素网格的置信度计算
张鹏远, 韩 疆, 颜永红
2007, 29(9): 2063-2066 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00222
[摘要](2654) [PDF 230KB](1155)
摘要:
该文提出了一种基于音素网格的置信度计算方法。与传统的基于整个声学模型的置信度不同的是,这种方法在解码器生成的音素网格上计算关键词的置信度,从而具有更好的拒识能力。另外,针对两种置信度取值范围的不同,该文采用权重因子的方法综合利用两种置信度,取得了较好的效果。在自然对话的电话数据测试中,与传统的置信度计算方式相比,混和置信度的FOM(Figure Of Merit)值相对提高了17.0%。
基于AdaBoost的音乐情绪分类
王 磊, 杜利民, 王劲林
2007, 29(9): 2067-2072 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00120
[摘要](2989) [PDF 274KB](1680)
摘要:
随着流媒体应用的蓬勃兴起,音频信号的自动分类开始成为工程与学术关注的热点之一。根据音乐信号对乐曲表现的情绪进行分类,由于涉及音乐信号的社会属性和自然属性的综合表征与模糊分类,因此处理方法相应需要在各种传统表征与分类方法的基础上进行机制筛选与架构优化。该文探讨了在AdaBoost算法,K-L变换和GMM模型的基础上构造弱分类器的方法,采用多层分类器结构,成功地实现了对音乐信号进行情绪分类。初步的实验对163首歌曲进行平静(Calm),悲伤(Sad),激动(Exciting)以及愉悦(Pleasant)4种类别的分类,训练集和测试集的分类准确率分别达到97.5%和93.9%,展示了这种方法的可行性和进一步发展的潜在价值。
一种基于神经网络的卡尔曼滤波改进方法
蒋恩松, 李孟超, 孙刘杰
2007, 29(9): 2073-2076 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00188
[摘要](2429) [PDF 282KB](1945)
摘要:
卡尔曼(Kalman)滤波是一种基于最小方差估计的递推式滤波方法,它要求信号的状态模型是已知的,这就限制了它在实际中的应用。利用神经网络的良好的非线性映射能力对实际系统进行系统辨识,可以获得符合精度要求的系统状态方程,很大程度改进了卡尔曼滤波的效果。相对于一些经典的卡尔曼滤波改进算法,这种方法具有应用范围广和数学建模简单易行的优点。将神经网络与卡尔曼滤波相结合的方法用于图像复原实验,结果表明,该方法具有可行性和有效性。
基于直觉模糊推理的威胁评估方法
雷英杰, 王宝树, 王 毅
2007, 29(9): 2077-2081 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00055
[摘要](4035) [PDF 308KB](2016)
摘要:
该文针对威胁评估问题,提出一种基于直觉模糊推理的评估方法。首先,分析了联合防空作战中空天来袭目标影响威胁评估的主要因素、威胁评估的不确定性,以及现有威胁评估方法的特点与局限性,建立了威胁程度等级划分的量化模型。其次,设计了系统状态变量的属性函数,讨论了在模糊化策略方面对输入变量进行的量化和量程变换方法。再次,建立了系统推理规则,设计了推理算法和清晰化算法,分析了规则库中所包含规则的完备性、互作用性和相容性,给出了规则库的检验方法。最后,以20批典型目标的威胁评估实例,验证了方法的有效性。
基于词汇化模型的汉语句法分析
曹海龙, 赵铁军, 李 生
2007, 29(9): 2082-2085 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00119
[摘要](2756) [PDF 267KB](742)
摘要:
该文以处理大规模真实文本为目标,把句法分析分解为分词/词性标注、短语识别两个部分。首先提出了一个一体化的分词/词性标注方法,该方法在隐马尔科夫模型(HMM)的基础上引入词汇信息,既保留了HMM简单快速的特点,又有效提高了标注精度;然后应用中心驱动模型进行短语识别,这是一个词汇化的英文句法分析模型,该文将其同分词/词性标注模型结合进行汉语句法分析。在公共的测试集上对句法分析器的性能进行了评价,精确率和召回率分别为77.57%和74.96%,这一结果要明显好于目前唯一可比的工作。
基于自适应窗长WD分析的伪码调相-载波调频复合引信信号的参数提取研究
李明孜, 赵惠昌
2007, 29(9): 2086-2089 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00185
[摘要](2624) [PDF 240KB](766)
摘要:
该文研究了自适应窗长时频分析的理论及其实现方法,利用该方法对伪码体制复合引信信号进行脉冲内特征分析。这些信号具体包括伪码调相信号、伪码调相与正弦调频复合信号、伪码调相与线性调频复合信号。仿真结果表明,在信噪比为10dB时,利用自适应窗长时频分析技术,不但可以提取载频调制的特征信息,而且能够有效提取相位突变位置的特征信息。
超宽带条件下运动目标的高分辨分析方法
王 剑, 吴嗣亮, 侯舒娟
2007, 29(9): 2090-2093 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00201
[摘要](2570) [PDF 328KB](629)
摘要:
该文首先分析了在超宽带条件下静态雷达目标的频域响应特性,提出了一种更符合目标散射实际情况的高分辨分析参数化方法,该方法通过对目标回波进行ARMA模型状态空间近似,提取目标的散射极点来获得散射点的散射类型和距离信息。在目标存在运动时,目标的回波模型是由静态回波模型与一个含运动参数的多项式相位因子组成。据此,该文提出采用循环统计量的方法来进行速度估计,经过速度补偿消除运动影响后可获得超宽带条件下目标的散射极点的精确估计。仿真实验结果表明该方法对静止和运动目标都能够获得目标精确的一维距离信息和各散射点的散射机理类型,对于获取超宽带条件下目标高分辨分析是十分有效的。
基于相位近似的双基地SAR波数域成像算法
刘 喆, 杨建宇, 皮亦鸣, 张晓玲
2007, 29(9): 2094-2097 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00129
[摘要](2293) [PDF 355KB](723)
摘要:
双基地SAR系统的目标回波信号斜距历程与单基地SAR存在本质差异,因而单基地成像算法无法直接应用于双基地系统。为此该文提出对双基地SAR点目标脉冲响应函数二维频谱的相位项做一阶近似,由此推导出双基地SAR波数域成像算法。通过对点目标与面目标的成像仿真得到的成像结果及其质量评估指标表明:该算法可以在大基线长度、大斜视角的情况下实现高分辨成像。
双站SAR NCS成像算法
汪 枫, 汤子跃, 朱振波, 张亚标
2007, 29(9): 2098-2100 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00208
[摘要](2587) [PDF 276KB](645)
摘要:
针对双站SAR的大斜视工作模式,该文在双站SAR回波模型和RD域距离方程的基础上,结合常规SAR的NCS算法,提出了一种基于双站SAR大斜视模式下的NCS算法,详细分析了算法中关于多普勒质心的方位模糊及距离向成像位置这两个关键问题。最后通过计算机仿真,验证了该算法的有效性。
距离向多孔径接收宽测绘带SAR系统信噪比分析
王小青, 肖 疆, 陈永强, 朱敏慧
2007, 29(9): 2101-2104 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00290
[摘要](3177) [PDF 267KB](594)
摘要:
基于距离向多孔径接收的宽测绘带合成孔径雷达(SAR)方法在理论和仿真上已经被证明是一种精度较高,应用前景较好的宽测绘带SAR方法。在以往的研究中对该方法的信噪比分析只是通过矩阵的条件数来定性地分析系统的信噪比,这样就得不出信噪比的定量解析表达式,也无法给出系统信噪比的最优设计准则。本文通过Vandermonde逆矩阵的解析表达式推出了系统信噪比的解析表达式,证明了系统信噪比的极限值,并且给出了系统信噪比的最优设计准则。最后给出了几个符合信噪比最优准则的系统方案,并计算了系统信噪比改善曲线,验证了最优准则的正确性。
SAR图像车辆目标ROI的提取技术
李 禹, 计科峰, 粟 毅
2007, 29(9): 2105-2109 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00905
[摘要](2592) [PDF 422KB](786)
摘要:
SAR图像感兴趣目标区域(Region Of Interest, ROI)的提取是目标识别的基础。该文针对SAR图像中车辆目标ROI提取问题,系统分析了ROI提取过程的关键环节,提出了采用基于有序数据可变索引(Ordered Data Variability Index, ODVI)的自适应CFAR方法实现目标的恒虚警检测,同时对ROI切片计算鉴别特征,并实现序贯鉴别。最后利用X波段SAR图像数据验证了该文的ROI提取技术,给出了鉴别输出的ROI,处理结果显示该文算法能准确提取车辆目标ROI,有效消除虚警。
应用多收发孔径实现高分辨率宽测绘带的合成孔径雷达研究
宋岳鹏, 杨汝良
2007, 29(9): 2110-2113 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00140
[摘要](2376) [PDF 271KB](949)
摘要:
测绘带宽和分辨率是合成孔径雷达(SAR)系统的两个关键指标,但SAR的脉冲工作方式限制了分辨率和测绘带宽的同时提高。为了解决这一问题,该文采用多个发射机和接收机进一步展宽测绘带和提高分辨率,同时增加了平均发射功率,提高了信噪比。文中介绍该技术的实现方法,并通过实际参数仿真与常规SAR和采用单发射机的多波束SAR进行了对比,证明了进一步展开测绘带的可行性。
合成孔径雷达饱和数据校正方法及其应用研究
周 梅, 张志敏, 邓云凯
2007, 29(9): 2114-2116 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00297
[摘要](2142) [PDF 308KB](729)
摘要:
该文针对经过A/D变换的SAR回波原始数据,基于最优量化理论,研究了通过计算数据的标准差,按照特定的增益函数关系进行饱和数据校正的方法,并将该方法应用在雷达成像处理中,能够得到良好的改善效果。
多发射体制下小卫星分布式雷达系统的波形设计
鲍坤超, 陶海红, 廖桂生
2007, 29(9): 2117-2119 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00357
[摘要](2446) [PDF 264KB](878)
摘要:
该文将大时宽带宽积的空间相位编码步进频率(PCSF)信号与m序列码相结合,应用于多发单收体制下的 分布式小卫星雷达系统,获得很好的距离和多普勒分辨率。仿真结果验证了该信号模型的可行性。
一种目标跟踪滤波的新方法
曲洪权, 李少洪
2007, 29(9): 2120-2123 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00738
[摘要](2150) [PDF 235KB](948)
摘要:
对于目标跟踪系统,当观测不确定性相对系统不确定性较大时,如果采用EKF,UKF算法,由于概率密度函数(PDF)由高斯分布近似使真实的分布结构扭曲,导致系统性能下降或发散,采用粒子滤波时,因为系统不确定性相对观测不确定性较小,所以重采样会使粒子间的独立性消失,导致系统性能下降。为了提高目标跟踪的精度,该文给出一种SMCEKF及SMCUKF滤波算法,在SMC(Sequential Monte Carlo)算法中分别引入EKF及UKF,由独立滤波器更新和传播的随机采样点和相应权重来表示状态的PDF,由于初值和滤波都是独立的,所以确保了表示PDF的随机样值的独立性,在滤波器个数较少、计算量较小的情况下使滤波性能得到提高。文中给出了理论分析和仿真实例证明算法的有效性。
修正自适应Chirplet分解法及其快速实现
王 勇, 姜义成
2007, 29(9): 2124-2127 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00189
[摘要](2486) [PDF 237KB](800)
摘要:
为克服时频关系为线性的基函数的不足,该文提出一种新的信号分解算法修正自适应Chirplet分解法,将Chirplet基函数推广到三次相位信号的形式,因此可以逼近信号中的非线性时变结构成分。同时提出了一种快速分解算法,该算法通过计算信号的三次相位函数,可得到其能量分布集中于信号的瞬时频率变化率曲线上的结论,此时通过谱峰检测可同时获得基函数的二、三次相位系数,时间中心以及幅度的估计;进而通过解调频技术获得其初始频率和时间宽度的估计。文中给出了实现该方法的具体步骤,并分别以仿真信号和蝙蝠回声定位信号为例验证了该算法的有效性。
一种基于近似理想重构余弦调制滤波器组的DSSS变换域干扰抑制方法
黎 剑, 张家树
2007, 29(9): 2128-2131 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00177
[摘要](2286) [PDF 264KB](630)
摘要:
针对在变换域干扰抑制方法中子带滤波器组的阻带衰减性能不够理想而造成窄带干扰扩散的问题,该文提出了一种使用近似理想重构余弦调制滤波器组的窄带干扰抑制方法。近似理想重构滤波器组在设计上具有更大的灵活度,能够实现更高的阻带衰减。具有高阻带衰减特性的滤波器组能够更好地将窄带干扰信号变换到少数几个子带上,从而利用门限检测的方法能更好地对窄带干扰加以抑制。仿真结果表明,相对于传统的重叠变换滤波器组,使用近似理想重构余弦调制滤波器组能够显著提高变换域接收机的抗窄带干扰能力。
MIMO-CDMA系统的分数间隔空频均衡接收方案
李宝金, 王启星, 常永宇, 杨大成
2007, 29(9): 2132-2136 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00217
[摘要](2347) [PDF 317KB](761)
摘要:
该文提出了两种适用于宽带单载波多用户MIMO-CDMA系统下行链路的分数间隔空频均衡接收方案,并进行了理论推导。第1种接收方案采用分数间隔空频均衡器对MIMO频率选择性衰落信道进行均衡,从而恢复了扩频码的正交性,减小了码间干扰和共道干扰。第2种方案在假设接收端已知各用户扩频码的前提下,将分数间隔空频均衡器与频域并行干扰消除器结合,能够进一步消除天线间干扰,提高系统性能。仿真结果表明,这两种分数间隔空频均衡接收方案都比传统的频域均衡接收方案在性能上有很大的提高,并且复杂度也比较低。
基于循环延迟分集的分组预编码和空时频编码技术
方冬梅, 田立斌, 胡斌杰
2007, 29(9): 2137-2141 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00195
[摘要](2433) [PDF 406KB](1075)
摘要:
该文提出一种把循环延迟分集应用在分组线性预编码的新方案。该方案首先应用循环延迟分集来虚拟一个多径时延扩展的信道,在此基础上应用分组线性预编码以获得频率分集增益。该方案的译码复杂度相对较低,可以针对不同的信道模型有相应的编码方案,至少能获得与空时编码同样的分集增益M(M为发射天线数),且信道估计相对简单,不降低传输码率。该方案结合空时分组码可构造出新的空时频编码方案。仿真结果表明,该方案具有良好的译码性能。
基于空时分组编码的协同通信系统性能的研究
罗 涛, 李祥明, 王健康, 乐光新
2007, 29(9): 2142-2145 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00147
[摘要](2500) [PDF 283KB](1768)
摘要:
该文提出了一种基于空时分组编码的协同通信方案(WCC-STBC),通过理论分析得到了系统的误码率传输特性,并给出了Monte Carlo仿真结果。理论分析和仿真结果表明:WCC-STBC方案通过临近用户之间的空时协同发送可获得分集增益,增益的大小与协同信道及各用户信道的传输特性有关。在误比特率为10-3,两用户间协同信道的传输特性优于各用户(假设各用户传输特性相同)5dB时可获得约3dB的分集增益;一个用户信道的传输特性(假设其与两用户间协同信道传输特性相同)优于另一用户5dB时,信道传输特性较差的用户可获得约5dB的性能提升,且较好信道用户的性能损失并不大,仅约0.5dB。
Krawtchouk多项式与纯的加性量子纠错码的上界
马岳飞
2007, 29(9): 2146-2148 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00304
[摘要](2351) [PDF 201KB](771)
摘要:
该文利用Krawtchouk多项式函数给出了纯的加性量子纠错码的两个不同的上界,并进一步证明了量子Singleton界和渐近量子Hamming界只是这两个上界的特例。
删余低密度奇偶校验码的分析与设计
王继康, 周荷琴
2007, 29(9): 2149-2153 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00065
[摘要](2306) [PDF 276KB](790)
摘要:
通信系统中在不同的信道条件下常采用不同的编码速率,删余码是实现这种策略的有效方式。该文基于高斯近似思想,分析了高斯白噪声信道上删余LDPC码的消息传递译码算法,并在推导出消息均值迭代公式的基础上提出了一种优化删余分布的方法。仿真结果表明,根据此优化方法设计的删余LDPC码在消息传递译码算法下,消息均值增长较快并且消息传递译码算法具有较快的收敛速度。
一种快速、鲁棒的压缩视频光流场估计算法
尤隽永, 刘贵忠, 李宏亮
2007, 29(9): 2154-2157 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00175
[摘要](2661) [PDF 310KB](911)
摘要:
该文针对视频运动特性的快速分析需求,提出了一种压缩域中的光流场估计算法。首先利用DCT变换后的两个AC系数估计出图像的空间偏导数,在此基础上再利用预测残差以及运动矢量对图像的时间偏导数进行估计。另外对编码过程中未进行前向运动预测的宏块特性进行了详细的分析,给出了这些宏块相对于前向参考帧的运动信息估计方法,并对时域不连续的图像块给出了一种修正的偏导数估计方法,以此解决遮挡、切换等现象。然后通过最小二乘法并结合图像的偏导数进行光流场估计。实验表明该方法在准确度上可以达到或超过像素域中的L-K估计方法,比起现有的压缩域估计方法也有一定提高,而在计算时间上相比像素域估计有了大幅度降低。
一种新的RFID防碰撞算法设计
梁 彪, 胡爱群, 秦中元
2007, 29(9): 2158-2160 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00922
[摘要](2749) [PDF 216KB](1214)
摘要:
该文提出了一种基于码分多址思想的时隙ALOHA算法(CS-ALOHA),来解决射频识别(RFID)中的防碰撞问题。在建立该算法的数学模型的基础上,分析了其对系统吞吐量带来的好处,并推导出系统稳定的条件。理论与仿真实验表明,采用CS-ALOHA算法的系统稳定范围要大于时隙ALOHA系统,并且当选用的扩频码组阶数为N时,CS-ALOHA算法的最大吞吐量可达原时隙ALOHA的N倍。
非相干UWB-PPM接收机前置滤波器带宽的优化选择
吴建军, 梁庆林, 项海格
2007, 29(9): 2161-2167 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2005.01606
[摘要](2550) [PDF 388KB](718)
摘要:
由于硬件实现简单,基于能量检测的非相干超宽带(Ultra-Wideband, UWB)接收机对一些低速数据应用具有较大的吸引力,但另一方面也存在误码性能不高的不利之处, 影响其性能的两个主要因素是能量积分时间和前置滤波器带宽选择。该文针对非相干接收机前置滤波器产生的多径分量干扰的影响进行了分析,并在推导出接收机误码性能闭式表达式的基础上对滤波器带宽的优化选择进行了分析。结果表明,在信道模型CM1~CM4下,前置滤波器产生的多径分量干扰平均来说对其输出能量的影响很小,并且一般来说存在一个最佳的滤波器带宽值。此外,在实际系统设计中采用高斯窄脉冲宽度倒数的2倍,或者脉冲信号的-3dB或-10dB带宽作为准最佳的滤波器带宽值基本上可以满足设计的优化需求,相应的误码性能损失约为0.5dB以内。
稀疏多径信道下非相干UWB-PPM接收机的多区积分优化方法
吴建军, 梁庆林, 项海格
2007, 29(9): 2168-2172 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2005.01607
[摘要](2400) [PDF 277KB](796)
摘要:
基于能量检测的非相干超宽带(Ultra-WideBand,UWB)接收机具有硬件实现简单的特点,但另一方面也存在误码性能不高的不利之处,针对其积分区间进行优化调整是一种有效的误码性能提高手段。现有文献中关于积分区间的优化基本上都是基于单个积分区间的约束而进行的,这不仅需要较大的优化搜索计算量,并且也不容易达到真正意义上的最佳化误码性能。该文在推导非相干接收机的误码性能表达式及其小时频因子下修正公式的基础上,进一步提出了多个子积分区间选择性优化组合的策略。数值分析结果表明,在稀疏多径信道环境下多区优化的非相干接收机误码性能明显好于单区优化的结果。
接近最优的编码MIMO系统的发送天线子集选择算法
郑 武, 张海滨, 宋文涛, 刘兴钊
2007, 29(9): 2173-2176 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00128
[摘要](2578) [PDF 266KB](834)
摘要:
多天线无线系统可提供更大的信道容量和更好的抗衰落能力,发送端利用反馈的部分信道状态信息进行发送天线子集选择能够进一步提高信道容量。该文提出了一种MIMO系统的快速的、动态的天线子集选择算法,其提供的信道容量高于已有的静态算法,且接近于最优天线选择算法,而无需计算所有可能的天线子集组合的信道容量,因而具有更低的复杂度。将本文算法与比特交织编码调制(BICM)技术相结合,对各天线速率进行适配,提出了空时自适应比特交织编码调制(ST-ABICM)方案。仿真结果证实了该方案性能的优越性。
采用BICM-ID的PP-OFDM系统及后缀幅度优化
焦现军, 项海格
2007, 29(9): 2177-2181 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00150
[摘要](2234) [PDF 365KB](838)
摘要:
该文设计了一种用于正交频分复用(OFDM)系统的新型保护间隔信号-导频后缀(Pilot Postfix, PP),并构建了采用比特交织编码调制-迭代解码(BICM-ID)技术的PP-OFDM系统。PP由OFDM符号中的频域导频符号进行逆傅氏变换(IFFT)生成,在接收端可与OFDM符号中的导频相干合并,从而提高信道估计性能。该文给出了相应的信道估计、均衡和BICM-ID算法,并通过研究信道估值误差带来的接收信号有效信噪比变化,给出了PP幅度优化设计方法。仿真表明:选取适当的PP大小后,PP-OFDM比循环前缀/补零后缀-OFDM(CP/ZP-OFDM)的信道估计性能更好,误包率更低。
相关跳频转移函数的双随机矩阵模型及其应用
李天昀, 许漫坤, 葛临东
2007, 29(9): 2182-2186 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00231
[摘要](2486) [PDF 257KB](794)
摘要:
该文分别从状态空间的分解和平稳分布等角度对双随机矩阵以及双随机马氏(Markov)链的性质进行了研究,并将这些性质应用到相关跳频转移函数的分析和建模。文中证明了转移函数的双随机矩阵数学模型就状态转移过程的均匀性来说是完备的。基于对该模型的分析,提出了一种转移函数构造方法周期分组法,通过将频率转移过程构造成一个周期性双随机马氏链,可以获得纠错性能和频率间隔性能俱佳的转移函数。
大频差长地址码扩频系统快速捕获方案的设计与实现
陈 勇, 赵杭生
2007, 29(9): 2187-2190 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00223
[摘要](2592) [PDF 259KB](1001)
摘要:
该文基于离散时间信号处理分析了多普勒频移对捕获性能影响的表达式,给出部分匹配滤波器与FFT结合方案的原理。针对大频差长地址码扩频系统快速捕获问题,提出一种采用部分匹配滤波器与FFT结合算法的实现方案,在考虑捕获性能与实现复杂性间的折衷上,具有很好的灵活性。该方案应用FPGA与DSP芯片配合实现,应用结果表明该方案在移动卫星通信和直扩抗干扰通信中具有很好的应用前景。
超高速跳频通信系统的实现及抗干扰性能
陈亚丁, 刘晓晖, 程郁凡, 李少谦
2007, 29(9): 2191-2194 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00172
[摘要](2827) [PDF 391KB](1796)
摘要:
跳频通信是军事通信领域中的一种重要的抗干扰手段,该文对超高速跳频通信系统实验平台的实现及其抗干扰性能作了介绍。该实验平台工作在VHF/UHF频段,跳频带宽51.2MHz,跳频速率为每秒十万跳,数据传输速率最高可达96kbps,在工作频点被干扰60%情况下,系统仍然可以保持通信,具有极强的抗截获能力和抗干扰能力。实验台的构成遵循了软件定义无线电思想,采用了数字直接频率合成器来实现跳频信号的调制和解调。利用超外差原理以及高精度模数转换,各种信号处理算法及工作参数均可在软件中调整。最后,文章分析了超高速跳频通信体制带来的抗干扰性能,并给出实验结果。
MIMO系统中基于干扰子空间投影的盲空时多用户检测算法
姚一佳, 朱世华, 胡 刚, 张 芳
2007, 29(9): 2195-2198 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00039
[摘要](2720) [PDF 262KB](686)
摘要:
该文针对多天线码分多址系统,提出了一种盲空时多用户检测算法。该算法结合空域、时域二维信息,利用Alamouti空时分组码与MIMO信道的结构特征,通过跟踪干扰子空间对多天线信道进行估计。在此基础上,通过将接收信号投影到干扰子空间的正交补空间上,实现了抑制多址干扰的空时多用户检测。该算法不仅能够自适应地跟踪信道的变化,且具有较低的算法复杂度。仿真结果表明该算法能够有效地抑制多天线码分多址系统中的多址干扰,改善系统的性能。
一种低复杂度的差分酉空时调制多符号球形译码算法
王 欣, 李 颖, 魏急波
2007, 29(9): 2199-2202 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.01053
[摘要](2333) [PDF 293KB](748)
摘要:
该文提出了一种瑞利衰落信道下差分酉空时调制系统中多符号差分球形译码的改进算法。该算法在执行球形译码的最大似然度量搜索时,仅对具有较小最大似然度量的部分测试符号进行搜索,从而大大减少了搜索的次数,同时提出了一种逐项进行的最大似然度量计算方法,可以尽早发现超过搜索范围的测试符号并终止计算,在避免无谓的运算负担的同时得到所需的具有较小最大似然度量的部分测试符号。仿真表明,在适中的信噪比范围内,该算法在牺牲少量系统性能的基础上降低了超过50%的运算量。
MIMO-OFDM系统中的比特和功率联合分配算法
许 威, 赵春明, 巩晓群, 张 立
2007, 29(9): 2203-2207 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00157
[摘要](2344) [PDF 297KB](717)
摘要:
针对MIMO-OFDM系统,该文首先提出一种实用的最优比特和功率联合分配算法;其次为简化实现,设计了一种简化的等功率自适应调制选择算法。仿真表明,提出的联合分配算法不但可以获得最优的性能,而且具有较低的复杂度。简化的次优等功率分配算法极大地降低了算法复杂度,而性能只略低于最优等功率分配算法。
高阶调制的GLST系统中的检测算法
杨宜进, 赵春明, 史志华, 巩晓群
2007, 29(9): 2208-2211 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00285
[摘要](2145) [PDF 267KB](637)
摘要:
多天线无线通信系统的下行链路常采用GLST (Group Layered Space-Time architecture) 来增加接收分集度。该文基于GLST系统的等效多输入多输出模型,分析了该系统在符号传输上的正交性,并针对该系统在使用高阶调制时,传统的符号检测算法因计算复杂度太高而不可用的问题,提出了两种基于球形译码的低复杂度检测算法。仿真结果表明,两种算法均能获得逼近最大似然检测器的性能。
适用于NLOS传播环境的几何定位方法
常 戎, 吕善伟
2007, 29(9): 2212-2216 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00183
[摘要](2342) [PDF 333KB](923)
摘要:
基于非视距传播(NLOS)的影响,移动通信环境中波达时间(TOA)的测量误差具有正偏置的特性,本文提出了一种简单的几何定位方法。该方法根据基站分布和TOA测量数据确定出若干个定位点,对这些点的坐标取平均值即得到移动台的位置估计。仿真结果表明,该方法能够有效提高NLOS传播环境下的定位精度,对LOS传播条件下的定位精度影响小。
IMS应用层连续性研究
吕新荣, 廖建新, 朱晓民, 武家春
2007, 29(9): 2217-2221 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00143
[摘要](2368) [PDF 271KB](1110)
摘要:
应用层移动性对在移动环境下的IP应用很重要,底层的移动性支持保证了切换中数据传输的平滑性,而应用层移动性要保证上层应用在移动中正确收发数据。文中提出了移动扩展SOCKET,即MESOCK(Mobile Extension SOCKET)来实现应用层的移动性。它允许应用数据传送中变换数据传输的源和目的IP地址,使得数据可以直接经路由到达目的地而不是采用隧道的方式。能够很好地配合底层的IP地址切换,即终端地址一旦变化,应用层即启用新的IP地址来收发数据,而不是通过数据隧道发送数据。并在地址切换过程中很好地保持连接的持续性,从而保证服务的连续性和数据传输的完整性。仿真结果证明MESOCK可以很好地实现这一目标。
Fp上pn-周期序列的1-错线性复杂度
朱凤翔, 戚文峰
2007, 29(9): 2222-2225 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.01568
[摘要](2289) [PDF 322KB](554)
摘要:
周期序列的线性复杂度和k-错线性复杂度是衡量密钥流序列随机性的两个重要指标。该文给出了Fp上pn-周期的序列所有可能的1-错线性复杂度的值以及具有给定1-错线性复杂度的序列个数。更进一步, 该文给出了 Fp上pn-周期的序列1-错线性复杂度的期望。
抗PCM A/律压缩及其转换的语音密写
胡礼才, 王朔中
2007, 29(9): 2226-2229 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00288
[摘要](2123) [PDF 294KB](936)
摘要:
该文提出一种在数字语音信号中嵌入隐蔽信息的方法。根据PCM A/ 律压缩及其转换特性,采用对某些宿主语音样本预修改和动态选择嵌入比特位的方法,使密写信号不仅没有感知失真,而且经A/律压缩及其相互转换处理后仍可无误提取嵌入的隐蔽数据,因此含密语音信号不仅可在Internet上传输,还可在跨国PSTN中传输。实验结果表明了该方法的有效性。
一种基于改进暂态混沌神经网络的信道分配算法
朱晓锦, 陈艳春, 马世伟, 秦霆镐
2007, 29(9): 2230-2234 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.01163
[摘要](2467) [PDF 342KB](594)
摘要:
该文针对暂态混沌神经网络(TCNN)求解信道分配问题(CAP),分析混沌神经网络模型及其混沌性态,依据其按自反馈连接权值的减小,由混沌态通过逆分岔而收敛到稳定状态的特性,提出了一种对暂态混沌神经网络进行分段退火的策略,即依据混沌神经网络运行过程中,对应Lyaponov指数的变化特性而确定分段点,使网络能有效地利用混沌态进行全局搜索和加快收敛;在7小区的信道分配中,网络收敛速度提升了30%左右,在25小区的Kunz基准测试程序的仿真中,收敛速度也提升了近15%;仿真结果表明其有效减少了网络运算的迭代步数,提高了网络的搜索效率;通过相应理论和仿真结果的分析,对网络的搜索性能、参数的选择与设置进行了进一步的讨论。
一种分层蜂窝网中基于用户分类的建模分析方法
刘 莉, 荆 涛, 付 立
2007, 29(9): 2235-2238 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00294
[摘要](2172) [PDF 241KB](811)
摘要:
随着无线网中用户需求的业务量持续增大,且用户具有不同移动性,分层蜂窝结构(HCS)被提出。该文研究一种微小区/宏小区的双层蜂窝结构的网络性能,此系统采用双向溢出策略,呼叫用户根据其速度选择合适的接入层(慢用户接入微小区,快用户接入宏小区)。该文提出一种用户分类建模分析方法(分为快用户和慢用户)来估计分层蜂窝网络性能,它不同于以往的蜂窝层分类(分为微小区层和宏小区层)建模方法。此用户分类模型包括一个快用户模型和一个慢用户模型,两个模型都是简单的一维马尔可夫过程。理论分析和仿真结果都证明了用户分类分析模型的正确性。随后利用此模型分析了为速度阈值的作用和被阻用户重复呼叫情况下的网络性能。
基于网络代价的流媒体缓存策略研究
廖建新, 杨 波, 朱晓民, 张 昊
2007, 29(9): 2239-2243 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00168
[摘要](2388) [PDF 291KB](1738)
摘要:
该文构造了一种新的流媒体缓存效用函数,该函数综合考虑流媒体节目的流行度特性及传输网络的代价参数;设计了一种针对多视频服务器、基于网络代价的流媒体缓存分配与替换算法(Network Cost Based cache allocation and replacement algorithm, NCB)。仿真实验结果显示,NCB算法有效提高了缓存命中率,降低了传送流媒体所消耗的总体网络代价;该算法在网络结构复杂、节目数量庞大的Internet流媒体应用环境中表现出较优越的性能。
基于遗传算法的无线传感器网络自适应数据融合路由算法
王天荆, 杨 震, 胡海峰
2007, 29(9): 2244-2247 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.01535
[摘要](2637) [PDF 271KB](1063)
摘要:
针对移动代理以能量有效的方式收集相关性数据的问题,该文提出了一种新的基于遗传算法的自适应数据融合路由算法。算法选择移动代理路由时,根据数据传输和融合能量开销及节能增益,对移动代理迁移到每个传感器节点是否进行数据融合做自适应选择,以在信息收集过程中提高网络能量效率。仿真结果表明自适应数据融合路由算法的能量效率优于完全数据融合路由算法和最邻近启发式算法。
TCP/IP审计数据缩减技术在入侵检测中的可行性研究
田俊峰, 王惠然, 傅 玥
2007, 29(9): 2248-2251 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2005.01632
[摘要](2389) [PDF 221KB](1019)
摘要:
目前的一些入侵检测系统是利用网络层的TCP/IP数据包里的特征进行分析建模,但TCP/IP的特征属性对检测过程的贡献不同,因而如果能够在不影响检测准确性的前提下,适当缩减特征属性的数量,那么对于提高IDS的检测率和实时性势必产生有益的影响,鉴于此该文提出基于决策树的规则统计方法(DTRS)来缩减TCP/IP的特征属性。它的基本思想是通过在n个子数据集上建立n棵决策树,提取其中的规则,根据特征属性使用频度的不同,计算出相对重要的属性,并通过实验验证了其可行性和有效性。
流媒体点播中用户交互式行为建模
刘 威, 程文青
2007, 29(9): 2252-2256 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00153
[摘要](2244) [PDF 282KB](1664)
摘要:
现有的流媒体点播用户行为模型对用户的交互性考虑不足,该文提出了一种新的用户交互式行为模型。仿真结果表明,该模型可生成不同交互强度和请求模式的流媒体用户行为合成记录,其统计特征更为合理,拟合实际交互式用户记录较好。
消失矩对小波分析求解自相似参数Hurst的影响研究
任勋益, 王汝传, 祁正华
2007, 29(9): 2257-2261 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00173
[摘要](2490) [PDF 279KB](1074)
摘要:
研究了消失矩对小波求解自相似参数Hurst值的影响,给出了理论推导和分析,间接论证了消失矩对Hurst参数求解的影响趋势,通过大量的实验结果给出了详细情况。理论和实验结果一致表明,在局部上,Hurst参数随着消失矩的增大呈现周期性变化,但总的趋势是随着消失矩的增大Hurst值减小,误差在增大,满足条件的最小消失矩是最佳选择。该结论能为基于自相似和小波分析的大量应用提供理论依据。
分簇路由的无线传感器网络通信模式与能量有效性研究
孙 勇, 景 博, 张宗麟, 张 劼
2007, 29(9): 2262-2264 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00284
[摘要](2412) [PDF 217KB](901)
摘要:
无线传感器网络中的节点以簇的方式进行路由时,簇成员可使用单跳或多跳通信模式将感知数据包发送至簇头。该文以簇内成员节点的最大能耗作为评价指标,研究单簇头情形下单跳和多跳的能量有效性,得出了通信模式的选择取决于通道衰减系数的结论。考虑到单纯的单跳或多跳模式会引起网络能耗不均衡,提出簇成员节点以一定概率在单跳和多跳间切换的混合通信模式,并给出了混合通信模式的工程实现方法。仿真结果验证了混合通信模式在能量有效性和能耗均衡分配方面的优势。
求解电场积分方程的高阶矩量法
王少刚, 关鑫璞, 王党卫, 马兴义, 粟 毅
2007, 29(9): 2265-2268 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00628
[摘要](2912) [PDF 269KB](1393)
摘要:
高阶矩量法越来越多地用于求解目标散射问题。该文对高阶矩量法中的若干问题进行了分析。由于高阶矩量法需处理多重数值积分,该文提出了一种把多重数值积分转化为矩阵乘积的方法。对于矩量法阻抗矩阵的填充,每次只需计算积分节点上格林函数的值,大大缩短矩阵填充时间,提高了高阶距量法的效能。对奇异(准奇异)积分的不同处理方法做了总结,并对其优劣做了评价。
IPO+FMM混合方法结合GRI和级联技术计算电大腔体的RCS
罗 威, 高正平, 张怀武
2007, 29(9): 2269-2273 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00101
[摘要](2295) [PDF 311KB](635)
摘要:
采用快速方法(FMM, RPFMM, FaFFA)加速迭代物理光学法(IPO)的迭代过程,可以快速计算电大腔体的电磁散射特性。采用广义互易积分,用靠近腔体终端的一个St面将腔体分成两段,形状简单光滑的腔体前端用IPO结合快速算法处理,而腔体终端单独分析。为了能够处理深腔体和进一步加快计算速度,将腔体前端进一步分成几个子腔体,每一个子腔体独立分析,通过一个级联方法求得腔体前端在St面产生的辐射场,最终在St面用广义互易积分求得腔体的RCS。数值计算结果表明该方法是准确的,同时能有效地提高计算速度。
一种新的渐进网格算法及其在共面波导FDM建模中的应用
莫小梅, 孙玲玲
2007, 29(9): 2274-2278 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00043
[摘要](2734) [PDF 280KB](637)
摘要:
在利用一种基于准静态的有限差分法(FDM)对共面波导(CPW)进行电磁仿真和建模的过程中,为了解决均匀网格在三维FDM计算中仿真时间较长的问题,并对常规的非均匀网格算法在算法复杂性和效率方面进行改进,我们提出了一种简单易行的渐进网格算法,取得了精度和效率的较好折中。同时利用这种改进的FDM电磁仿真和建模算法成功地完成了对CPW传输线结构、开路结构和短路结构的仿真和模型参数提取。文中通过对一个具体的CPW短路结构建模的算例分析,在进行算法验证的同时,也对这种新算法在应用方面提出了一些具体的参考准则。
CIS实时多帧组合方法研究与设计
胡燕翔, 姚素英, 徐江涛
2007, 29(9): 2279-2282 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00346
[摘要](2357) [PDF 359KB](1205)
摘要:
多帧组合是扩展CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor, CIS)动态范围的有效方法。在已流片成功的CMOS图像传感器基础上对实时多帧组合方法开展研究,提出一种实时自适应控制与多次采样组合相结合的控制方法。通过获取加权光强平均值以及饱和像素数目和严重欠曝光像素的数目,对场景光强进行评价,对采样控制方式、次数和积分时间和组合算法进行实时控制,完成30万像素版图设计验证和FPGA验证。模拟仿真结果证明该方法的实时性和有效性。
研究简报
T型微带线间串扰问题的FDTD分析与抑制
严 冬, 孙 力, 孙亚秀, 姜保军
2007, 29(9): 2283-2286 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.01773
[摘要](2627) [PDF 293KB](952)
摘要:
T型微带线的串扰是高速电路信号完整性问题中的重要组成部分。采用PML(Perfectly Matched Layer)-FDTD方法首次对T型微带线间的串扰问题进行全波分析,并给出抑制串扰的具体措施。PML-FDTD仿真结果表明,不同的改进结构参数对串扰的影响不同:(1)开口距离S越大线间串扰越小,最多减小10dB;(2)开口角度 越小线间串扰越小,减小幅度最多达14dB。由此得出,在T型微带线上开三角形口,通过改变开口距离S和开口角度 可实现对邻近微带线串扰的有效抑制。

1979年创刊 月刊

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主管单位:中国科学院

主办单位:中国科学院电子学研究所
国家自然科学基金委员会信息科学部

主  编:吴一戎

ISSN 1009-5896  CN 11-4494/TN

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