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2010年32卷10期

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论文
基于相对形状上下文和谱匹配方法的点模式匹配算法
赵键, 孙即祥, 李智勇, 陈明生
2010, 32(10): 2287-2293. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00655
[摘要](3242) [PDF 396KB](1281)
摘要:
该文提出了一种将不变特征与谱匹配方法相结合的点模式匹配算法。该算法首先提出一种新的基于点集的不变特征相对形状上下文,然后利用点集间相对形状上下文的统计检验匹配测度来定义新的相容性度量,并以此为基础构造分配图及其亲近矩阵。最后利用分配图亲近矩阵的主特征向量以及匹配约束条件来实现点模式匹配问题的求解。模拟仿真与真实数据实验验证了该文算法的有效性和鲁棒性。
基于互补特征和类描述的商品图像自动分类
贾世杰, 孔祥维, 付海燕, 金光
2010, 32(10): 2294-2300. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01391
[摘要](3068) [PDF 479KB](2335)
摘要:
实现电子商务中的在线商品自动分类是电子商务智能化的迫切要求。该文研究如何运用图像特征和分类算法对商品图像的一些具体信息进行自动分类,如长袖衬衫和短袖衬衫、圆领T恤与V领T恤等。图像特征采用了具有互补特性的塔式梯度方向直方图(PHOG)和塔式关键字直方图(PHOW)相结合;在分类器设计方面提出了基于图像类描述的改进最近邻分类算法。实验结果证明本算法能使2类和3类商品图像分类正确率达到70%-99%,且能够实现快速实时分类,相对于现有方法有了明显提升。
基于双树小波通用隐马尔可夫树模型的图像压缩感知
练秋生, 王艳
2010, 32(10): 2301-2306. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01153
[摘要](4284) [PDF 401KB](929)
摘要:
标准压缩感知图像重构仅利用图像小波系数具有稀疏性的先验知识,未能利用小波系数的结构分布特性。利用基于模型压缩感知重构思想,将能有效描述图像小波系数分布特性的隐马尔可夫树(HMT)模型引入到图像的压缩感知重构。经过理论推导,将基于HMT模型的重构转化为型如标准图像压缩感知重构的优化问题,并提出基于贝叶斯优化的凸集交替投影法进行求解。为进一步提高重构质量和速度,引入了双树小波域通用HMT (uHMT)模型及改进的uHMT (iuHMT)模型代替小波域HMT模型。实验结果表明,基于双树小波域iuHMT模型的重构图像的平均峰值信噪比(PSNR)比uHMT模型高0.97 dB.
基于改进二次误差测度及网格参数化的三维人脸本征属性描述方法
郭哲, 张艳宁, 林增刚
2010, 32(10): 2307-2313. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01036
[摘要](2809) [PDF 957KB](914)
摘要:
3维人脸特征描述是3维人脸配准及识别的关键技术。该文针对3维人脸高分辨率模型特征分布不均匀且存在信息冗余的问题,提出一种基于模型简化和网格参数化的3维人脸特征描述方法。采用半边折叠及自适应收缩代价加权等手段对基于二次误差测度的网格简化方法进行改进,克服原算法中存在重叠三角形和丢失细节特征的问题。同时,基于多分辨分析思想,利用特征约束的保形同构映射对简化后的3维人脸模型在2维平面进行保形展开,并由此构造多分辨2维本征属性图。该方法将3维空间运算问题简化为简单的2维图像运算,显著降低了计算复杂度。对GavabDB 3维人脸库的识别实验表明,该文方法能有效描述3维人脸的本征属性,同时对数据缺失具有较强的鲁棒性。
3D-Wedgelet分解与工业CT体数据面特征提取
曾理, 李宗剑, 刘长江
2010, 32(10): 2314-2319. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00903
[摘要](2484) [PDF 395KB](724)
摘要:
面特征是描述工业CT体数据组成的重要成分之一。在工业CT体数据中,大部分的面特征不是以独立的形式存在,而是以不同灰度区域边缘面的形式存在。多尺度几何分析方法中的3D-Wedgelet恰好能有效刻画这种结构。该文先分析了单尺度下Planelet的形状和内在联系,得到一种快速3D-Wedgelet分解方法。以此为基础,提出两种提取工业CT体数据面特征的方法。(1)基于多尺度3D-Wedgelet分解提取工业CT体数据的面特征。(2)先将体数据在3个相互垂直的方向上分别进行切片划分,再对每组切片序列进行基于多尺度Wedgelet分解的线特征提取,最后融合3个方向的线特征得到体数据的面特征。数字实验验证了该文方法可有效提取工业CT体数据的面特征。
基于失配误差正交分解的稳健自适应波束形成
邹翔, 张旻, 钟子发
2010, 32(10): 2320-2323. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00049
[摘要](2309) [PDF 259KB](655)
摘要:
针对自适应波束形成中期望信号导向矢量的失配问题,该文提出了一种利用失配误差的正交分量来逐步修正期望信号导向矢量的自适应波束形成方法。该方法首先构造两个正交子空间,正交分解失配误差以后,通过引入松弛变量,把修正过程转化为解决迭代的二次凸优化问题。提出的方法没有假定失配误差模约束或概率约束,从而避免了上限估计和概率分布建模。仿真结果验证了方法的有效性。
一种基于语义可理解的信息过滤算法
张波, 向阳, 王坚
2010, 32(10): 2324-2330. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01393
[摘要](2770) [PDF 241KB](827)
摘要:
个性化与准确化是信息过滤技术发展面临的关键问题。语义理解技术有助于解决这一关键问题。其基本思想是对信息内容以及用户需求进行形式化语义描述,使其具备计算机可理解的形式,进而以语义为标准实现信息过滤。该文提出定义信息领域本体以描述语义,并将信息语义分为信息特征项和其解释,同时将用户需求语义分为显性需求和隐性需求。进而,给出了信息语义理解判定方法和用户需求语义理解判定方法。最后,该文提出了基于语义可理解的信息过滤算法。实验分析表明,这种信息过滤方式能够有效地提高信息获取的效率。
基于角度余切值的多被动传感器数据关联
田野, 姬红兵, 欧阳成
2010, 32(10): 2331-2335. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01490
[摘要](2553) [PDF 236KB](683)
摘要:
本文针对被动多传感器的量测数据关联问题,提出一种新颖的基于角度余切值的快速数据关联算法。该算法直接采用角度信息进行数据关联,不需要计算异面直线之间的距离,避免了将角度换算成距离,有效提高了计算效率。首先通过方位角与俯仰角检测对所有可能关联组合进行筛选,然后采用指示函数法对候选关联集进行分析,挑选出正确的关联组合。仿真实验表明,该算法在不影响性能的前提下,运算时间上明显少于传统算法。
一种基于散焦偏移差的全带宽机载SAR动目标检测方法
许睿鹏, 仇晓兰, 胡东辉, 丁赤飚
2010, 32(10): 2336-2341. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01424
[摘要](2340) [PDF 340KB](663)
摘要:
该文分析了斜视下的动目标特性,在深入研究目标偏移量与多普勒参数间相互关系的基础上,提出了一种基于散焦偏移差的全带宽单通道机载合成孔径雷达动目标检测方法,该方法利用动/静目标存在多普勒中心频率差时,调频率偏差会引起动/静目标产生不同偏移量的特点,分离动/静目标。与传统的单通道检测方法相比,该方法具有更强的动目标检测能力、不受斜视角限制的特点。
基于时频特征的低分辨雷达微动多目标分辨方法
黄小红, 贺夏, 辛玉林, 陈曾平
2010, 32(10): 2342-2347. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.0314
[摘要](2307) [PDF 305KB](942)
摘要:
对同一波束内群目标个数进行判定对于提升低分辨预警雷达性能具有重要的意义。该文根据不同目标微动多普勒特性的差异,提出了利用时频的方法进行微多普勒特征分析实现群目标个数的判定的方法。该算法先利用自适应chirplet变换进行群目标信号拟合,消除交叉项的影响,得到每个目标主要微动频率分量,再根据拟合得到的频率分量呈线性的特点,利用hough变换检测直线数量,从而实现群目标个数的判定。仿真实验表明,该算法可以有效估计群目标内目标个数。
基于窄带测距信息的空间目标微动特征检测与估计
马梁, 王雪松, 李永祯, 刘进
2010, 32(10): 2348-2352. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01572
[摘要](2296) [PDF 374KB](686)
摘要:
微动目标被线性调频信号照射时,由于距离-多普勒耦合效应,微多普勒的存在会使得目标测量距离发生偏差。该文以匀速转动目标为例,从理论上证明了这种测距偏差随时间呈正弦规律变化,并且可以被跟踪雷达所观测。在此基础上,针对窄带跟踪雷达系统,提出了一种目标微动特征检测与参数估计的新方法,以空间目标精密跟踪雷达的典型参数为依据,设计了仿真实验和暗室动态测量实验,分析结果证明了该文的观点以及检测与估计方法的有效性。
基于chirplet的弹道目标逆合成孔径雷达回波分解
金光虎, 高勋章, 黎湘, 陈永光
2010, 32(10): 2353-2358. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01142
[摘要](2155) [PDF 601KB](737)
摘要:
尾附体回波分量的分离是改善弹道目标主体ISAR成像质量的关键。该文建立了主体和尾附体的LFM回波模型,构建了慢时间域单频信号回波,分析了主体和尾附体的瞬时多普勒差异,提出了一种基于chirplet的慢时间域分解方法,将主体回波分解为若干线性调频信号,并重构了主体及尾附体回波,给出了具体实现步骤,仿真实验结果表明,ISAR成像质量较分离前有显著提高。
含旋转部件目标双基地ISAR微动特征提取及成像研究
朱仁飞, 张群, 罗迎, 朱小鹏
2010, 32(10): 2359-2364. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00677
[摘要](2772) [PDF 358KB](621)
摘要:
由于空间的高度复杂性,双基地雷达系统中目标微动产生的微多普勒信息与单基地体制雷达有较大区别。该文以含旋转结构部件目标为例,推导了双基地ISAR系统中目标微动产生的微多普勒效应,并详细分析了其在距离-慢时间2维谱图域内的表现形式及特点。针对双基地雷达收、发分置的特殊空间结构的影响,修正了基于扩展Hough变换的目标微动信息谱图域提取方法,并通过仿真验证了修正方法在双基体制ISAR成像系统中的有效性。
多载频星载MIMO-SAR系统动目标检测技术研究
齐维孔, 禹卫东
2010, 32(10): 2365-2370. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01343
[摘要](2532) [PDF 446KB](757)
摘要:
该文研究多载频星载MIMO-SAR系统动目标检测技术。针对多载频星载MIMO-SAR的特点,使用子空间投影的空频自适应处理抑制杂波,并提出一种双门限恒虚警检测器。双门限恒虚警检测器主要思想是各载频对应的回波信号通过SFAP杂波抑制后,使用剔除平均恒虚警检测动目标,得到各载频对应的检测结果,最后将检测结果使用二进制多次脉冲积累进行二次检测,进一步提高检测概率。仿真结果表明,空频自适应处理能有效抑制杂波;同时双门限恒虚警检测器将有助于进一步提高多载频星载MIMO-SAR系统动目标检测性能。
基于互谱测度法的多通道SAR散射波干扰抑制研究
孙建涛, 张平
2010, 32(10): 2371-2376. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01405
[摘要](2257) [PDF 325KB](529)
摘要:
散射波干扰极大地破坏了合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)对地物目标的识别,利用快时间STAP(Space Fast-time Adaptive Processing)可以对散射波干扰进行有效抑制。该文针对多通道SAR, 讨论了互谱测度法在散射波干扰抑制中的应用,分析了干扰加噪声协方差矩阵的互谱,仿真讨论了互谱测度法求解的加权矢量对散射波干扰抑制性能的影响,并和基于主分量分析的散射波干扰抑制算法性能进行了比较。仿真结果表明在同样的自由度下,互谱测度法较主分量分析法可以取得较优的散射波干扰抑制性能。
顺轨干涉SAR浅海地形成像建模及其最优雷达观测参数分析
于祥祯, 种劲松, 洪文
2010, 32(10): 2377-2382. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.091368
[摘要](2399) [PDF 301KB](719)
摘要:
该文基于浅海海流动力模型、波流交互模型、后向散射模型以及Doppler谱模型对顺轨干涉SAR浅海地形成像进行了建模。利用建立的成像模型,在准1维近似的条件下对不同雷达频率、入射角、顺轨基线长度以及极化方式等参数对顺轨干涉SAR浅海地形成像的影响进行了探讨。在成像延时低于海面去相关时间的前提下,高频率、大入射角以及长顺轨基线条件比较适合于顺轨干涉SAR浅海地形成像;而极化方式对顺轨干涉相位变化的影响不大,如果综合考虑信噪比等因素的影响,VV极化仍是顺轨干涉SAR浅海地形成像的首选极化方式。
一种基于有监督局部决策分层支持向量机的异常检测方法
徐琴珍, 杨绿溪
2010, 32(10): 2383-2387. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00321
[摘要](2345) [PDF 226KB](724)
摘要:
该文针对包含多种攻击模式的高维特征空间中的异常检测问题,提出了一种基于有监督局部决策的分层支持向量机(HSVM)异常检测方法。通过HSVM的二叉树结构实现复杂异常检测问题的分而治之,即在每个中间节点上,通过信息增益准则构建有监督学习所需的训练信号,监督局部决策;在每个嵌入中间节点的二分类支持向量机(SVM)的训练过程中,以局部决策边界对特征的敏感度为依据,选择入侵检测的局部最优特征子集。实验结果表明,该文提出的异常检测方法能够在训练信号的局部决策监督下构建具有良好稳定性的检测学习模型,并能以更精简的特征信息实现检测精确率和检测效率的提高。
基于虹膜信息的身份签名方案
赵泽茂, 王向阳, 许春根
2010, 32(10): 2388-2392. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01497
[摘要](2330) [PDF 231KB](664)
摘要:
生物特征的应用集中在两个方面,一是传统的身份认证和识别技术,二是密钥的产生技术。该文研究了从虹膜信息中提取特征码,采用模糊方法从虹膜特征码中提取随机串并将其嵌入到椭圆曲线中等问题。以虹膜信息为基础产生公钥,提出了一种基于虹膜信息的身份签名方案。该方案引进两个密钥生成系统,可有效防止单个密钥生成系统随意伪造签名的缺陷,进一步提高系统的安全性和可靠性。在随机预言机模型下,该方案被证明在适应性选择消息和身份攻击下具有不可伪造安全,并能有效抵抗生日攻击。
不同PKG环境下可证安全的基于身份AKA协议
夏松, 权建校, 韩文报
2010, 32(10): 2393-2399. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01382
[摘要](2823) [PDF 241KB](712)
摘要:
目前大多数基于身份认证密钥协商协议需要参与协议双方在同一个PKG环境下,而实际应用中需要在不同PKG环境下的用户之间也能进行安全通信。该文结合twin Diffie-Hellman问题提出了一个全新的不同PKG环境下的基于身份认证密钥协商协议。利用Cash等人在2008年欧密会上提出的trapdoor test技术在eCK模型中将新协议的安全性规约到标准的CDH和BDH 假设。
格上基于盆景树模型的环签名
王凤和, 胡予濮, 王春晓
2010, 32(10): 2400-2403. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01491
[摘要](3034) [PDF 257KB](918)
摘要:
基于格上SIS(Short Integral Solution)问题的困难性假设,在盆景树模型下,利用盆景树签名构造了一个格上的环签名。环签名的安全性是基于格上SIS问题的困难性。方案实现了签名者身份的完全匿名性,在标准模型下(无随机预言机)证明环签名方案满足存在性不可伪造。
基于奇异值分解更新的多元在线异常检测方法
钱叶魁, 陈鸣
2010, 32(10): 2404-2409. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01342
[摘要](2827) [PDF 309KB](1380)
摘要:
网络异常检测对于保证网络稳定高效运行极为重要。基于主成分分析的全网络异常检测算法虽然具有很好的检测性能,但无法满足在线检测的要求。为了解决此问题,该文引入流量矩阵模型,提出了一种基于奇异值分解更新的多元在线异常检测算法MOADA-SVDU,该算法以增量的方式构建正常子空间和异常子空间,并实现网络流量异常的在线检测。理论分析表明与主成分分析算法相比,该算法具有更低的存储和计算开销。因特网实测的流量矩阵数据集以及模拟试验数据分析表明,该算法不仅实现了网络异常的在线检测,而且取得了很好的检测性能。
一种基于概率密度传播的目标跟踪算法
高庆华, 金明录, 王洁, 王洪玉
2010, 32(10): 2410-2414. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01404
[摘要](2223) [PDF 250KB](781)
摘要:
该文提出一种解决非线性、非高斯条件下目标跟踪问题的新方法,在贝叶斯框架下通过连续概率密度传播实现目标跟踪。采用高斯混合模型表征目标先验分布、后验分布及观察似然函数,利用无迹变换实现目标位置的非线性预测,通过拟合方法获得后验分布,同时,将后验分布各模式的加权质心作为目标的位置估计。仿真结果表明,该算法可以很好地解决大噪声环境下基于无线传感器网络的目标跟踪问题。
最小化路径代价和流量均衡模型及算法
杨华卫, 王洪波, 程时端, 陈山枝, 林宇
2010, 32(10): 2415-2420. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01341
[摘要](2324) [PDF 263KB](1299)
摘要:
流量均衡是流量工程中为避免网络拥塞经常采用的路由优化目标,如何选择路径以使流量达到均衡分布是流量路由的研究热点和难点。为了最小化网络拥塞,该文在指出网络拥塞决定于流量路由时所选路径的拥塞特征后,建立了流量分布的最小化路径代价和模型。在流量路由选择路径时,提出基于瓶颈链路的最小代价路径路由算法。在实际的网络拓扑和流量矩阵数据基础上对所提模型及算法进行了实验验证,结果显示:在网络负载较大时最大链路利用率相对于已有模型可降低近20%。
基于网络编码的分层媒体多播中的层速率分配优化
林晓斌, 许胤龙, 詹成, 王青山
2010, 32(10): 2421-2428. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01069
[摘要](2254) [PDF 328KB](971)
摘要:
该文研究了基于网络编码的分层媒体多播中的层速率优化分配问题。通过优化分配层速率,最大化所有接收节点的接收速率总和。由于该问题是一个非线性整数规划的问题,该文提出了一个时间复杂度为O(|V||T|2|E|2)的启发式的层速率分配算法MRAA。算法MRAA根据各接收节点的接收带宽将网络图按分层层数优化分解成子图,每个子图中各接收节点的最大流的最小值即是相应的层速率。模拟实验表明,算法MRAA相比已有算法对网络吞吐量提高15%18%,对各接收节点的平均带宽利用率改善6%10%。
无线传感器网络路径覆盖问题研究
李磊, 张宝贤, 黄河清, 刘海涛
2010, 32(10): 2429-2433. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01433
[摘要](2205) [PDF 268KB](1166)
摘要:
目标跟踪是无线传感器网络的重要应用之一。在目标跟踪过程中,用户通常更关心目标移动路径的覆盖情况,而不是整个网络部署区域的覆盖情况。学术界对路径1覆盖的问题做了详细的研究,但是并没有给出路径k(k1)覆盖的分析。针对这一问题,该文首先将节点随机布设的2维传感器网络中目标移动路径的覆盖问题转化为1维线段覆盖问题,并通过理论分析给出任意直线路径满足k(k1)覆盖的概率下限。实验表明,在k较小时,该下限可以较好的逼近仿真结果。
多跳无线网络中无需邻节点信息的空间覆盖广播算法
刘靖永, 李乐民, 景小荣
2010, 32(10): 2434-2439. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00920
[摘要](2416) [PDF 285KB](778)
摘要:
针对多跳无线网络中广播的转发冗余问题,该文提出了一种无需邻节点信息的空间覆盖广播(Space-Covered Broadcast,SCB)算法。SCB算法通过优化转发节点的空间分布达到利用最少数目的转发节点实现对网络空间的覆盖,从而在保证较高送达率的同时明显降低了广播的转发次数。由于无需邻节点信息和网络拓扑信息,SCB算法降低了带宽和存储计算等开销;并且,转发节点的选择由接收节点通过延时转发机制来完成,因而SCB算法能够自动适应信道状况,避免信道变化造成的传输错误。仿真结果表明:该算法在不同的节点密度和网络负载条件下能够明显提高广播的传输效率。
流媒体服务系统中一种基于数据预取的缓存策略
巫旭敏, 殷保群, 黄静, 郭东
2010, 32(10): 2440-2445. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01333
[摘要](2362) [PDF 279KB](842)
摘要:
具有 VCR 功能的流媒体服务系统由于请求的随机性会影响用户的点播体验,该文结合数据预取机制以及基于分段的缓存策略计算出用户点播延迟的期望,给出一个较优的缓存管理策略,并通过在线计算逼近最优解,同时在缓存已知的情况下,给出相应的数据预取算法,利用缓存和预取两种数据获取方法的相互协作减小客户端点播延迟,提高缓存效率。仿真结果证实了所提算法的有效性。
一种多源协作网络的分布式功率分配与中继选择算法
惠鏸, 朱世华, 吕刚明, 孙晓东
2010, 32(10): 2446-2451. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01340
[摘要](2581) [PDF 259KB](774)
摘要:
该文针对多源-多中继放大转发协作通信网络,以最小化系统总功率为目标,在保证系统满足一定中断概率的前提下,提出了一种分布式功率分配与中继选择算法。算法由源节点自主选择为其转发信息的中继节点,并引入定时器,通过竞争方式避免了分布式所导致的中继选择冲突。中继收到来自源节点的信号后,只需根据转发门限自主判断是否进行转发,从而完成传输。仿真结果表明该分布式算法能够有效降低传输所需要的总发射功率。并且与集中式控制所获得的最优中继选择与功率分配算法相比性能相近,但所提分布式算法显著降低了系统的控制开销。
基于最大自相关及最小能量比的MB-OFDM-UWB系统定时算法
戈立军, 赵迎新, 吴虹, 金宇昂
2010, 32(10): 2452-2457. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01385
[摘要](2834) [PDF 308KB](689)
摘要:
该文针对IEEE 802.15.3a提案及ECMA-368标准采用的多频带OFDM超宽带系统,通过算法改进和仿真给出了适用于该系统的定时同步的完整方案。用基于前导序列第1频带信息的最大自相关法进行帧检测及粗定时,用基于全部3个频带信息的最小能量比值法进行细定时。对定时位置两次进行修正,保证了算法的性能。仿真表明该定时同步方案可以把残余定时偏差控制在较小的范围内,从而可以被频域信道估计及均衡吸收,同时该方案具有较低的复杂度。
一种新型的认知无线电频谱空穴自适应检测算法
王红军, 毕光国
2010, 32(10): 2458-2462. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01324
[摘要](2636) [PDF 348KB](729)
摘要:
根据认知无线电实际频谱需求,通过对弱信号检测技术的研究,该文首次在认知无线电领域提出了一种基于三重矩阵累积估计的频谱空穴检测算法,该算法将频域块自适应滤波与矩阵重构、累积估计和频域平滑相结合实现弱信号检测。最后以QPSK调制信号为例进行了算法的计算机仿真,给出了性能分析。仿真结果表明该检测算法能够快速有效地实现弱信号检测并具有较高的检测概率,完全可以应用于认知无线电的频谱空穴检测。
基于认知无线电系统的协作中继分布式功率分配算法
郭艳艳, 康桂霞, 张宁波, 张平
2010, 32(10): 2463-2467. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00957
[摘要](2666) [PDF 259KB](816)
摘要:
协作通信与直接通信相比能够显著地提高系统性能。协作通信中的一个关键问题是管理中继节点及有效地进行功率分配。尤其对于频谱共享的认知无线电(Cognitive Radio,CR)系统,协作方案的设计不仅要最大限度地提高认知网络协作的功率效率,而且需要最小化对主系统的干扰。该文针对认知无线电系统的协作通信问题,在多个中继节点与源节点协同通信的场景下,提出了一种基于放大转发(Amplify and Forward,AF)模式下的功率分配及联合优化算法,在保证主系统传输性能不受影响的前提下,提高认知系统的传输速率。仿真结果表明该文提出的自适应协作传输方案,和直接传输及等功率传输方案相比获得了进一步的性能增益,中断概率显著下降。
一种基于多模板的超宽带信道估计算法
徐微, 赵加祥, 王东, 艾小溪
2010, 32(10): 2468-2472. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01462
[摘要](2321) [PDF 269KB](602)
摘要:
该文针对码片率抽头间隔的脉冲超宽带(IR-UWB)系统离散信道,提出一种基于帧(frame)级采样速率的多模板信道估计算法。在该算法中引入了若干个复合信道参数,每个复合信道参数都是几个独立信道参数的线性组合。利用极大似然准则和从多个模板中获得的帧级采样数据,可以先获得所有复合信道参数的极大似然估计值。然后联合由不同模板得到的复合信道参数估计值,得到每个独立的信道参数的极大似然估计。通过仿真,验证了该方法的可行性。
直扩系统中IIR格型滤波器抑制窄带干扰新方法与性能分析
龚文飞, 吴嗣亮, 李加琪
2010, 32(10): 2473-2478. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00624
[摘要](2717) [PDF 284KB](904)
摘要:
该文提出一种直扩系统中基于IIR格型陷波器时域频域相结合的窄带干扰抑制新方法,该方法采用时域频域并行处理的结构,通过最优加窗和频谱校正技术在频域精确估计出干扰信号的频率,根据频率估计误差和干信比求出最优陷波带宽,由此自适应地调整时域IIR格型陷波器的参数。分析和实验表明,该方法较传统的自适应IIR窄带干扰抑制方法不仅具有更高的稳定性和实时性,而且在干扰得到有效抑制的情况下使有用信号的损失达到最小。
快速计算一维分层粗糙面之间金属目标复合散射的互耦迭代算法
姬伟杰, 童创明
2010, 32(10): 2479-2484. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01208
[摘要](2565) [PDF 273KB](664)
摘要:
为研究一维分层介质粗糙面之间金属目标的复合电磁散射特性,该文提出了一种结合前后向迭代算法(FBM)和双共轭梯度法(Bi-CG)的快速互耦迭代算法(CCIA)。推导了分层粗糙面与金属目标的耦合边界积分方程组,采用FBM和Bi-CG分别求解分层粗糙面与目标的边界积分方程,目标和分层粗糙面的相互作用通过更新两方程的激励项来实现。计算了双层介质高斯粗糙面及无限长金属圆柱的复合电磁散射特性,当目标尺寸趋于零时与只有分层粗糙面的散射系数相吻合,验证了该算法的正确性;分析了不同粗糙面情况下该算法的收敛性;讨论了目标尺寸与位置变化对复合散射系数的影响。结果表明,金属目标的存在明显影响了分层粗糙面的散射特性。
基于超材料的正多边形电磁波聚焦器设计
杨成福, 黄铭, 杨晶晶, 印金国, 彭金辉
2010, 32(10): 2485-2489. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01027
[摘要](2646) [PDF 592KB](1038)
摘要:
该文基于变换光学方法,导出了正多边形电磁聚焦器的介电常数和磁导率的分布,并用有限元分析软件COMSOL进行了证实。分别仿真了TE波和线源激励下正三边形、正四边形、正五边形和正六边形电磁聚焦器附近的电场分布和能量密度分布,并讨论了正多边形电磁聚焦器聚焦区域面积大小和电磁参数偏离理论值对其聚焦特性的影响,结果表明:聚焦区域越小,电磁聚焦越强;当超材料的电磁特性偏离理论值时,电磁聚焦特性发生变化。
基于速调管2.5维粒子模型的非线性注波互作用的研究
高冬平, 丁耀根, 刘濮鲲, 杜朝海, 赵鼎
2010, 32(10): 2490-2495. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01390
[摘要](2848) [PDF 378KB](854)
摘要:
该文采用恰当的近似提出了速调管专用的2.5D粒子模型,并基于该模型研究速调管中复杂的非线性注波互作用过程。该模型采用粒子模拟的思想将电荷和电流恰当地分配到空间网格上,采用时域有限差分方法(FDTD)求解麦克斯韦方程组以精确解出电子注的空间电荷场,采用端口近似方法模拟高频谐振腔场对电子注的影响,最后基于洛伦兹力方程求解电磁场对粒子的推动作用。该模型首次将FDTD和端口近似方法结合起来,能够比传统的1维非线性模型更加精确地模拟互作用的物理过程,同时又比全3维模拟方法节约计算资源。基于该物理模型编制了国内首个速调管2.5D粒子模拟程序KLY2D,并仿真了一支S波段50 MW高峰值功率速调管。理论计算与实验结果一致,说明了物理模型和程序的可靠性,这对推动高功率速调管的设计和发展具有重要的推动作用。
研究简报
K分布杂波中分布式目标的Rao检测
张晓利, 关键, 何友
2010, 32(10): 2496-2500. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01502
[摘要](2223) [PDF 255KB](755)
摘要:
该文针对高分辨雷达体制下,点目标分裂成分布式目标所带来的检测问题,提出了基于Rao检测的分布式目标自适应检测算法。将分布式目标建模为子空间信号,目标不仅在距离维上扩展同时也在Doppler频率维上扩展。Rao检测算法只需对H0假设条件下的未知参数进行最大似然估计,在构造检测器的过程中运用两步法检测策略,有效地减少了计算量和复杂度。最后,用Monte Carlo仿真了该算法的检测性能,并与以前的检测器相比较验证了新提出的检测器对分布式目标在K分布杂波中的有效性。
基于线性约束的空时自适应单脉冲技术
王璐, 苏志刚, 吴仁彪
2010, 32(10): 2501-2505. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01293
[摘要](2470) [PDF 302KB](650)
摘要:
机载雷达平台的空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)通常用于对地面运动目标的检测,但无法实现对相应目标的空时参数估计。该文基于线性约束自适应单脉冲技术,提出一种运动目标空时参数估计新方法。该方法通过对差波束进行零点约束、鉴角率约束及去耦约束,有效地克服了主瓣内杂波对差波束形状的影响,保持了单脉冲特性,提高了目标空时参数的估计性能。仿真结果表明,与同类方法相比,该方法具有优异的空时参数估计性能。
时域卷积信号的交替最小二乘盲分离算法
张华, 冯大政, 庞继勇
2010, 32(10): 2506-2510. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00927
[摘要](3003) [PDF 296KB](893)
摘要:
该文分析时域卷积接收信号的时延相关矩阵具有的可联合块对角化的三因子乘积结构,通过对其所构成的3维矩阵进行切片分割和重新排列规划,提出基于交替最小二乘的三因子迭代计算方法,实现非正交联合块对角化,直接在时域解决卷积盲分离问题。实验仿真表明,与传统的联合块对角化算法相比,所提算法的收敛性能更好且更稳定,并且不受限于初始参数的选择;分离信号的相异度指标和巴克谱失真测度分别改善达到4.35 dB和0.22。
基于电磁矢量阵列孔径扩展方法的相干目标DOA估计
刘兆霆, 何劲, 刘中
2010, 32(10): 2511-2515. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01377
[摘要](2998) [PDF 249KB](1109)
摘要:
该文采用均匀且稀疏分布的电磁矢量矩形阵列,针对相干目标提出了一种有效的2维波达角(DOA)估计算法,该算法通过增加相邻阵元的间隔来扩展阵列的有效孔径,从而提高算法的DOA估计性能。论文首先结合极化平滑算法和传播算子方法得到存在相位周期性模糊的方向余弦估计。为了解决模糊性问题,论文通过协方差矩阵平滑提出一种新的解相干预处理算法,由该算法得到的信号子空间包含矢量阵元的导向矢量,且不存在相位模糊,利用此特点实现去模糊处理,得到目标的DOA估计。仿真结果表明,与基于ESPRIT的孔径扩展算法相比,提出的算法能够实现相干目标的DOA估计,同时无需特征值或奇异值分解,有更低的运算量。
3D密码的不可能差分攻击
唐学海, 李超, 王美一, 屈龙江
2010, 32(10): 2516-2520. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01375
[摘要](3094) [PDF 264KB](910)
摘要:
3D密码是在CANS2008上提出的一个新的分组密码算法,与以往的分组密码算法不同,它采用了3维结构。密码设计者给出了3D密码的一个5轮不可能差分并对6轮3D密码进行了不可能差分攻击。该文通过3D密码的结构特性找到了新的6轮不可能差分。基于新的不可能差分和3D密码的等价结构,可以对7轮和8轮3D密码进行有效的不可能差分攻击。此外,结合其密钥扩展规则,可以将攻击轮数提高至9轮。该文的攻击结果优于密码设计者的结果。
bent函数和半bent函数的二阶非线性度下界
李雪莲, 胡予濮, 高军涛
2010, 32(10): 2521-2525. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00191
[摘要](2964) [PDF 231KB](750)
摘要:
该文研究了形如f(x,y)的n+1变元bent函数和半bent函数的二阶非线性度,其中xGF(2n), yGF(2)。首先给出了f(x,y)的2n-1个导数非线性度的精确值;然后推导出了函数f(x,y)的其余2n个导数的非线性度紧下界。进而给出了f(x,y)的二阶非线性度的紧下界。通过比较可知所得下界要优于现有的一般结论。结果表明f(x,y)具有较高的二阶非线性度,可以抵抗二次函数逼近和仿射逼近攻击。
基于SCCC结构非相干MAP译码的简化算法
曹敏, 尹虹, 王国栋, 李际平
2010, 32(10): 2526-2530. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01156
[摘要](2552) [PDF 346KB](769)
摘要:
差分编码和序列译码相结合是实现高性能非相干解调的主要方式。对采用差分编码的SCCC结构进行非相干译码,其性能近乎于相干解调,但在估计信道转移概率时引入了修正的零阶贝塞尔函数,因此译码复杂度过高,不利于工程实现。针对该问题,该文提出了两种基于SCCC结构的非相干MAP译码的简化算法。该算法利用对贝塞尔函数的近似式,简化了内码译码log-MAP算法中分支度量的计算。理论分析和仿真结果表明,简化后的算法在保证译码性能的前提下,显著地减小了译码复杂度。
基于准格型策略的无线传感网协作覆盖算法
刘志, 裘正定
2010, 32(10): 2531-2535. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01420
[摘要](2246) [PDF 273KB](686)
摘要:
该文提出了一种基于准格型策略的无线传感网协作覆盖QGCC(Quasi-Grid based Cooperative Coverage)算法,通过在随机分布节点中构造准格型结构并结合协作感测模型,减少活动节点数量,延长覆盖周期。QGCC设计了低复杂度的分布式虚拟网格确定方法及能量高效的节点调度策略,定义了不规则度指标以分析网络的不规则程度对覆盖性能的影响。仿真实验表明,相比于参照算法,QGCC能够较大程度地减少活动节点的数量,大幅延长网络的覆盖周期;此外,该算法的覆盖周期和节点密度具有近似线性的关系,且比参考算法具有更大的斜率,说明其对冗余节点具有更高的利用效率。
基于最速下降法的车载网络功率控制研究
张宇, 徐伟强, 陈积明, 孙优贤
2010, 32(10): 2536-2540. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01441
[摘要](2560) [PDF 220KB](726)
摘要:
车载网络中的功率控制算法D-FPAV在功率值计算精度要求较高时,即计算功率值的步长取值较小时,存在计算量较大的问题。该文在D-FPAV算法的基础上提出了一种改进的功率控制算法最速下降功率控制SDPC算法,该算法运用了最速下降法快速收敛的原理。仿真结果表明,SDPC算法能够降低计算迭代次数,提高算法收敛速度,并且使得车辆发送状态信息的功率能够随车辆位置信息和环境的变化快速做出调整,从而能有效地进行信道拥塞控制,有利于提高车辆行驶的安全性。

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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