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2010年32卷11期

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论文
一种基于残差系数的快速编码算法
汪大勇, 孙世新, 杨浩淼
2010, 32(11): 2541-2546. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01468
[摘要](2730) [PDF 247KB](985)
摘要:
当前视频编码标准有着较高的编码效率,然而也较多地提高了编码复杂度,因此提高编码速度具有很重要的意义。根据残差系数的分布特征,该文提出了一种基于残差的快速编码算法。该算法首先根据Inter1616或者Inter88编码得到的残差系数进行假设检验,根据假设检验的结果来预测可能的编码模式集合;然后根据DCT系数的分布特征分别计算出全零块,11子块,22子块和33子块的判决条件,从而避免44子块中全部或者部分系数的DCT,Q,IQ,IDCT运算。实验证明,该文算法的编码速度要显著快于其它算法,同时编码效率的损失也很小。
H.264图像复杂度自适应的I帧码率控制算法
崔子冠, 朱秀昌
2010, 32(11): 2547-2553. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01431
[摘要](4121) [PDF 611KB](1941)
摘要:
该文针对H.264帧内编码码率控制(RC)效果不佳的问题,提出了一种新颖的图像复杂度自适应I帧RC算法。首先用Sobel算子检测I帧亮度像素的梯度,建立44块的边缘方向直方图,得到每个44块最可能的帧内预测模式和相应重构块,最终获得与实际编码相近的残差图像。用残差的平均绝对值表达I帧编码复杂度,并提出了一种经验型码率-量化(R-Q)模型,同时考虑缓冲区状态和序列特性为I帧分配合适的目标比特,最后为每一个图像组(GOP)得到了合适的I帧量化参数(QP)。实验结果表明,该文算法能更准确地控制I帧输出码率,有效阻止缓冲区溢出和跳帧,得到更加平稳的视频质量,序列PSNR波动减少了60%以上。
一种基于复指数调制精确重构滤波的宽带星载数字信道化器
阳志明, 周坡, 曹志刚
2010, 32(11): 2554-2559. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01427
[摘要](3338) [PDF 279KB](1096)
摘要:
信道化技术是下一代宽带卫星通信系统中星载交换的关键技术之一。运用该技术,提取宽带卫星上行信号中的各窄带信号,然后经过变频、基带信号处理、交换等处理,最后综合成宽带下行信号,进入卫星下行链路。该文针对宽带卫星通信系统,提出一种基于复指数调制精确重构滤波器组的新型宽带星载数字信道化器。该信道化器既适合均匀带宽交换、又适合非均匀带宽交换的星载信道化器。数值实验表明,该新型信道化器具有较强的灵活性和可扩展性,克服了已有信道化技术只适合均匀带宽星载交换的局限,同时对信噪比和数据存储量有较大的改进和提高。
混合蜂窝和端到端网络中的分布式功率控制算法
彭涛, 卢前溪, 王文博
2010, 32(11): 2560-2564. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01632
[摘要](3195) [PDF 259KB](807)
摘要:
该文针对蜂窝模式和端到端模式混合网络,提出了一种端到端分布式功率控制方法。该算法以最大化系统频谱效率为目标,以凸优化工具为基础,提出了分布式功率控制的具体算法。在算法设计中考虑了混合网络中不同通信模式之间的有害干扰,提出了有效的干扰避免方法,从而提高了系统吞吐量。仿真结果对算法的收敛性和性能进行了验证。
基于分布式空频码的协作通信系统的信道估计及优化
张晴川, 束锋, 孙锦涛, 王东明
2010, 32(11): 2565-2570. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01532
[摘要](2903) [PDF 263KB](749)
摘要:
该文研究了协作通信中分布式空频码系统的信道估计问题。为使信道可辨识,在中继节点处加入了循环卷积滤波器(CCF)。推导了训练模式中导频序列和中继节点处CCF的准最优设计方案,并由此得到了源节点与中继节点之间功率分配的闭合表达式。计算机仿真验证了本文工作的有效性。
基于最大最小特征值之差的频谱感知技术研究
王颖喜, 卢光跃
2010, 32(11): 2571-2575. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01434
[摘要](3271) [PDF 240KB](1123)
摘要:
频谱感知技术是认知无线电系统的关键技术之一,该文基于阵列天线理论,利用并分析接收信号相关矩阵,并以其最大与最小特征值之差作为检验统计量,进而判断主用户是否存在,实现频谱感知。理论分析和仿真结果均表明,此方法的感知性能明显优于能量检测算法,并且有效地解决了噪声不确定度对检测性能的影响。
一种协作网络编码方案的功率优化分配方法
季彦呈, 葛建华, 李靖
2010, 32(11): 2576-2581. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01429
[摘要](2993) [PDF 289KB](853)
摘要:
该文针对传统双路无线中继系统中的源和中继采用等功率发送,导致系统资源利用率低的问题,提出一种译码转发-空时协作网络编码方案的功率优化分配方法。该方法以最小化两源用户中断概率中的较大者为目标,并利用中断概率的高阶近似解,通过迭代计算获得最优功率分配因子。所提功率优化分配方法计算复杂度低且仅需信道的平均增益信息。仿真结果表明,与平均功率分配方法相比,所提功率优化分配方法使系统的中断概率和误码率性能均得到有效提升。
混合衰落信道下选择中继译码转发的性能分析
蔡春晓, 杨炜伟, 蔡跃明
2010, 32(11): 2582-2587. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01581
[摘要](2986) [PDF 260KB](769)
摘要:
蜂窝中继通信中基站到中继以及中继到移动台可以建模成混合衰落信道,即基站到中继的信道通常经历莱斯衰落,中继到移动台的信道通常经历瑞利衰落。该文研究混合衰落信道下协同通信系统中两跳译码转发方式的性能,首先通过分析推导了基于选择最佳中继的中断概率、误符号率以及误符号率的渐近线的闭式表达式,然后基于误符号率的渐近线给出了一种功率优化方法。蒙特卡洛仿真验证了理论公式,仿真结果显示优化功率分配的性能优于平均功率分配的性能。
基于PSWF的非正弦时域正交调制信号的同步方法
赵志勇, 王红星, 刘锡国, 刘传辉, 钟佩琳
2010, 32(11): 2588-2592. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01585
[摘要](2800) [PDF 258KB](599)
摘要:
该文针对基于PSWF的非正弦时域正交调制信号同步困难的问题,通过分析调制信号的脉冲序列特征,提出了一种基于辅助序列的同步方法。采用Barker码调制0阶基带时限PSWF脉冲设计具有单峰值特性的辅助序列。同步捕获时,先采用滑动相关捕获法将同步大致位置快速定位于一个小的搜索区间,再采用MAX/TC算法在这个小的搜索区间内进行准确捕获并验证正确性。理论推导了AWGN条件下的同步捕获性能,仿真结果表明,该同步方法可行,且在低信噪比条件下具有较好的捕获概率。
支持MIMO链路的Ad hoc网络中的链路激活型拓扑未知MAC协议
陈丹, 李建东, 李长乐
2010, 32(11): 2593-2598. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01513
[摘要](2998) [PDF 288KB](604)
摘要:
该文提出了支持多输入多输出(MIMO)链路的Ad hoc网络的链路激活型拓扑未知多址接入协议。该协议利用正交拉丁方来为网络链路分配传输时隙,保证每个链路在1帧中至少有1个时隙可以成功传输。推导了该协议的平均吞吐量,并以最大化平均吞吐量为准则给出了选择协议参数的方法。数值结果表明,与已有链路激活型和节点激活型拓扑未知协议相比,本文的协议可以提高网络节点的吞吐量。
基于点割集的无线带状传感网分布式寿命预测算法
吴明娟, 张宝贤, 黄河清, 王海林, 刘海涛
2010, 32(11): 2599-2605. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01504
[摘要](2679) [PDF 327KB](840)
摘要:
无线带状传感网是一种典型传感网应用模式,现有的网络生存时间模型大多面向特定的布设模型和工作模式,不能直接应用于带状传感网寿命预测。该文提出一种基于点割集的带状网分布式寿命预测算法。该算法仅利用邻居节点的位置和剩余生存时间等局部信息求解点割集及局部网络生存时间,通过相邻节点间交互包含局部网络生存时间的信令,估计整个网络的剩余生存时间。仿真结果表明,与现有基于梯度的网络生命估计算法相比,该文算法能准确且实时地估计网络的生存时间。
无线传感器网络优化的任务管理算法研究
易本顺, 陈杰, 肖进胜
2010, 32(11): 2606-2611. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01595
[摘要](2808) [PDF 246KB](899)
摘要:
该文针对多跳分簇无线传感器网络多节点协同式并行处理应用,提出了一种新的基于改进粒子群优化算法的任务管理算法,该算法建立了基于复制的变异操作,并采用基于熵权的逼近理想解的排序法对算法结果进行客观评价与择优。详述了算法的各个要素,仿真结果证实,算法搜索效率高、可获得多目标优化的任务分配与调度解,且比文献中提出的其他算法的解性能优越。
一种基于RFID原理的交通信息获取系统与车辆定位方法
赵泰洋, 郭成安, 金明录
2010, 32(11): 2612-2617. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01530
[摘要](2753) [PDF 295KB](1345)
摘要:
车辆的无线定位技术已成为近年来的一个研究热点。该文首先提出了一种基于RFID(射频识别)技术的交通信息获取系统,并在此基础上,提出了一种新的多基站TDOA(到达时间差)车辆定位方法。该方法是一种基于鲁棒性估计的两步定位方法。第1步利用多个基站的TDOA信息通过鲁棒性估计找到车辆的大致位置,然后进一步采用与车辆距离最近的3个基站的TDOA信息对车辆进行精确定位。该方法可有效地克服传统Chan算法当信号衰减引起TDOA估计误差较大时性能迅速恶化的问题。仿真实验结果表明该方法的定位精度优于传统的Chan算法和基于直接平均的2次定位法,可满足交通信息获取系统中对机动车辆定位的要求。
适用于高分辨SAR图像的全局稳态最小水平集分割方法
冯籍澜, 曹宗杰, 皮亦鸣
2010, 32(11): 2618-2623. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01622
[摘要](3268) [PDF 833KB](827)
摘要:
该文针对高分辨率SAR图像的分割问题提出了一种新的快速的水平集方法。该方法基于G0分布能够同时描述高分辨率和中低分辨率条件下的SAR图像统计特性,通过水平集方法求解能量泛函最小化实现SAR图像的分割。由于能量泛函被设计为具有全局稳态最小值,使得该方法具有较好的全局分割能力和比较快的分割速度,从而增强了该方法的实用性。利用模拟和真实SAR图像上的分割实验验证了该方法的有效性。
基于超宽带穿墙雷达的目标定位识别算法
吴世有, 黄琼, 陈洁, 孟升卫, 方广有, 阴和俊
2010, 32(11): 2624-2629. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01575
[摘要](3198) [PDF 334KB](947)
摘要:
穿墙目标探测是超宽带脉冲雷达在反恐斗争、灾难救援、城市巷战等方面的一个重要应用。SEABED算法是基于超宽带脉冲雷达的一种新型目标定位识别算法,但其不适用于对障碍物背后的目标进行定位的情况。该文在SEABED算法的基础上,分析SEABED算法在穿墙探测中的不足,提出一种新的定位算法使得SEABED算法能够对目标进行定位识别。该算法假设在近场条件下,利用回波时延差的关系曲线求得入射角,从而结合几何关系消除墙体对传播时延和传播路径的影响,将SEABED算法应用于穿墙成像应用中。仿真结果表明,该算法能够弥补墙体对SEABED算法的影响,精确度高,目标定位识别效果好,达到穿墙探测的目的。
高噪声环境下微动多目标分辨
关永胜, 左群声, 刘宏伟
2010, 32(11): 2630-2635. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01348
[摘要](2749) [PDF 362KB](749)
摘要:
目标的微动特性是目标的固有属性,其产生的微多普勒现象提供了多目标分辨与识别的新途径。该文针对高噪声背景下的微动多目标分辨问题,提出了一种新的基于B分布和Viterbi算法的多目标多普勒特征提取方法。该方法在高噪声环境下,将B分布和Viterbi算法进行有机结合,提取多目标微多普勒特征,进而对多目标进行分辨。基于仿真数据的试验结果表明:在高噪声背景下,该方法可以有效地提取多目标微动参数特征,实现多目标分辨。
利用样本协方差矩阵特征值分解实现双通道SAR动目标检测
田斌, 朱岱寅, 朱兆达
2010, 32(11): 2636-2641. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01570
[摘要](3005) [PDF 343KB](971)
摘要:
该文针对机载双通道SAR-GMTI系统及实测数据,提出一种新的地面慢动目标检测方法。该方法基于双通道样本协方差矩阵特征值分解,将杂波第2特征值和干涉相位联合统计特性的研究结果用于慢动目标检测,即根据给定的恒虚警概率确定一条联合分布的第2特征值干涉相位等高线作为门限检测曲线,同时结合第2特征值、干涉相位门限预处理,实现地面慢动目标的精确检测。实测数据实验结果表明:该方法不但扩大了慢动目标的可检测速度范围,同时还降低了系统的虚警概率。
基于粗数字高程模型信息的干涉相位图生成方法
郭交, 李真芳, 刘艳阳, 保铮
2010, 32(11): 2642-2647. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00345
[摘要](3102) [PDF 512KB](678)
摘要:
该文提出了一种基于粗数字高程模型(DEM)信息的干涉相位图生成方法,其思路为充分利用已有的DEM信息来完成SAR图像配准-干涉相位滤波处理。此方法首先根据粗DEM信息和系统参数计算得到SAR图像中每一像素的2维配准偏移量,从而完成SAR图像的配准。在干涉相位滤波中,由粗DEM信息仿真生成已知地形的干涉条纹图用以补偿InSAR系统录取得到的干涉相位,再对残余相位进行滤波处理,提高干涉相位滤波的性能。另外,对于高分辨率SAR图像,粗DEM高程误差和系统参数误差会引入较大的图像配准误差,该文再利用联合像素子空间投影方法进一步完成SAR图像的精确配准和相位滤波。仿真结果验证了该文方法的有效性。
非匀速平飞模式下双基地SAR成像分析
彭岁阳, 张军, 胡卫东, 卢大威, 沈振康
2010, 32(11): 2648-2654. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01461
[摘要](2625) [PDF 392KB](626)
摘要:
该文研究了收发平台非匀速平飞模式下的双基地SAR成像问题。首先构建收发非匀速平飞模式的几何场景,并通过对回波瞬时收发距离的分析得到了双基地SAR回波的近似模型。收发平台速度变化使得波束不同步,导致SAR数据在方位向非均匀采样,该文首先分析了将非匀速平飞双基地模型等效成单基地变速运动模型的方法,然后采用非均匀傅里叶变换处理变速运动引起的非均匀采样的问题。多组不同条件下的仿真实验表明双基地SAR图像质量较好,验证了该文方法的有效性。
基于方位频率去斜的滑动聚束SAR成像算法
邓云凯, 贾小雪, 冯锦, 徐伟
2010, 32(11): 2655-2660. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01473
[摘要](3349) [PDF 408KB](803)
摘要:
方位频谱混叠是导致一般滑动聚束成像算法效率低下的主要原因,针对这一问题,该文将频率去斜原理应用于滑动聚束成像。经方位频率去斜处理的滑动聚束数据不仅方位处理长度大大减小,天线方向图幅度校正也更易于实现。与传统算法相比,运算复杂度降低。点阵目标的仿真结果验证了算法的有效性,并且能够以最少的内存资源,大幅提高成像处理效率。
基于方位波数域聚束模式PFA的运动补偿新方法研究
杨磊, 唐禹, 孙光才, 邢孟道, 保铮
2010, 32(11): 2661-2667. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01423
[摘要](2907) [PDF 614KB](699)
摘要:
该文在对聚束模式SAR数据进行极坐标算法(PFA)形式成像的过程中,通过研究载机运动误差对散射点方位向波数表达式的影响,给出了一种基于方位波数域进行运动误差估计及相关补偿的新方法。该方法首先应用距离匹配滤波和方位dechirp实现对原始数据的2维调频率去斜处理,同时经过距离FFT和极坐标算法的操作将原来极坐标下的数据重采样到直角坐标系下的2维波数域,最后对数据进行距离和方位的分块误差估计及补偿。这种方法能很好地针对运动误差造成的方位二次及高次误差相位项进行精确补偿,同时也能处理误差相位的空变性问题,因此可以获得相对传统时域补偿方法更好的图像聚焦效果。实测数据的处理和分析,验证了该文所述方法的有效性,证明了与传统时域运动补偿方法相比的优越性。
一种基于图像分割和归一化灰度Hough变换的SAR图像舰船尾迹CFAR检测算法
艾加秋, 齐向阳, 禹卫东, 刘凡
2010, 32(11): 2668-2673. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01527
[摘要](2909) [PDF 666KB](1084)
摘要:
该文提出了一种新的SAR图像舰船尾迹的恒虚警检测算法。该方法首先检测出舰船并将舰船部分用图像灰度均值代替;分别以舰船重心为中心分割出一定尾迹长度的正方形区域并以舰船重心为中心将图像分割成4个子图像,对各子图像进行归一化灰度Hough变换,分割后的尾迹在子图像中的对比度得到了提高。在各子图像变换域依概率模型进行统计建模实现了CFAR检测,最后将4个子图像的检测结果进行融合得到最终的检测结果。检测结果更好地提取出了尾迹,并且实现了尾迹的CFAR检测。仿真结果验证了算法的有效性。
基于变分贝叶斯估计的相机抖动模糊图像的盲复原算法
孙韶杰, 吴琼, 李国辉
2010, 32(11): 2674-2679. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01600
[摘要](3128) [PDF 923KB](1473)
摘要:
在曝光过程中由于相机抖动而导致的运动模糊,是一种常见的图像降质现象。该文提出了一种基于变分贝叶斯估计和自然图像梯度统计特性的盲复原算法,用于恢复相机抖动模糊图像,同时针对图像复原过程中出现的振铃效应,设计了一种基于分区域检测和Fuzzy滤波器的去振铃效应方法。实验结果表明,该文提出的盲复原算法能够有效地去除图像中因相机抖动而产生的模糊,而且在保持图像边缘和细节的同时,可以较好地降低振铃效应对图像复原质量的影响。
基于全局概率密度搜索的快速目标跟踪
周斌, 王军政, 沈伟
2010, 32(11): 2680-2685. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01543
[摘要](2706) [PDF 904KB](1015)
摘要:
为了解决均值迁移目标跟踪算法中跟踪窗口对局部概率密度模式敏感的问题,该文提出一种基于全局概率密度搜索的目标跟踪策略。根据目标尺度设定一组从大到小排列的带宽序列,并依次根据每个带宽进行均值迁移迭代收敛,利用大带宽的平滑作用避开局部概率模式的干扰;依靠小带宽进行精确定位,最终收敛到真实目标区域。为了提高均值迁移的收敛速度,引入了Over-Relaxed优化策略加速迭代过程。在边界优化算法的收敛条件约束下,根据采用Over-Relaxed策略前后相关系数的变化,自适应地调整学习率。实验结果表明全局概率密度搜索能够有效地跟踪快速运动的目标,并且当目标短暂丢失时也有一定的恢复能力;Over-Relaxed策略也能显著的提高收敛步长,减少迭代次数。
基于高斯粒子JPDA滤波的多目标跟踪算法
张俊根, 姬红兵, 蔡绍晓
2010, 32(11): 2686-2690. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01549
[摘要](2956) [PDF 258KB](1667)
摘要:
在多目标跟踪中,由于观测的不确定性带来数据关联问题,并且,多目标状态空间尺寸的增长带来了维数增大问题,该文提出了一种新的高斯粒子联合概率数据关联滤波算法(GP-JPDAF),在JPDA框架中引入高斯粒子滤波(GPF)的思想,通过高斯粒子而不是高斯量,来近似目标与观测的边缘关联概率,利用GPF计算目标状态的预测及更新分布。将其应用于被动多传感器多目标跟踪,仿真结果表明该算法比MC-JPDAF具有更好的跟踪性能。
PHD粒子滤波中目标状态提取方法研究
唐续, 魏平, 陈欣
2010, 32(11): 2691-2694. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01580
[摘要](2808) [PDF 232KB](1834)
摘要:
采用概率假设密度(PHD)粒子滤波进行多目标跟踪时,各时刻的目标状态表现为大量的加权粒子,需以一定方法从该粒子近似中提取出来。该文提出一种增强的目标状态提取方法,先以k-means算法对粒子进行空间分布的聚类,再于各类中寻找粒子权的峰值位置作为目标状态的估计。仿真结果表明:由于综合利用了粒子的权值和空间分布信息,该算法具有比现有算法更小的目标状态估计误差。
一种面向隐含主题的上下文树核
徐超, 周一民, 沈磊
2010, 32(11): 2695-2700. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01493
[摘要](2700) [PDF 255KB](833)
摘要:
该文针对上下文树核用于文本表示时缺乏语义信息的问题,提出了一种面向隐含主题的上下文树核构造方法。首先采用隐含狄利克雷分配将文本中的词语映射到隐含主题空间,然后以隐含主题为单位建立上下文树模型,最后利用模型间的互信息构造上下文树核。该方法以词的语义类别来定义文本的生成模型,解决了基于词的文本建模时所遇到的统计数据的稀疏性问题。在文本数据集上的聚类实验结果表明,文中提出的上下文树核能够更好地度量文本间主题的相似性,提高了文本聚类的性能。
基于矩阵形式的否定选择算法研究
张雄美, 易昭湘, 宋建社, 李俊山
2010, 32(11): 2701-2706. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01489
[摘要](2590) [PDF 242KB](871)
摘要:
现有的状态空间表示形式和匹配规则已经成为否定选择算法研究的瓶颈。为此,该文将状态空间从向量扩展到矩阵,提出了一种基于矩阵形式的否定选择算法。引入矩阵表示自我和非我空间,定义了元素匹配距离,在此基础上建立了双向匹配规则;同时根据状态空间特征建立了基于覆盖检验的检测器生成算法。实验结果表明该算法性能明显优于实值否定选择算法,有效解决了检测率和误报率联动的问题,且能产生更为高效的检测器。
局部显著单元高维聚类算法
宗瑜, 李明楚, 徐贯东, 张彦春
2010, 32(11): 2707-2712. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01589
[摘要](2539) [PDF 256KB](667)
摘要:
以等宽或随机宽度网格密度单元为基础的高维聚类算法不能保证复杂数据集中的聚类结果的质量。该文在核密度估计和空间统计理论的基础上,给出一种基于局部显著单元的高维聚类算法来处理复杂数据的高维聚类问题。该方法以局部核密度估计和空间统计理论为基础定义了局部显著单元结构来捕获局部数据分布;设计了能快速发现覆盖数据分布的局部显著区域的贪婪算法;对具有相同属性子集的局部显著单元执行Single-linkage算法发现其中的聚类结果。实验结果表明,以局部显著单元为基础的高维聚类算法能够发现复杂数据集中隐含的高质量聚类结果。
用于压缩感知信号重建的正则化自适应匹配追踪算法
刘亚新, 赵瑞珍, 胡绍海, 姜春晖
2010, 32(11): 2713-2717. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01623
[摘要](4105) [PDF 538KB](2373)
摘要:
压缩感知理论是一种充分利用信号稀疏性或者可压缩性的全新的信号采样理论。该理论表明,通过采集少量的信号值就可实现稀疏或可压缩信号的精确重建。该文在研究和总结已有重建算法的基础上,提出了一种新的基于正则化的自适应匹配追踪算法(Regularized Adaptive Matching Pursuit,RAMP)用于压缩感知信号的重建。该算法可在信号稀疏度未知的情况下,通过自适应过程自动调节候选集原子的个数,利用正则化过程实现支撑集的二次筛选,最终实现了信号的精确重建。实验结果表明,在相同测试条件下,该算法的重建效果无论从主观视觉上还是客观数据上均优于其它同类方法。
基于FrFT的LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率估计算法
李宏, 秦玉亮, 李彦鹏, 王宏强, 黎湘
2010, 32(11): 2718-2723. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01438
[摘要](3131) [PDF 311KB](735)
摘要:
线性调频信号(LFM)在雷达中广泛应用,精确获取观测LFM信号中的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪系统的一项关键技术。该文提出了基于分数阶Fourier变换(FrFT)的多普勒频率变化率估计算法,在分数阶变换域上使信号能量聚集,消除调频率对参数估计的影响的同时充分提高了信噪比,进而利用保留的脉冲间相对相位关系获得了多普勒频率变化率的高精度估计。理论分析表明,该算法估计精度接近理论下界,数值仿真验证了算法的有效性。
基于一种改进的监督流形学习算法的语音情感识别
张石清, 李乐民, 赵知劲
2010, 32(11): 2724-2729. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01430
[摘要](3209) [PDF 247KB](840)
摘要:
为了有效提高语音情感识别的性能,需要对嵌入在高维声学特征空间的非线性流形上的语音特征数据作非线性降维处理。监督局部线性嵌入(SLLE)是一种典型的用于非线性降维的监督流形学习算法。该文针对SLLE存在的缺陷,提出一种能够增强低维嵌入数据的判别力,具备最优泛化能力的改进SLLE算法。利用该算法对包含韵律和音质特征的48维语音情感特征数据进行非线性降维,提取低维嵌入判别特征用于生气、高兴、悲伤和中性4类情感的识别。在自然情感语音数据库的实验结果表明,该算法仅利用较少的9维嵌入特征就取得了90.78%的最高正确识别率,比SLLE提高了15.65%。可见,该算法用于语音情感特征数据的非线性降维,可以较好地改善语音情感识别结果。
NURBS曲面建模的电大目标的宽带RCS快速计算
关莹, 龚书喜, 张帅, 路宝, 洪涛
2010, 32(11): 2730-2734. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01637
[摘要](2737) [PDF 254KB](805)
摘要:
该文采用物理光学方法(PO),快速计算了非均匀有理B样条 (NURBS) 曲面建模的电大目标的时域瞬态散射和宽带雷达截面(RCS)。通过对频域物理光学散射场表达式进行逆傅里叶变换推导出卷积形式的瞬态散射表达式;对频域物理光学积分进行逆傅里叶变换得到时域物理光学积分的表达式。为了避免数值积分的使用,将NURBS曲面等参数离散为一组三角面片,运用Radon变换得到了时域和频域物理光学积分的精确闭式表达式。遮挡消隐时使用改进的z-buffer方法进行了加速。对时域瞬态散射场快速傅里叶变换得到目标的宽带RCS。文中计算了高斯脉冲平面波入射下模型的瞬态散射响应和宽带RCS,数值结果表明该文方法具有很高的计算精度,且计算速度快于传统时域物理光学法(TDPO)。
基于分子印迹聚合膜的胆固醇丝网印刷生物传感芯片
薛茜男, 边超, 任振兴, 孙楫舟, 卞贺明, 韩泾鸿, 夏善红
2010, 32(11): 2735-2739. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01611
[摘要](2884) [PDF 392KB](885)
摘要:
该文基于自组装技术在丝网印刷金电极表面制备分子印迹膜,研制胆固醇电化学仿生生物传感芯片。利用扫描电镜(SEM)对平面裸金电极、厚膜裸金电极及其修饰电极进行了形貌的分析比较,采用循环伏安分析法对电极修饰过程的电化学特性进行表征,采用计时电流法对胆固醇生物传感芯片的浓度响应特性进行检测。结果表明, 基于丝网印刷工艺的厚膜电极不仅能满足自组装分子印迹仿生膜的修饰,而且电极表面具有明显的纳米放大效应。传感器对0~700 nM不同浓度胆固醇进行检测,线性范围50 nM~700 nM,灵敏度达到-4.94 A/[lg(nM)],线性相关系数为0.994。该胆固醇传感芯片具有较高的准确性,检测准确度达到了99.56%。
一种适用于IEEE802.15.4协议的全集成CMOS复数滤波器
钟伦贵, 杨海钢, 刘飞, 高同强, 张辉
2010, 32(11): 2740-2745. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01495
[摘要](2550) [PDF 317KB](987)
摘要:
复数滤波器是低中频结构接收机中的一个重要模块,起到镜像抑制的作用。该文针对IEEE802.15.4的低功耗要求,提出了一种可以灵活配置共模反馈模块的伪差分结构OTA,该OTA具有内部共模前馈和共模检测功能,适用于级联应用。基于该OTA结构实现了一个3阶巴特沃斯Gm-C复数滤波器,中心频率在1 MHz,带宽1.3 MHz,带内群延时波动小于0.16 s,镜像抑制能力满足IEEE802.15.4协议要求。该文还提出了一种频率调节方法,用于控制复数滤波器的中心频率,与传统的锁相环结构相比,该调谐电路结构简单,适合在低功耗应用场合。
研究简报
基于极化二元阵雷达的空域虚拟极化滤波算法
刘勇, 李永祯, 戴幻尧, 王雪松
2010, 32(11): 2746-2750. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01512
[摘要](2539) [PDF 282KB](1139)
摘要:
极化滤波利用干扰信号和目标信号的极化状态差异,可有效抑制有源压制干扰,然而,现有极化雷达需要两路发射通道和接收通道,存在系统复杂、实现代价高等诸多困难。该文提出了一种新体制极化雷达模型极化二元阵雷达,该系统仅需一路发射通道和接收通道即可实现极化测量。基于极化二元阵天线的空域极化特性,建立了有源压制干扰、目标回波的接收信号模型,研究了抑制有源压制干扰的空域虚拟极化滤波算法,仿真实验结果表明:对于窄带噪声调频干扰,信干比(SIR)改善因子能达到20 dB以上。
基于非相关判别邻域保持投影的毫米波雷达目标识别
罗磊, 李跃华
2010, 32(11): 2751-2754. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01534
[摘要](3111) [PDF 224KB](665)
摘要:
该文基于流形学习的思想,综合线性判别分析(LDA)及邻域保持投影(NPP)算法的优势,提出了一种新的流形学习算法,即非相关判别邻域保持投影(Uncorrelated Discriminant Neighborhood Preserving Projections, UDNPP)。该算法在保持了邻域几何结构的同时最大化了类间距离,并通过引入一非相关约束条件使得提取的特征向量具有非相关性,减少了冗余信息的干扰。毫米波雷达目标识别实验结果表明,非相关判别邻域保持投影算法相对其它流行的学习算法有更好的性能。
一种基于Hough变换的宽带雷达目标检测器
夏宇垠, 冯大政, 李涛
2010, 32(11): 2755-2759. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01439
[摘要](2869) [PDF 285KB](689)
摘要:
该文针对宽带雷达目标距离单元走动、具有强距离单元的特性,提出了一种基于Hough变换的目标检测算法(HD)。该算法分为两步:在第1步中,对过一级门限的高分辨距离像数据做Hough变换,并对Hough参数空间的所有数据做相应的累积分布函数(CDF)映射;在第2步中求出各个角度若干个最大值的和,并对这些和值做CDF映射,选出最大的映射和值作为检测算子。3类飞机实测数据的实验结果表明,与基于散射点密度的广义似然比检测算法相比,该方法检测性能至少有1.3 dB的提高。
基于探地雷达频谱反演法的薄层识别技术研究
秦瑶, 陈洁, 方广有, 阴和俊
2010, 32(11): 2760-2763. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01511
[摘要](2533) [PDF 251KB](660)
摘要:
衡量探地雷达对薄层的识别能力通常有两个指标:最小可识别层厚和反射系数的识别精度。该文提出的频谱反演法,通过对电磁波在多层介质中频谱传输函数的推导,得出回波频谱的正演计算模型,然后采用阻尼最小二乘法进行二参数反演。通过实验,证实了这种方法能够对层厚小于八分之一波长的薄层进行层厚和反射系数的有效识别。
基于多场耦合的电子装备机箱结构优化设计
李鹏, 段宝岩, 胡凯博, 罗先义
2010, 32(11): 2764-2767. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01183
[摘要](2360) [PDF 319KB](713)
摘要:
电子装备机箱结构设计受到结构强度、通风散热和电磁屏效三方面的约束。实际工作中的电子装备受到结构位移场、温度场和电磁场的共同作用,它们都是机箱结构参数的函数。由于机箱的电磁场、温度场和结构位移场之间存在一定耦合关系,该文建立了电子装备的多场耦合模型,并在此基础上提出多场耦合的优化模型,可用于实际机箱结构的优化设计。最后,将其应用于某电子设备机箱实物的结构优化设计,取得了满意的结果。
衬底材料对微带线间串扰耦合的影响研究
白雪, 徐雷钧
2010, 32(11): 2768-2771. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00428
[摘要](2481) [PDF 325KB](887)
摘要:
随着系统频率的提高,衬底材料特性已成为影响信号走线之间串扰的一个不可忽略的因素。该文基于传输线方程和频域S参数对两平行微带线间串扰耦合进行理论分析,并结合全波3维电磁场仿真工具对具有不同介电常数和不同厚度的衬底材料进行了仿真和分析,得到了微带线在不同衬底下的电场分布,以及近端和远端串扰随频率、衬底介电常数和厚度变化的曲线。随着频率的增大,远端串扰将大于近端串扰,并且随着衬底介电常数和厚度的增加,微带线间的串扰呈现正弦上升的变化趋势。
一种具有新型增益控制技术的CMOS宽带可变增益LNA
谌斐华, 多新中, 孙晓玮
2010, 32(11): 2772-2775. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01418
[摘要](2952) [PDF 231KB](843)
摘要:
高速超宽带无线通信的多标准融合是未来射频器件的发展趋势,该文提出一种基于CMOS工艺、具有新型增益控制技术的宽带低噪声放大器(LNA),采用并联电阻反馈实现宽带输入匹配,并引入噪声消除技术来减小噪声以提高低噪声性能;输出带有新型6位数字可编程增益控制电路以实现可变增益。采用中芯国际0.13m RF CMOS工艺流片,芯片面积为0.76 mm2。测试结果表明LNA工作频段为1.1-1.8 GHz,最大增益为21.8 dB、最小增益8.2 dB,共7种增益模式。最小噪声系数为2.7 dB,典型的IIP3为-7 dBm。
混合式频谱共享系统功率分配研究
张晶, 朱洪波
2010, 32(11): 2776-2780. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01542
[摘要](2755) [PDF 291KB](881)
摘要:
该文结合机会式频谱共享(Overlay)与共存式频谱共享(Underlay)提出一种混合式频谱共享模型。基于提出的模型,考虑次用户理想感知和非理想感知两种情况,采用离散状态马尔科夫过程对信道活动进行建模,进而在平均容量最大化准则下分析了混合式频谱共享系统的功率分配问题,导出了次用户的最优功率分配策略及系统可获得的最大容量。理论和仿真结果表明,基于最优功率分配策略的混合式频谱共享系统可以获得比Overlay或Underlay系统更高的容量。
基于原型图的低码率LDPC码最小和译码算法改进方案
姜明, 王晨
2010, 32(11): 2781-2784. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01652
[摘要](3142) [PDF 233KB](919)
摘要:
低密度奇偶校验(LDPC)码的译码硬件实现方案大多采用计算复杂度较低的修正最小和(NMS)算法,然而对于低码率LDPC码,由于校验节点度数低,NMS算法的修正误差较大,导致其译码性能和标准的置信传播(BP)算法相比有较大差异。该文针对基于原图构造的一类低码率LDPC码,提出了在NMS迭代译码中结合震荡抵消(OSC)处理和多系数(MF)修正技术的方案。结合低码率原型图LDPC码行重分布差异较大的特点,MF修正算法可以有效地减少计算误差,从而改善译码性能。另外低码率原型图LDPC码的收敛较慢,而OSC处理则可以较好地抑制正反馈信息,进一步提高NMS算法的性能增益。仿真结果表明,对于此类低码率LDPC码, MF-OSC-NMS算法可以达到接近BP算法的性能。OSC处理和MF修正技术硬件实现简单,与NMS算法相比几乎没有增加计算复杂度,因此MF-OSC-NMS算法是译码算法复杂度和性能之间一个较好的折中处理方案。
MIMO广播系统中基于有限反馈的多用户选择新算法
解芳, 袁超伟, 程铁铮, 李琳
2010, 32(11): 2785-2789. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01519
[摘要](2746) [PDF 235KB](795)
摘要:
在基于有限反馈多输入多输出(MIMO)广播系统的多用户选择研究中,目前已有的用户信噪干扰比(SINR)估计存在较大误差,这使得整个系统的性能受到制约。该文利用推导出的上下界来联合估计用户接收到的有用信号功率,得到了一种误差较小的SINR估计式,并基于该式给出了一种用户选择新算法。仿真结果表明,新的用户选择算法可以在低信噪比和高信噪比下同时达到较优性能,且复杂度较低。
Zodiac算法新的Square攻击
张鹏, 李瑞林, 李超
2010, 32(11): 2790-2794. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00388
[摘要](2940) [PDF 257KB](608)
摘要:
该文重新评估了Zodiac算法抗Square攻击的能力。Zodiac算法存在8轮Square区分器,该文首先根据算法的结构特性,给出了Zodiac的4个等价结构,而后利用等价结构得到了两个新的9轮Square区分器。利用新的区分器,对不同轮数的Zodiac算法实施了Square攻击,对12轮,13轮,14轮,15轮和16轮Zodiac的攻击复杂度分别为237.3,262.9,296.1,2137.1和2189.5次加密运算,选择明文数分别为210.3,211,211.6,212.1和212.6。结果表明:完整16轮192 bit密钥的Zodiac算法是不抗Square攻击的。

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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