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2010年32卷4期

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论文
多天线双向中继系统中的中继处理与资源分配策略
赵 睿, 傅友华, 李春国, 杨绿溪
2010, 32(4): 763-769 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00542
[摘要](3211) [PDF 333KB](1228)
摘要:
该文在多天线放大转发双向中继系统中,根据最小和均方误差(MSMSE)准则,以较小的复杂度得到了MSE最优的中继处理矩阵的闭合表达式。为综合利用空域和频域分集,探讨了OFDM双向中继系统的资源分配策略,提出了实现复杂度低的分层子载波配对策略和功率优化分配策略。仿真结果显示,所设计的中继处理策略在系统和速率和误码率性能上均明显优于其他双向中继策略,且性能随着中继天线数的增加而提升;结合功率分配的分层子载波配对策略能明显提升系统和速率,性能接近最优策略。
一种低复杂度基于公平性的MIMO-OFDMA资源分配方案
杜 娜, 顾品标, 闵 锐, 曹 宁
2010, 32(4): 770-774 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00728
[摘要](2921) [PDF 236KB](714)
摘要:
该文针对MIMO-OFDMA下行链路系统,考虑在总功率和BER 以及用户数据速率成比例的约束下,以获取整个系统吞吐量极大化为准则,提出一种基于成比例公平性约束的资源分配方案。新的方案基于MIMO信道状态信息,利用特征子信道来确定子载波和功率分配,充分利用了空间域,频域以及多用户分集提高系统的频谱效率。在子载波分配时,松弛成比例约束条件,使用户数据速率近似地成比例于每个用户分配的子载波数,推导出一种线性的不需要迭代的低复杂度的功率分配方案。仿真和分析表明,整个方案在保证系统吞吐量的前提下,取得了用户间良好的速率公平性,同时又具有较低的计算复杂度。
OFDMA上行链路中基于博弈论的子载波和功率分配算法
喻的雄, 蔡跃明, 吴 丹, 钟 卫
2010, 32(4): 775-780 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00401
[摘要](3210) [PDF 250KB](863)
摘要:
传统OFDMA上行链路资源分配算法中一般以最大化各用户速率或最小化发射功率为依据对子载波和功率进行分配,而对于各用户的功率效率问题并没有加以考虑。针对这一问题,该文提出了一种基于功率效率最优的联合子载波功率分配算法。首先给出了在各用户峰值功率约束条件下达到收益函数最优的必要条件并证明了算法纳什均衡的存在及唯一性,然后给出了子载波功率分配算法。仿真表明:相比最大边界速率子载波和功率分配算法(MaxRt+WF)和固定子载波和功率分配算法(MaxFA+WF),该文算法能大幅度提高各用户的功率效率。同时如果合理地选择代价参数,算法获得的和功率效率能够达到更大。
固定阵列长度两发多收MIMO系统功率偏移分析
于光炜, 牛 凯, 贺志强, 王绪振, 林家儒
2010, 32(4): 781-785 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00346
[摘要](2783) [PDF 250KB](729)
摘要:
高信噪比情况下,功率偏移是信噪比-容量曲线中信噪比轴的截距,优化功率偏移参数有助于提高系统容量。该文采用固定阵列长度的均匀直线阵,通过拟合三对角特普利茨矩阵行列式曲线,分析了接收天线间相关性以及收发天线数目的最大值对于两发多收单用户MIMO系统功率偏移的影响,得出了给定天线阵列长度情况下,功率偏移极值点的基本公式。仿真结果表明,可以利用极值点公式选择合理的接收天线数目,实现最优功率偏移。
基于迫零检测的异步V-BLAST最优发射功率分配
官 鹭, 唐友喜, 邵士海, 邓 凯
2010, 32(4): 786-789 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00509
[摘要](2786) [PDF 266KB](765)
摘要:
由于异步发射V-BLAST各路子流的符号在时间上未对齐,同步V-BLAST所采用的逐符号功率分配方法不再适用。针对这个问题,该文提出了一种以块平均误比特率为优化目标,逐符号块进行功率分配的方法。该方法首先计算每个符号的瞬时信噪比,然后求出异步符号块的平均误比特率,最后求解优化问题得到各天线的最优发射功率值。平坦瑞利衰落信道下的仿真表明:两发两收、BPSK调制、迫零检测的异步V-BLAST,误比特率为10-3时最优功率分配有2dB的性能改善。
不完全信道状态信息条件下多用户Turbo-BLAST迭代检测算法
陈小敏, 徐大专, 虞湘宾, 朱秋明
2010, 32(4): 790-793 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00076
[摘要](2510) [PDF 262KB](744)
摘要:
该文将空时多用户检测技术和Turbo-BLAST方案相结合,构造了基于CDMA技术的多用户Turbo- BLAST系统模型,提出了不完全信道状态信息条件下的解相关算法和迭代检测算法。在发送端将V-BLAST结构与CDMA技术相结合实现多路复用,在接收端利用空时多用户检测算法去除用户间干扰,得到期望用户的接收信号,然后采用考虑信道估计误差的软干扰抵消迭代检测算法,对期望用户的接收信号进行检测以去除天线间干扰。仿真结果说明,所提算法对于多用户Turbo-BLAST系统是有效的,可在不增加复杂度的条件下达到良好的迭代效果。
一种基于MIMO空时分集的HARQ方法及其性能分析
王德胜, 林宏志, 朱光喜
2010, 32(4): 794-798 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01691
[摘要](2502) [PDF 258KB](765)
摘要:
通常,MIMO利用降低空时编码效率的方法,在复用增益与分集增益乘积一定的约束条件下,实现二者折衷;该文则从系统设计的角度,通过分析VBLAST,HARQ,STBC内在的联系,构造一种新型的混合重传方法,实现编码与HARQ二者平滑对接,在保持空时码满的复用增益前提条件下,以HARQ时延换取信噪比的提升,额外引入分集增益。同时,该文对信道相关性、重传时间与空间分集之间的重要关系作了系统深入的理论分析。仿真结果表明,所提方法对不同信道环境下的系统性能均有较大的提升。
有限反馈分布式预编码协作通信系统及性能分析
李 靖, 葛建华, 王 勇, 姚 皓
2010, 32(4): 799-804 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00788
[摘要](2983) [PDF 283KB](810)
摘要:
该文提出了一种有限反馈条件下的分布式预编码非正交协作分集系统(DP-NOCD)。该系统利用目的端的多天线特性,将中继信号进行预处理后在共享的信道资源上发送,从而同时提高了传统正交协作分集(OCD)系统的频谱效率和可靠性。利用译码转发(DF)中继信道模型,并将虚拟的两输入多输出信道在矢量空间分解为两个正交子信道,提出了一种系统误码率最小准则下的预编码方法。该方法能改善系统误码性能,且反馈量低。仿真结果表明,在理想协作场景下,与非协作系统和无干扰的OCD系统相比,DP-NOCD系统在误码率为10-3时分别可获得5~6.2 dB和1~1.2 dB的增益。
IEEE802.16e系统上行链路初始测距算法研究
王 薇, 杨 维, 韩东升
2010, 32(4): 805-810 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01145
[摘要](2982) [PDF 317KB](945)
摘要:
该文提出了一种适用于IEEE802.16e的OFDMA系统上行链路的初始测距频域改进算法。频域算法利用测距信号具有连续相位的特点,在频域将接收信号与备选码字共轭相关,按照接入用户信号的强弱依次检测出不同用户发送的码字和定时偏差,从而完成初始测距过程。改进频域算法在频域检测方法的基础上结合了串行干扰抵消的思想,提高了多用户同时接入系统时的正确检测概率,降低了虚警概率。通过仿真比较了改进算法和时域、频域算法的性能。结果表明,所提出的算法在计算复杂度和性能上兼有一定的优势。
弱相关非高斯环境下基于局部最佳检测器的伪码捕获方法
沈 锋, 孙 枫
2010, 32(4): 811-815 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00475
[摘要](2568) [PDF 267KB](723)
摘要:
该文为解决弱相关非高斯噪声环境下的伪码捕获问题,提出了一种基于局部最佳检测算法的伪码捕获方法,将伪码捕获等价为假设检验问题,将弱相关非高斯噪声建模为一阶滑动平均SS噪声模型,利用局部最佳检测算法推导出弱相关非高斯噪声环境下的伪码捕获检测统计量,在此基础上对检测统计量进行了简化,给出了其实现结构,并与传统的伪码捕获方法进行了性能仿真对比,仿真结果表明该文所提出的捕获方法在弱相关非高斯噪声环境下检测性能有较大幅度的提高,且非高斯噪声脉冲特性越明显,所设计的检测器优势越明显。
一种差分跳频码发生器的构造方法
董彬虹, 李少谦, 史锋旗
2010, 32(4): 816-820 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00456
[摘要](2530) [PDF 285KB](829)
摘要:
针对差分跳频中常规G函数生成的跳频图案的2维连续性不够理想,其频率转移关系容易被窃听者截获的问题,该文提出了一种用G函数结合序列构成差分跳频码发生器的解决方法,对常规G函数和差分跳频码发生器产生的差分跳频图案的2维连续性进行了检验和比较,并对二者构成的差分跳频通信系统在AWGN条件下的误符号性能进行了理论分析,同时做出相应的计算机仿真,证实了采用G函数结合序列的差分跳频码发生器的设计方法在不损失系统误符号率性能的条件下,提高了系统的安全性。
周期为pm的广义割圆序列的线性复杂度
杜小妮, 阎统江, 石永芳
2010, 32(4): 821-824 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00430
[摘要](2746) [PDF 200KB](832)
摘要:
该文将周期为pm(p为奇素数,m为正整数)广义割圆的研究推广到了任意阶的情形,构造了一类新序列,确定了该序列的极小多项式,指出线性复杂度可能的取值为pm-1, pm,(pm-1)/2和(pm+1)/2。并且指出,当选取的特征集满足一定条件时,对应序列的线性复杂度取值总是以上4种情形。结果表明,该类序列具有较好的线性复杂度性质。
一种基于缩减伴随式集的QC-LDPC码级联译码算法
董自健, 酆广增
2010, 32(4): 825-829 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00388
[摘要](2500) [PDF 263KB](817)
摘要:
该文在研究缩减伴随式集译码(RLSD)算法和规则QC-LDPC码字结构的基础上,提出了一种新的针对中短QC-LDPC码的BP-RLSD级联译码算法。BP算法译码失败时的软输出对数信息,作为RLSD算法的输入。根据QC-LDPC码所具有的循环置换结构,给出一种根据伴随式的重量来确定候选错误模式搜索空间的算法,同时给出一种查表方法快速搜索出部分错误位置。结合接收序列的低可信度集合(LRIPs),可以实现最大似然(ML)码字的快速搜索。这些方法可以大幅减少计算时间。仿真显示该文提出的算法是有效的。与BP算法的级联译码,可以在计算复杂度和性能之间进行较好的折衷。
无线Ad hoc网络中基于节点停留概率的路径压缩
周 曜, 徐 佳, 刘凤玉
2010, 32(4): 830-835 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00489
[摘要](2277) [PDF 293KB](705)
摘要:
该文提出一种基于节点停留概率的路径压缩算法NSP-PCA。通过计算造成路径变化的节点相对于另一节点传输区域的停留概率,动态预测压缩路径的稳定性,并以此为依据决定压缩操作的优先级。仿真表明,NSP-PCA能有效控制短暂缩减和多次缩减等非正常压缩,在端到端时延,路由开销和包发送率方面均优于SHORT和PCA压缩算法。
多域服务环境下的分布式故障诊断算法
褚灵伟, 邹仕洪, 程时端, 田春岐, 王文东, 胡 博
2010, 32(4): 836-840 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00270
[摘要](2394) [PDF 244KB](768)
摘要:
多域服务环境下,域间故障传播导致的跨域症状会对故障诊断算法性能造成影响。该文提出了多域服务环境下的分布式依赖模型,在该模型基础上提出分布式故障诊断算法,并从减小通信开销、更准确的症状引发评估函数和虚假症状概率3个方面对算法进行了改进。仿真结果显示,该文算法可以有效诊断多域环境下的服务故障。
大规模服务覆盖网拓扑设计
张 栋, 吴春明, 姜 明, 熊 伟
2010, 32(4): 841-845 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00481
[摘要](2209) [PDF 262KB](787)
摘要:
针对大规模服务覆盖网拓扑设计方法构建效率低的问题,该文提出了以带宽容量为约束条件,基于多商品流的线性规划模型和实现算法,以降低构建算法的时间与空间复杂度。仿真结果表明,该算法在大规模网络情况下,构建效率和资源利用率有显著提高。
一种基于定价与信任的网格资源分配算法
杨 明, 刘元安, 马晓雷, 李 立
2010, 32(4): 846-851 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00435
[摘要](2604) [PDF 313KB](843)
摘要:
该文首先对基于组合双向拍卖的网格资源分配与定价模型进行改进,提出以各类资源的单价定价的算法。然后提出一种等效价格算法,设计基于信任度的价格调整函数,将不同信任度的各节点的报价,都映射为基准信任度下的等效价格。最后基于该等效报价,以组合双向拍卖模型进行网格资源分配。仿真表明所提算法的交易率较高,能防止恶意节点参与交易,所得交易效用可激励买家提高和卖家降低其等效报价。
基于HuffMHT的自组织网络实体认证协议
周贤伟, 郭继文
2010, 32(4): 852-856 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00169
[摘要](2725) [PDF 243KB](759)
摘要:
针对自组织网络节点能量消耗和存储有限的特点,该文提出一种适合于自组织网络的基于HuffMHT的实体认证方案。该方案利用HuffMHT的思想可获得有效的安全策略;并使用对称密钥算法和公钥加密算法相结合,有效地降低了认证时延,提高了网络生命期和安全性。此外,在自组织网络设定簇头和建立HuffMHT时,该文给出了功耗最小算法和引入Christofides算法,缩短节点之间发射信号的距离,有效地降低节点能耗,提高了网络生命期。
WSNs中基于能量代价的最小权和支配集拓扑控制算法
孙 超, 尹荣荣, 郝晓辰, 刘 彬
2010, 32(4): 857-863 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00342
[摘要](2859) [PDF 279KB](928)
摘要:
该文针对无线传感器网络中最小连通支配集拓扑并非网络耗能最小拓扑的问题,定义由节点剩余能量,邻居个数和通信代价构建的能量代价函数综合反映支配节点的能量效率以及对降低网络整体能耗的贡献,进而以其作为拓扑权值,提出一种基于能量代价的最小权和连通支配集拓扑控制算法。算法选取局部最小权值节点担负支配任务,搭建整体权和最小的支配集,最小化网络整体能耗。实验结果表明,算法不仅具有节能的特点,还确保了通信链路的可靠性,有效延长了网络生命周期。
一种适用于移动传感器网络的增强型蒙特卡罗定位跟踪算法
王 洁, 王洪玉, 高庆华, 金明录
2010, 32(4): 864-868 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00519
[摘要](2590) [PDF 257KB](1171)
摘要:
该文提出一种在低锚节点密度的移动传感器网络中实现定位跟踪的方法。利用受控的洪泛方式提高锚节点利用效率,采用遗传交叉操作加快预测阶段的抽样,采用插值方法对节点运动速度及方向进行预测,利用位置估计精度优于自身的1跳邻居节点的信息强化滤波条件。仿真实验结果表明,该文算法与传统算法相比加快了收敛速度,提高了定位精度,改善了在低锚节点密度时的性能。
一种轻量级的无线传感器网络密钥建立协议
刘 伟, 罗 嵘, 杨华中
2010, 32(4): 869-874 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00349
[摘要](2535) [PDF 243KB](825)
摘要:
该文提出了一种适用于无线传感器网络的轻量级密钥建立协议。该协议以预置的瞬时初始密钥为基础,通过优化密钥建立过程中的信息交互,能够获得更好的可扩展性和更低的能量开销。对该协议的完成时间和网络的连通概率的理论分析表明,该协议是可行的。从仿真结果可以看出,该协议在典型的网络规模下可以获得超过97%的连通概率。与同类协议相比,可以在保证足够的连通概率的情况下以更短的时间完成密钥建立。当网络密度为单跳30个节点时,建立时间小于5.2 s。此外,该协议的能量开销只有同类协议的25%,因此更适合应用于资源受限的无线传感器节点。
基于可信计算的动态完整性度量架构
刘孜文, 冯登国
2010, 32(4): 875-879 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00408
[摘要](2956) [PDF 240KB](3484)
摘要:
该文提出一种基于可信计算的操作系统动态度量架构(DIMA),帮助管理员动态地检查系统中进程和模块的完整性。相对于以往的各种操作系统度量架构,该架构能按需对系统中活动的进程或模块进行动态实时的完整性度量与监控,基本解决了其他架构难以避免的TOC-TOU问题,特别是针对某些直接对运行中的进程的攻击有很好的效果。另外,DIMA实现了对对象细粒度度量由度量整个文件实体细分为度量代码、参数、堆栈等等。最后给出了基于Linux操作系统的动态度量原型实现,在实现中使用了基于可信平台模块(TPM)作为架构的信任源点,测试结果表明DIMA能够实现预定目标且有良好的性能。
基于环形共享份的多秘密视觉密码
付正欣, 郁 滨, 房礼国
2010, 32(4): 880-883 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00410
[摘要](2483) [PDF 355KB](824)
摘要:
通过对秘密图像和环形共享份进行纵向区域分割,该文提出了相关矩阵组,并在此基础上设计了一种新的多秘密视觉密码方案。与现有的多秘密方案相比,该方案不仅实现了加密任意数量的秘密图像,而且在像素扩展度和相对差等方面有明显改善。
基于Walsh-Hadamard变换的卷积码盲识别
刘 健, 王晓君, 周希元
2010, 32(4): 884-888 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00359
[摘要](2989) [PDF 244KB](1428)
摘要:
该文针对信道编码的盲识别问题,提出了高误码率下(n, 1, m)卷积码的盲识别方法。首先给出了盲识别的数学模型,进而扩展了Walsh-Hadamard变换的应用范围。证明了通过对截获码序列做Walsh-Hadamard变换可以解决卷积码的盲识别问题,该方法在智能通信、信息截获、密码分析等领域有重要的应用。仿真实验表明该算法可以对高误码率的卷积码进行有效的识别。
投影小波域MAP估计无源毫米波图像超分辨算法
金 鑫, 熊金涛, 李良超, 杨建宇
2010, 32(4): 889-893 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00547
[摘要](2846) [PDF 552KB](850)
摘要:
在无源毫米波成像中,由于系统天线孔径大小的受限而使得成像的分辨率低。为了提高图像的分辨率,该文提出了一种投影小波域最大后验(MAP)估计毫米波图像超分辨算法(PWMAP)。该算法利用基于小波域广义高斯分布的MAP估计来恢复通带内的频谱;然后利用投影的非线性运算实现频谱外推。该算法不仅比以往的算法能提供更准确的先验建模,而且能在每步迭代时自适应地更新正则参数。实验结果验证了该算法的有效性。
一种基于三帧差分和边缘信息的运动目标检测方法
甘明刚, 陈 杰, 刘 劲, 王亚楠
2010, 32(4): 894-897 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01202
[摘要](3861) [PDF 268KB](2456)
摘要:
为了改进目前常用的运动目标检测方法易受到噪声和亮度突变的影响、易出现虚假目标的情况,该文提出了一种基于3帧差分和边缘信息的运动目标检测方法。该方法首先对连续3帧图像进行边缘提取得到3帧连续的边缘图像,然后对3帧连续的边缘图像进行3帧差分运算,最后通过阈值分割和形态学处理完成对目标的提取。该方法计算简单,实验结果表明该方法能对运动目标进行准确检测,且具有很好的鲁棒性。
基于多维分配和灰色理论的航迹关联算法
熊 伟, 张晶炜, 何 友
2010, 32(4): 898-901 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00394
[摘要](2828) [PDF 229KB](896)
摘要:
针对目前应用于分布式多传感器系统中航迹关联算法只能解决两局部节点航迹相关的问题,该文提出了一种基于多维分配的灰色航迹关联算法。该算法运用灰色理论获取各传感器航迹间的灰色关联度,以此关联度为多传感器系统的全局统计量构造多维灰色关联度矩阵,并根据此矩阵形成的多维分配问题的解获得各传感器航迹间的关联结果。仿真结果表明,在密集目标环境下和/或交叉、分岔及机动航迹较多的场合,该算法的性能明显优于传统方法,其正确关联率较灰色航迹关联算法提高了大约8.8%。
顺轨三频三孔径星载SAR的运动目标检测及定位方法研究
尹建凤, 李道京, 吴一戎
2010, 32(4): 902-907 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00455
[摘要](2992) [PDF 332KB](913)
摘要:
杂波背景下,传统的多通道SAR运动目标检测方法在杂波对消后即实施目标检测,并不考虑目标的距离徙动校正,这种做法会丢失某些快速目标,虽能够检测到速度不是特别快的目标,却可能存在测速模糊,难以对其准确定位。对此,该文提出用3频3孔径SAR解决杂波对消后快速目标的多普勒模糊问题,并用双频共轭处理(DFCP)和Keystone变换对动目标解多普勒模糊、进行距离徙动校正,提高信噪比,进而实现对目标的检测、无模糊测速和定位。该方法在可获得与其他方法相当定位精度的同时,扩大了可检测和定位的目标的速度范围。仿真结果证明了该文方法的有效性。
基于EM算法和信息论准则的分布式目标检测算法
李 涛, 冯大政, 夏宇垠
2010, 32(4): 908-912 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00493
[摘要](2682) [PDF 272KB](823)
摘要:
该文针对在相干积累期间发生距离走动且转动较快的分布式目标检测问题,提出了一种基于EM算法和信息论准则的改进广义似然比检测算子。采用信息论准则与期望极大化方法对不同预设速度下各个距离单元的信号参数进行估计,并进一步利用目标相邻强散射单元特性和相邻预设速度相关性,推导出改进的广义似然算子,随后证明了该算法的恒虚警率特性。两类飞机实测数据的多个实验结果表明,该算法性能相对于传统的广义似然算法和非相干积累算法有明显的提高。
基于和差波束极化特性的目标极化散射矩阵测量方法研究
戴幻尧, 李永祯, 王雪松, 肖顺平
2010, 32(4): 913-918 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00336
[摘要](2730) [PDF 334KB](784)
摘要:
该文建立了一种基于常规单脉冲体制的目标全极化散射矩阵测量算法。首先证明了该型雷达天线具有复杂的极化结构,并且对回波信号的极化特性有一定的敏感性。利用单脉冲雷达和差通道的极化特性在获取目标角度信息的同时利用一个脉冲重复周期即可完成目标极化散射矩阵的测量,降低了全极化单脉冲雷达研发的系统复杂度和设计成本,通过电磁计算和仿真分析验证了上述研究的正确性。这对于开发现有雷达装备的极化测量处理能力、提升其抗干扰和目标识别能力具有一定的启发和指导意义。
基于ICA的雷达信号欠定盲分离算法
陈晓军, 成 昊, 唐 斌
2010, 32(4): 919-924 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00291
[摘要](3156) [PDF 296KB](1163)
摘要:
该文针对源信号时域和频域不充分稀疏的情况,提出了欠定盲源分离中估计混合矩阵的一种新方法。该方法对等间隔分段的观测信号应用独立分量分析(ICA)的盲分离算法获得多个子混合矩阵,然后对其分选剔除了不属于原混合矩阵的元素,最后利用C均值聚类的学习算法获得对混合矩阵的精确估计,解决了源信号在时域和频域不充分稀疏的情况下准确估计混合矩阵的问题。在估计出混合矩阵的基础上,利用基于稀疏分解的统计量算法分离出源信号。由仿真结果,以及与传统的K均值聚类,时域检索平均算法对比的实验结果说明了该文算法的有效性和鲁棒性。
基于局部平移瑞利分布模型的SAR图像相干斑抑制
凤宏晓, 焦李成, 侯 彪
2010, 32(4): 925-931 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00512
[摘要](3242) [PDF 1558KB](1168)
摘要:
该文提出了一种基于平稳小波域统计模型的SAR图像抑斑算法。首先对SAR图像应用非对数加性模型,接着针对该模型中的噪声在空域提出一种统计分布模型局部平移瑞利分布模型。最后基于该分布,在平稳小波域应用最大后验(MAP)方法获得真实信号平稳小波系数的解。实验表明,该文提出的局部平移瑞利分布模型是有效的,同时也表明该文给出的一种基于此分布模型的抑斑算法有很强的鲁棒性,抑斑性能优于许多现存的算法。
基于级数反演法的聚束式广义双基成像算法研究
熊 涛, 张 然, 邢孟道
2010, 32(4): 932-936 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00502
[摘要](2621) [PDF 275KB](838)
摘要:
该文将级数反演法应用于聚束式广义双基成像。对于广义双基,其2维频谱表达式较普通双基更加复杂,很难用精确的解析关系表达,这对后续成像处理造成了极大的困难。通过级数反演法,可以得到信号的2维频谱展开式,在2维频域进行2次距离压缩,同时在距离多普勒域进行距离徙动校正。该算法保留了单基距离多普勒算法的高效性,由于2次距离压缩考虑到了方位向的影响,因此该算法对大合成孔径情况比较适合。用该算法对仿真数据进行处理,得到了良好的成像结果。
椭圆轨道全零多普勒导引律研究
张永俊, 黄海风, 张永胜, 梁甸农
2010, 32(4): 937-940 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00480
[摘要](2621) [PDF 254KB](1006)
摘要:
星载合成孔径雷达(SAR)数据处理中,多普勒特性对于方位向性能以及成像精度都有直接的影响。基于轨道动力学理论,在椭圆轨道情况下,该文导出了同时考虑偏航控制和俯仰控制的多普勒中心频率解析表达式,分别分析了偏航控制和俯仰控制对多普勒中心的影响,提出一种基于椭圆轨道的全零多普勒方法,并用TerraSAR-X轨道参数进行了数值仿真,仿真结果表明,使用该方法后,多普勒中心频率被减小到不超过5 Hz,比传统的偏航导引方法缩小了约一百倍,比基于瞬时圆轨道的全零多普勒方法缩小了5倍,表明了该方法的有效性。
机载差分干涉SAR的误差分析
钟雪莲, 向茂生, 岳焕印, 郭华东
2010, 32(4): 941-947 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00377
[摘要](2708) [PDF 347KB](892)
摘要:
该文就机载差分干涉中影响精度的几个重要因素进行了详细的分析,为开展机载差分干涉应用提供理论基础。首先考虑机载差分干涉算法流程中引入的误差,指出必须利用外部DEM(Digital Elevation Model)计算本地视角才能实现高精度的形变反演。随后,重点讨论了影响差分干涉SAR (Synthetic Aperture Radar) 的几个重要影响因素:系统参数误差、相干性和大气效应。系统参数中基线和基线角的误差对差分干涉的精度影响最大,由此对机载残余运动的补偿提出了很高的要求。相干性分析又对机载差分干涉中形变像对的基线长度提出了严格的限制条件。和星载SAR一样,机载SAR同样受到大气的影响。通过计算这些因素的对机载差分干涉精度的影响,给出了机载差分干涉精度的表达式。
机载相控阵雷达近程杂波抑制的俯仰向空域自适应算法
孟祥东, 王 彤, 吴建新, 保 铮
2010, 32(4): 948-952 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01348
[摘要](2667) [PDF 372KB](1173)
摘要:
该文针对机载平面阵列相控阵雷达的动目标检测提出了一种俯仰向空域自适应的近程杂波抑制算法。该方法利用平面阵列天线在俯仰向的自由度,在近程杂波的支撑区域内沿着多普勒单元选取训练样本估计协方差矩阵,计算俯仰向空域最优权。在存在距离模糊的情况下,该方法可以自适应地滤除近程杂波,保留远程杂波,从而增强了杂波的距离均匀性,有利于提高后续的方位空域和时域STAP的性能。
一种新的二维角度估计的高分辨算法
杨雪亚, 陈伯孝
2010, 32(4): 953-958 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00515
[摘要](2605) [PDF 263KB](815)
摘要:
该文针对常规2维波达方向估计的高分辨算法运算量大和稳健性差等问题,提出了一种新的2维角度估计的高分辨方法。该方法首先建立基于范数约束的最优化问题的目标函数;然后用迭代算法沿均匀面阵接收数据的方位向求最小化目标函数的稀疏解,得到方位、俯仰角耦合的空间角频率,并分离信号;最后对每个分离的信号,沿面阵俯仰向求稀疏解,得到信号的俯仰角,进而求得对应的方位角。针对算法存在测角盲区的问题,提出了一种改进方法,通过求解空间2维稀疏解得到信号的2维角度。与传统的高分辨算法相比,该方法对信噪比和快拍数要求不高、无需特征值分解和多维搜索过程,具有较高的分辨力和极低的旁瓣电平。
基于编码发射与自适应波束形成的超声成像
郑驰超, 彭 虎
2010, 32(4): 959-962 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00425
[摘要](2510) [PDF 358KB](1337)
摘要:
与传统的延时叠加(DAS)波束形成的成像方法相比,Capon算法可以有效地提高医学超声成像的横向分辨率,但不能提高成像的对比度。该文提出一种新的成像方法Chirp_Capon算法,即将超声编码发射技术与Capon算法相结合,利用编码信号优异的相关特性来弥补Capon算法在对比度上的不足,从而得到了较好的成像结果。仿真结果表明相对于Capon算法,该算法不仅具有较高横向分辨率,而且可以有效提高图像的对比度和信噪比。
基于流形分离技术的稀疏均匀圆阵快速DOA估计方法
潘 捷, 周建江, 汪 飞
2010, 32(4): 963-966 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00175
[摘要](2351) [PDF 239KB](1089)
摘要:
该文针对阵元数有限以及阵元稀疏的均匀圆阵,提出基于流形分离技术(Manifold Separation Technique,MST)的快速波达方向估计算法,PM-Root-MUSIC方法。该方法避免了均匀圆阵中基于相位模式激励原理的波束空间变换所带来的映射误差,同时利用传播因子(PM)和根MUSIC算法,避免了传统算法中的特征分解和谱峰搜索过程,有效降低了计算量,并获得了接近克罗美劳(Cramer-Rao)下限的估计精度。仿真实验验证了该文算法的有效性。
基于高阶累积量矩阵组正交联合对角化的高分辨方位估计方法
宋海岩, 朴胜春
2010, 32(4): 967-972 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01176
[摘要](3029) [PDF 326KB](941)
摘要:
该文提出了一种基于高阶累积量矩阵组正交联合对角化的高分辨方位估计方法。该方法构造了一组高阶累积量矩阵共同来辨识阵列流型矩阵的列空间,进而进行DOA估计。并通过对高阶累积量矩阵组进行联合对角化,得到联合对角化矩阵和对角化后的矩阵组,并重新定义了空间谱。新方法可以处理相干声源,适用于有色噪声环境,且较仅使用单个高阶累积量矩阵的算法具有更高的分辨力,更低的均方根误差和更高的鲁棒性。
一类易于VLSI实现的对称双正交小波设计方法研究
张池军, 彭安金, 王厚军, 李本亮
2010, 32(4): 973-977 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00532
[摘要](2481) [PDF 227KB](696)
摘要:
该文提出了一类对称双正交小波的设计方法。该类双正交小波的小波滤波器组具有格形结构,实现该小波变换的分析滤波器组和综合滤波器组满足双正交条件和正则性条件,且设计的各滤波器均为实数二进制系数,因而该小波变换易于高速VLSI实现。文中的理论推导和设计实例,均验证了该设计方法的有效性。
研究简报
线型小区中V-BLAST两根分布发射天线的位置优化
韩 亮, 柳 鑫, 唐友喜, 邵士海
2010, 32(4): 978-982 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00402
[摘要](2563) [PDF 287KB](749)
摘要:
在分布式发射天线多输入多输出(MIMO)系统中,不同的发射天线位置将影响系统的性能。针对这一问题,该文在考虑了传播时延、路径损耗、阴影衰落、小尺度衰落和高斯白噪声的基础上研究了V-BLAST两根分布式发射天线在线型小区的平均误码率(AABER)。理论分析表明存在一个关于小区中心对称的位置使得AABER性能最优,这一位置可以通过数值计算的方法得到。仿真结果验证了理论分析的正确性。
无线网络拥塞控制中流体流模型的Hopf分岔及其稳定性
侯 萍, 王执铨
2010, 32(4): 983-987 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00358
[摘要](3169) [PDF 255KB](849)
摘要:
该文对一个用于无线网络拥塞控制算法设计的具有通信时延的流体流模型进行Hopf分岔分析,以通信时延作为分岔参数,证明此模型Hopf分岔的存在性,并应用中心流形和规范型理论推导出确定 Hopf 分岔方向和分岔周期解稳定性的计算公式,数值仿真验证了结论的有效性。
多目标约束的网格任务安全调度模型及算法研究
朱 海, 王宇平
2010, 32(4): 988-992 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00634
[摘要](3084) [PDF 242KB](765)
摘要:
异构网格环境的特点决定了其任务调度是受调度长度、安全性能及调度费用等多个因素制约的。该文根据网格资源调度的特点构造了一个安全效益函数和节点信誉度动态评估模型,并以此为基础建立了一个多目标约束的网格任务调度模型。利用隶属度函数将多目标函数转化为单目标模型,通过设计新的进化算子,从而提出一种遗传算法MUGA(Mode Crossover and Even Mutation Genetic Algorithm)进行求解,并对算法的收敛性进行了理论分析。仿真实验表明,在同等条件下该算法与同类算法相比,在任务调度长度、安全效益值、可信度及调度费用指标优化方面具有较好的综合性能。
WSN节点声测距TOA值频域估计方法
孟令军, 王宏涛, 夏善红
2010, 32(4): 993-997 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00127
[摘要](2800) [PDF 300KB](964)
摘要:
该文研究了节点声测中TOA值的频域估计方法,与基于幅度检测的时域分析法相比,低信噪比下的测距精度高。它采用递归型的Goertzel短时频率分析算法。通过优化声信号频率及Goertzel算法窗口长度,实现了定点计算算法,节点采集测距信号的同时进行TOA值估计。论文还提出了一种多阈值的TOA值估计方法,提高了低信噪比下的TOA值检测精度。算法在一个具有dsPIC6014A微处理器的节点进行了验证。节点测距试验结果表明,该算法在低信噪比下的定位精度较高,可实现25 m内的节点测距和定位,测距误差3%。
便携式高频地波雷达东海洋山海域探测深度试验
文必洋, 李自立, 周 浩, 石振华, 吴世才, 王晓亮, 杨 华, 李四明
2010, 32(4): 998-1002 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00337
[摘要](2729) [PDF 426KB](1043)
摘要:
为了验证采用紧凑型接收天线的便携式高频地波雷达系统(OSMAR-S)的探测性能,于2007年11月在洋山海域进行了OSMAR-S与其他海洋测量设备的现场探测对比验证试验。试验设计了定点固定水深测量与坐底剖面测量相结合的连续现场对比监测方式,把雷达获得的表面流探测数据与其他设备得到的不同深度的海流观测数据进行对比。通过试验数据分析,OSMAR-S系统的探测深度和精度都得到了验证,能够满足实时监测海洋表面流的需要。同时试验也填补了高频雷达探测深度没有试验验证的空白。
基于空间相关性变换的声学模型训练
苏腾荣, 吴 及, 王作英
2010, 32(4): 1003-1007 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00343
[摘要](2698) [PDF 201KB](834)
摘要:
为了在语音识别中增强对不同语音单元之间的相关性的利用,该文基于空间相关性变换(Spatial Correlation Transformation,SCT)框架,提出一种新的模型训练算法,在说话人无关模型的训练中利用训练数据中的空间相关性进行模型参数重估。该算法对所有训练数据进行空间相关性变换,削弱数据间的空间相关性,使重估的模型更不依赖训练数据,以改善模型的性能。实验表明,基于空间相关性变换框架的模型训练方法与基于该框架的特征变换方法相结合,使系统的平均错误率相对基线系统下降了18%。
Vague等价关系与Vague划分之间的关系研究
梁家荣
2010, 32(4): 1008-1011 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00392
[摘要](2714) [PDF 189KB](656)
摘要:
根据vague集具有真假隶属度的特点,该文提出了基于t-模和t-余模的(T, S)-vague 等价关系和t-模对界定的概念。建立了(T, S)-vague等价关系与(T, S)-vague划分之间的一一对应关系。通过引进(T, S)-vague划分的(T*, S*)交的概念,给出了X上任何两个(T, S)-vague划分的(T*, S*)交仍然是一个(T, S)-vague划分的充要条件。
一种改进的适用于Sigma-Delta ADC的数字抽取滤波器
郝志刚, 杨海钢, 张 翀, 吴其松, 尹 韬
2010, 32(4): 1012-1016 . doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00247
[摘要](3145) [PDF 243KB](2328)
摘要:
数字滤波器在sigma-delta ADC芯片中占据了大部分芯片面积,该文提出了一种数字滤波器结构,这种结构滤波器采用一个控制单元和一个加法器取代了Hogenauer结构滤波器中差分器的多个加法器,从而减小数字电路的面积。一个采用这种结构的4阶的数字滤波器在CYCLONE II FPGA芯片中被实现,耗费的硬件资源比Hogenauer结构的滤波器减少近29%。

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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