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2010年32卷9期

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论文
高速公路场景中车用自组织网络的节点度
熊炜, 李清泉
2010, 32(9): 2033-2038. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01149
[摘要](2988) [PDF 500KB](1300)
摘要:
该文基于大尺度路径损耗无线传播模型将高速公路场景中的车用自组织网络(VANET)建模为几何随机图,提出了VANET有效组网面积的概念,分析说明了VANET的准线性拓扑特点,并基于交通流理论关于自由流条件下的车头时距分布,推导得出了无线传输范围内至少存在k个邻居的概率计算方法。实验结果表明:该文提出的概率描述思想是一种适合计算高速公路场景中车辆网络节点度的有效方法。
无线多媒体传感器网络中的动态频谱分配技术研究
刘航, 孔祥维, 刘桂林
2010, 32(9): 2039-2044. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01271
[摘要](2506) [PDF 396KB](1086)
摘要:
无线多媒体传感器网络(WMSNs)具有实时监控,收集和处理多媒体信息的功能,有广泛的应用前景。较之传统无线传感器网络,WMSNs无线传输多媒体信息需要更大带宽。然而,随着无线通信设备的广泛应用,有限的可用频谱资源日益匮乏。利用动态频谱分配技术,可以扩展WMSNs的通信频段,增强抗干扰能力。考虑到WMSNs节点的物理限制,如计算能力和能量供应,该文提出了适合WMSNs的频谱感知方法和频谱管理方法。频谱感知采用各节点的轮换机制感知整个频段;频谱管理可以确保对授权用户影响最小的信道被首先使用。WMSNs使用上述方法可以感知周围无线电环境,利用空闲私有频段进行无线通信。最后,通过实验证明了该文提出的动态频谱分配技术对WMSNs的有效性。
无线传感器网络分布式一致时间同步协议的收敛分析及加速设计
李立, 刘勇攀, 杨华中, 汪蕙
2010, 32(9): 2045-2051. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01234
[摘要](2615) [PDF 305KB](886)
摘要:
该文研究了基于分布式一致的无线传感器网络时间同步协议的收敛和加速问题。通过将其同步迭代过程映射到马尔可夫链的状态转移过程,推导出了分布式一致时间同步协议在循环网中的收敛速度与节点邻居数和网络规模有关。Matlab仿真实验表明该结论对类均匀规则网和类均匀网也是正确的。此外,对于类均匀网,邻居数分布也会影响协议的收敛速度。因此该文提出了基于改变网络邻居数分布的加速算法来提高分布式一致时间同步协议的收敛速度。规模为100个节点的类均匀网络实验结果表明,该文提出的加速算法在没有显著改变节点平均传输半径的情况下可使分布式一致时间同步协议的收敛迭代次数降低约25%。
二进制传感器网络加权目标跟踪算法研究
孙晓艳, 李建东, 陈彦辉, 张文柱, 姚俊良
2010, 32(9): 2052-2057. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01640
[摘要](2960) [PDF 300KB](805)
摘要:
该文主要研究二进制传感器网络中加权目标跟踪算法的设计。针对已有算法中权值不能实时反映目标与感测节点之间距离关系的缺点,提出了距离加权和基于预测的距离加权目标跟踪算法。距离权值能够实时反映目标与各个感测节点间的距离关系,因此具有更高的跟踪精度。在距离加权算法中感测节点需要将感测信息和距离信息都传输到融合中心,这会增大感测节点的能量消耗。为了解决这个问题,文中提出一种基于预测的距离加权目标跟踪算法。该算法中感测节点不需要传输距离信息而只传输感测信息到融合中心从而减少了能耗。仿真结果表明,基于预测的距离加权算法比已有算法能够够精确地跟踪目标,在保证跟踪精度的同时减少了通信能耗。
基于排队时延和丢包率的拥塞控制
谢钧, 俞璐, 金凤林
2010, 32(9): 2058-2064. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01228
[摘要](3375) [PDF 349KB](1266)
摘要:
作为拥塞度量,排队时延具有很多优点,但仅利用排队时延并不能完全避免丢包,而在链路缓存不足出现丢包时,排队时延已不能有效反应网络拥塞情况。该文提出了一种基于排队时延和丢包率的拥塞控制模型,该模型采用双模控制的方法。在瓶颈链路上有足够缓存时,模型利用排队时延作为拥塞度量,使各流获得稳定的动态性和成比例公平性。当瓶颈路由器上没有足够缓存不可避免要丢包时,模型利用丢包率作为拥塞度量,使各流仍能获得与不丢包情况下相近的流特性。模型在两种模式的切换中保持稳定,实现平滑过渡。
Ad hoc网络基于协同的可靠组播丢失恢复算法设计
黄梦洁, 冯钢, 张翼德
2010, 32(9): 2065-2071. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01054
[摘要](2853) [PDF 263KB](908)
摘要:
在Ad hoc网络中保证组播通信的可靠性要面对Ad hoc网络高误码率、带宽受限、节点能量有限和拓扑结构频繁变化等技术挑战。该文将协同的思想引入到组播丢失恢复设计中,设计了新的基于协同的可靠组播丢失恢复算法(CoreRM)。根据各个节点经历的不同丢失情况,通过自适应选择本地恢复、全局恢复或发送端恢复,分布式地处理整个网络的丢失恢复。CoreRM还设计了恢复路径缓存、NAK抑制机制,以及源路由数据包(SPM)发送机制来应对Ad hoc网络中的拓扑变化。性能分析和NS2的仿真实验表明相对于UDP和PGM可靠组播通信,CoreRM算法可以在网络吞吐量和丢失恢复延时方面有显著性能改善。
基于多分辨率信号分解的低轨通信卫星频谱感知
马陆, 李理敏, 胡泽鑫, 梁旭文
2010, 32(9): 2072-2076. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01440
[摘要](2532) [PDF 290KB](769)
摘要:
选择合适的频率分辨率进行能量检测是低轨卫星通信频谱感知的关键技术,分辨率过大会造成漏检,分辨率过小会增加计算量并且造成虚警。另外由于反向链路的感知数据需要发送到地面站进行综合判决,数据量越小越利于传输。为了提高检测精度和降低数据传输量,该文提出基于多分辨率信号分解技术的低轨通信卫星频谱感知,仿真结果表明:在反向感知数据传输中,利用多分辨率信号分解技术在大幅减少频谱感知数据量时,仍能良好保持谱密度函数的特征;在频谱空穴检测中,多分辨率信号分解技术与固定分辨率检测技术相比,大幅提高了空穴定位的收敛速度,同时减少了空穴数量的统计误差。
Two-way中继系统协作节点选择及功率分配策略
唐伦, 刘通, 陈前斌, 曾孝平
2010, 32(9): 2077-2082. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00004
[摘要](3383) [PDF 253KB](1061)
摘要:
为了提高Two-way中继系统总速率,该文提出了一种Two-way AF中继系统的双向中继选择(BRS)策略,该策略通过联合考虑中继节点处的接收信噪比和中继节点到目的节点间的信道增益,实现了最优中继选择。进一步,在最优中继基础上提出了Two-way中继系统两种优化功率分配策略:(1)基于凸优化的功率分配策略(OPA-CO);(2)基于信道增益差异的优化功率分配策略(OPA-DCG)。方案(1)提出了总功率受限的条件下最大化Two-way中继系统总速率的优化模型;方案(2)通过考虑链路之间信道增益的不同,提出了一种速率增量最大化的数学优化模型,为降低求解凸优化模型的复杂度,采用一种迭代功率分配算法求解上述优化模型。仿真结果证明两种策略均能提高系统总速率。
Rayleigh衰落信道下相位误差对相干跳频多址接入MRC分集接收系统的影响
曾琦, 彭代渊
2010, 32(9): 2083-2088. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01158
[摘要](2616) [PDF 283KB](785)
摘要:
该文研究一种新型混合通信系统,即基于多载波BPSK调制的相干跳频多址接入(FH/CDMA)系统,接收端采用最大比合并(MRC)分集接收。由于采用相位调制,接收端载波相位恢复的精确度直接影响系统性能。假设载波同步通过一阶锁相环电路(PLL)完成,由于载波恢复环路中存在高斯噪声,当系统达到同步稳态时不可避免地会产生稳态相位误差。该文采用Beaulieu级数方法和特征函数方法,得到理想相干和部分相干(存在稳态相位误差)时FH/CDMA系统误码率性能表达式。仿真结果表明,相对于单用户系统,多用户系统误码率受到相位误差影响较小,误码率性能降低的主要因素是多用户干扰。MRC分集接收能提高系统抵抗相位误差和信道衰落的能力。
全数字接收机中一种基于并行流水线与快速FIR算法的插值滤波器结构及其实现
邓军, 杨银堂
2010, 32(9): 2089-2094. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01292
[摘要](2950) [PDF 349KB](1431)
摘要:
该文在对已有的拉格朗日立方插值滤波器Farrow结构进行分析和研究的基础上,使用了流水线技术和并行处理技术来提高滤波器的速度。在此基础上提出了基于快速FIR算法的结构,降低了并行的Farrow结构的复杂度。对该算法结构进行了仿真,并在FPGA上实现。分析结果表明,改进后的结构有更快的运行速度和更低的功耗。
双有限域模乘和模逆算法及其硬件实现
陈光化, 朱景明, 刘名, 曾为民
2010, 32(9): 2095-2100. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01258
[摘要](2985) [PDF 346KB](1102)
摘要:
有限域上的模乘和模逆运算是椭圆曲线密码体系的两个核心运算。该文在Blakley算法的基础上提出一种radix-4快速双有限域模乘算法,该算法采用Booth编码技术将原算法的迭代次数减少一半,并利用符号估计技术简化约减操作;在扩展Euclidean求逆算法的基础上提出一种能够同时支持双有限域运算的高效模逆算法,该算法不仅避免了大整数比较操作,而且提高了算法在每次迭代过程中的移位效率。然后针对这两种算法特点设计出一种能够同时完成双有限域上模乘和模逆操作的统一硬件结构。实现结果表明:256位的模乘和模逆统一硬件电路与同类型设计相比较,在电路面积没有增加的情况下,模乘运算速度提高68%,模逆运算的速度也提高了17.4%。
环Fpm+uFpm上长为pk的循环码计数
朱士信, 丁健
2010, 32(9): 2101-2105. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01325
[摘要](2371) [PDF 191KB](507)
摘要:
环R=Fpm+uFpm上长为pk的循环码可看作R[x]/xpk-1上的理想。该文通过对R[x]/xpk-1上理想的研究,得到了环Fpm+uFpm上长为pk的循环码的唯一表示方法和计数,并给出了该环上长为pk的循环自对偶码的结构和计数。
协议组合逻辑安全的WiMAX无线网络认证协议
冯涛, 张子彬, 马建峰
2010, 32(9): 2106-2111. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01191
[摘要](2842) [PDF 250KB](745)
摘要:
国际标准IEEE 802.16e-2005中PKMv2协议的安全性是WiMAX无线网络安全的重要保证。论文基于协议组合逻辑(PCL)分析了PKMv2协议中认证协议的安全性,发现PKMv2安全认证协议存在交错攻击,在此基础上基于协议演绎系统(PDS)提出了一种新的WiMAX无线网络安全认证协议,并使用协议组合逻辑(PCL)给出新协议的模块化正确性和安全性证明,新协议相对于PKMv2安全认证协议更加安全,更适应WiMAX无线网络复杂的网络应用环境。
一种改进的CPHD多目标跟踪算法
欧阳成, 姬红兵, 张俊根
2010, 32(9): 2112-2118. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01197
[摘要](2793) [PDF 301KB](976)
摘要:
CPHD(Cardinalized Probability Hypothesis Density)滤波是一种杂波环境下可变目标数的多目标跟踪算法,该文针对算法中存在的目标漏检问题提出一种改进算法,该算法在高斯混合框架下实现贝叶斯递归,通过对各个高斯分量进行标记,对目标进行航迹关联,在此基础上对修剪合并后各个高斯分量的权值进行两次分配。首先对超过检测门限的高斯分量权值进行分配,有效解决了目标漏检问题,然后基于一个目标只可能产生一个观测的事实进行第2次分配,改善了目标发生交叉时的算法性能。实验结果表明,所提方法在多目标状态估计和航迹维持方面均优于普通的CPHD算法。
基于直方图插值的均值移动小尺寸目标跟踪算法
陈建军, 安国成, 张索非, 吴镇扬
2010, 32(9): 2119-2125. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01245
[摘要](2681) [PDF 1009KB](1071)
摘要:
小尺寸目标跟踪是视觉跟踪中的难题。该文首先指出了均值移动小尺寸目标跟踪算法中的两个主要问题:算法跟踪中断和丢失跟踪目标。然后,论文给出了相应的解决方法。对传统Parzen窗密度估计法加以改进,并用于对候选目标区域的直方图进行插值处理,较好地解决了算法跟踪中断问题。论文采用Kullback-Leibler距离作为目标模型和候选目标之间的新型相似性度量函数,并推导了其相应的权值和新位置计算公式,提高了算法的跟踪精度。多段视频序列的跟踪实验表明,该文提出的算法可以有效地跟踪小尺寸目标,能够成功跟踪只有612个像素的小目标,跟踪精度也有一定提高。
基于局部图划分的多相活动轮廓图像分割模型
孔丁科, 汪国昭
2010, 32(9): 2126-2132. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01129
[摘要](2884) [PDF 781KB](1015)
摘要:
几何活动轮廓模型是图像分割领域的强有力工具。最近,一种基于成对相似性的图划分活动轮廓(GPAC)模型被提出,并有效应用于均质图像分割。但是,该模型的连接权函数仅与图像光谱相关,使得模型在低对比度模糊图像的应用存在较大局限,同时,成对相似性的计算量大,模型的数值实现效率不甚理想。针对这些问题,该文引入测地核函数定义连接权函数,结合多相水平集,提出了基于局部图划分的多相活动轮廓图像分割模型。自然图像的实验结果证明了该模型的有效性。
用快速哈达玛变换加速滤波反投影算法的滤波过程
乔志伟, 韩焱, 魏学业
2010, 32(9): 2133-2138. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01635
[摘要](2888) [PDF 460KB](981)
摘要:
为了加速滤波反投影算法的滤波过程,提出了用快速哈达玛变换(FHT)实现线性卷积的快速算法。分析了哈达玛变换的特点和快速算法的时间复杂度,设计了用FHT计算线性卷积的矩阵表达式,并推导出了哈达玛域滤波器的增益矩阵的求解公式,分析了该方法的加速原理及其适用条件。理论分析表明,该方法比FFT线性卷积法快了一倍。仿真实验表明,该方法在不影响图像重建精度的情况下,相对于FFT线性卷积法,将滤波过程的速度提高了近一倍。
鲁棒视觉词汇本的自适应构造与自然场景分类应用
杨丹, 李博, 赵红
2010, 32(9): 2139-2144. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01323
[摘要](2841) [PDF 294KB](897)
摘要:
该文提出了一种视觉词汇本的优化构造策略。首先引入条件数定量评估海量低层特征的稳定性,排除病态特征,筛选稳定的鲁棒视觉特征;通过分析聚类和降维的内在联系,构造了具有聚类结构的视觉特征自适应降维算法;进而利用低维聚类结构信息中的邻域支持度,自适应选取最佳的初始视觉词汇,同时选择Sil指标作为目标函数,从而改进流行的LBG词汇本生成算法敏感于初始点的随机选取,并只能得到局部最优等不足。新的视觉词汇本生成算法具有聚类和降维的统一计算功能、良好的鲁棒性和自适应优化等特性。基于概率潜在语义分析技术将该文的视觉词汇本应用于自然场景分类,在13类场景图像库上取得了73.46%的平均分类率。
一种高效可扩展的自组织邻域故障检测协议
常光辉, 陈蜀宇, 徐光侠, 卢华玮
2010, 32(9): 2145-2150. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01505
[摘要](2438) [PDF 240KB](670)
摘要:
在面向大规模化、强动态性、可靠性要求较高的网络节点间故障检测中,传统的故障消息传递模式会引起网络阻塞、时延不稳等问题,导致检测系统可扩展性变差,检测有效性降低。该文提出一种基于故障消息随机散播的自组织邻域检测协议SONFDP。从自组织的思想出发构造了节点检测邻域,在每一邻域中自动生成用于域间检测的代理节点;设计了邻域内基于随机散播故障检测模式的检测算法,继而利用代理节点进行域间节点检测。另外,为防止故障消息随机散播时目标选择的盲目性,还设计了冗余消息避免机制,进一步减少了检测所产生的冗余故障消息数。对该协议的正确性进行了理论分析及证明,并在广域网环境中进行实验,结果表明SONFDP协议在避免泛洪引起网络拥塞的同时,能显著降低检测的系统耗费,增强传统故障检测方法的可扩展性和有效性。
一种压缩感知重构算法
甘伟, 许录平, 苏哲
2010, 32(9): 2151-2155. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01346
[摘要](3901) [PDF 327KB](2554)
摘要:
为提高压缩感知重构精度,该文提出一种分段弱阈值修正共轭梯度追踪算法。该算法修正了方向追踪算法的方向,明确给出了搜寻原子下标的停止迭代准则,利用搜寻所得下标集通过最小二乘法得到稀疏信号的估计值。仿真结果表明在同等稀疏的条件下实现精确重构,该算法与匹配追踪(MP)算法和分段正交匹配追踪FDR阈值算法(StOMP-FDR)相比,所需的观测值个数少20%;在处理2维图像信号时,其重构精度比分段正交匹配追踪FAR阈值算法(StOMP-FAR)和贝叶斯算法(BCS)高1%。
基于相位补偿的BPSK相参脉冲串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(9): 2156-2160. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01364
[摘要](2691) [PDF 251KB](756)
摘要:
目标与观测平台之间径向加速度引起的接收信号多普勒频率变化率的精确估计对于高精度单站无源定位与跟踪具有重要意义。该文针对脉内相位调制信号的频率变化率不能直接表征多普勒频率变化率的问题,首先引入相位补偿的方法消除BPSK相位调制序列的影响,然后针对固定脉冲重复频率和脉冲重复频率抖动两种情况分别提出了径向加速度引起的多普勒频率变化率的精确估计方法,并且给出了多普勒频率变化率与采样频率、观测时间及脉冲重复频率之间的约束关系。仿真结果表明,典型参数条件下该文提出算法的信噪比门限比已有算法低约4~6 dB。
基于半参数化概率密度估计的雷达目标识别
朱劼昊, 周建江, 吴杰
2010, 32(9): 2161-2166. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01204
[摘要](2743) [PDF 247KB](704)
摘要:
该文针对雷达目标高分辨距离像(High-Resolution Range Profile, HRRP)识别中距离单元回波幅值统计建模所面临的概率密度模型选择问题,提出一种基于半参数化概率密度估计的雷达目标识别方法。半参数化概率密度估计从参数化概率密度估计出发,有效利用了高分辨距离像各距离单元幅值近似服从Gamma分布的经验知识,并且通过非参数化修正因子对Gamma模型进行修正,达到参数化方法和非参数化方法优缺互补的目的。基于5种飞机模型高分辨距离像数据的仿真实验证明了该文方法的有效性。
一种新的双基地MIMO雷达目标定位和多普勒频率估计方法
吕晖, 冯大政, 和洁, 向聪
2010, 32(9): 2167-2171. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01329
[摘要](2832) [PDF 305KB](1171)
摘要:
该文提出了一种新的双基地MIMO雷达目标定位和多普勒频率估计方法。该方法利用矩阵的双正交性构造合理的代价函数,通过迭代求解代价函数和系统化的多阶段分解依次估计每个目标的2维方位角和多普勒频率。仿真结果表明,与基于ESPRIT的方法相比,该文方法能够估计目标的多普勒频率,消除了雷达发射信号不满足理想正交对目标定位精度的影响并且在发射和接收阵列不具备平移不变结构的条件下仍具适用性。
基于子带合成的超宽带雷达杂波建模与仿真
杨利民, 许志勇, 苏卫民, 顾红, 朱墨君
2010, 32(9): 2172-2178. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01102
[摘要](2598) [PDF 399KB](744)
摘要:
该文利用子带合成和广义平板模型,分别在不同的入射角和相对带宽条件下进行超宽带雷达地杂波建模、仿真,并对杂波统计特性进行分析。首先根据地形将地面划分成若干个小区域(称为广义平板);把超宽带信号划分成一系列子带(窄带);然后得出各子带信号在平板模型下的杂波反射系数(0),最后通过子带合成的方法获得超宽带雷达地杂波模型。通过仿真发现,超宽带雷达地杂波随着入射角或相对带宽变化时,杂波的统计分布也跟随变化;但超宽带雷达杂波的概率密度函数曲线具有低重心和重拖尾的共性,且随着相对带宽的增加,拖尾加重。仿真结果证明了频率分割子带合成法的可行性。
基于MUSIC和ESPRIT的双基地MIMO雷达角度估计算法
刘晓莉, 廖桂生
2010, 32(9): 2179-2183. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01459
[摘要](3020) [PDF 279KB](1731)
摘要:
该文基于2阶和4阶统计量,提出了空间高斯白噪声和高斯色噪声的背景下联合MUSIC和ESPRIT的双基地MIMO雷达角度估计算法。在接收端,通过单天线的MUSIC算法和双天线的ESPRIT算法分别估计目标的离开方向(Direction Of Departure, DOD)和波达方向(Direction Of Arrival, DOA),且DOD和DOA自动配对。该方法充分利用了MIMO雷达阵列孔径扩展的特征和ESPRIT的子空间旋转不变性,将2维参数估计问题转化为两个1维形式,降低了运算量和系统复杂度。计算机仿真验证了该方法的有效性。
基于方位deramp和NFS大斜视聚束SAR成像算法
吴勇, 宋红军, 彭靳, 刘寒艳
2010, 32(9): 2184-2190. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01274
[摘要](2898) [PDF 368KB](690)
摘要:
该文针对聚束SAR回波信号方位向频谱混叠和大斜视时距离向和方位的严重耦合,提出了一种结合方位向deramp和非线性频率变标(NFS)的斜视聚束SAR成像算法。首先在方位向进行deramp操作,消除方位频谱混叠。然后通过非线性频率变标并考虑距离向时频变换的标度变化补偿方位相位,实现场景成像。仿真结果表明,该算法可有效消除方位频谱混叠,具有较高的精度,满足大斜视聚束SAR的成像要求和较大测绘带宽度要求。
多极化前向散射RCS分析及其对目标分类识别的影响
李晓良, 胡程, 曾涛
2010, 32(9): 2191-2196. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01233
[摘要](3200) [PDF 316KB](1034)
摘要:
在前向散射情况下,基于阴影逆合成孔径雷达(SISAR)成像原理可以获得运动目标的轮廓像,从而对运动目标进行分类与识别。为了研究多极化对前向散射雷达运动目标识别的影响,该文根据前向散射阴影逆合成孔径原理,建立了目标前向散射雷达截面积(RCS)与目标轮廓像谱信息之间的联系,首次将多极化引入到前向散射目标的分类识别中;并借助电磁仿真软件CST,仿真得到了多极化条件下目标的前向散射RCS曲线。通过分析仿真结果发现同一个目标在不同极化情况下具有不同的前向散射RCS旁瓣曲线,此种差异对应于目标轮廓像的差异;联合多极化产生的前向散射RCS旁瓣差异可以获得更多关于目标轮廓的特征信息。仿真结果验证了多极化能够提高前向散射目标分类识别的能力。
基于多项式求根的双基地MIMO雷达多目标定位方法
谢荣, 刘峥
2010, 32(9): 2197-2200. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00151
[摘要](2995) [PDF 213KB](782)
摘要:
该文提出了一种基于多项式求根的双基地MIMO雷达多目标定位方法,该方法将2维的收发方位角度估计分离为两个1维的方位角度估计过程,采用多项式求根法对1维方位角度进行估计,避免了传统的2维谱峰搜索,所估计的2维方位角能够自动配对,不需要额外的配对运算,而且系统的最大可定位目标数目不少于接收机数目。仿真结果证明了算法的有效性。
基于改进FRACTA算法的多通道SAR动目标检测技术
吴迪, 朱岱寅, 朱兆达
2010, 32(9): 2201-2207. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01218
[摘要](3325) [PDF 432KB](680)
摘要:
该文针对实际非均匀杂波环境对多通道SAR/GMTI动目标检测性能的影响,提出了一种改进型FRACTA算法。该算法将STAP中的FRACTA算法引入多通道SAR系统中,并进行改进,提高了其在多通道SAR系统中的检测性能和运算速度。实测数据处理结果表明,与传统的检测方案相比,该文算法能够在非均匀环境中明显地提高检测性能,是一种非均匀环境中鲁棒的多通道SAR动目标检测算法。
机载双天线干涉SAR非线性近似自配准成像算法
陈立福, 韦立登, 向茂生, 韩松涛
2010, 32(9): 2208-2214. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01162
[摘要](2826) [PDF 544KB](674)
摘要:
为了提高机载双天线干涉SAR系统的干涉处理速度而又不损失配准精度,该文提出了非线性距离向ECS自配准成像算法。该算法通过对两天线视角不同引起的路径差的非线性近似,在成像处理阶段实现了干涉图像对在距离向的高精度自配准。该算法在产生干涉相位时较传统算法在保持较高配准精度的情况下显著提高了运算速度。本文通过对仿真数据、实际数据的处理以及系统参数对算法配准精度影响的仿真分析,证明了该算法的有效性。
典型Otsu算法阈值比较及其SAR图像水域分割性能分析
安成锦, 牛照东, 李志军, 陈曾平
2010, 32(9): 2215-2219. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01426
[摘要](3037) [PDF 377KB](1136)
摘要:
遥感图像中水域呈现低灰度、灰度起伏小特性。该文从实时性出发,采用1维Otsu算法分割SAR图像。证明了两种典型Otsu分割算法的阈值关系,提出了分割性能评估方法,并通过实测SAR图像对比分析了多阈值分割与单阈值递归分割的水域分割性能。结果表明,与单阈值递归分割相比,多阈值分割能够更好地提取水域轮廓,且漏警率低,可应用于桥梁自动目标识别和景象匹配等方面。
基于球面交点的AFM算法的误差分析与改进方法
陈万通, 秦红磊, 丛丽, 金天
2010, 32(9): 2220-2225. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01278
[摘要](2538) [PDF 274KB](684)
摘要:
基于球面交点的模糊度函数法是一种利用GPS信号求解载体姿态的有效算法,但其成功率受观测噪声影响很大,针对这一问题,该文对该算法进行了误差分析并提出提高成功率的改进方法。首先将原算法推广到双差观测模型,然后分析噪声的统计特性和误差传播的特点,深入研究了其对姿态解算成功率的影响,最后通过整周模糊度识别算法降低求解过程对噪声的敏感性。实验表明:相比于原算法,改进算法有效地提高了GPS姿态解算的成功率,同时消除了原算法对公共时钟的限制。
非规则曲面共形阵列的优化设计
张玉洁, 龚书喜, 王文涛, 凌劲
2010, 32(9): 2226-2230. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01212
[摘要](2519) [PDF 312KB](844)
摘要:
该文对一个共形在非规则曲面上的H形微带阵列进行了优化及设计。采用自适应混合遗传算法对此共形阵列的辐射方向图进行了优化设计。优化后的辐射方向图在水平方向几乎达到了全向辐射,俯仰面方向图集中辐射在水平方向。最后考虑到相位误差,对优化结果进行了误差分析。结果表明,该文所提出的优化算法对于非规则曲面上共形阵列的设计是有效和可行的。
研究简报
无线传感器网络自适应功率控制策略
赵学健, 庄毅, 赵洁, 薛佟佟
2010, 32(9): 2231-2235. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01249
[摘要](2662) [PDF 259KB](954)
摘要:
无线传感器网络功率控制技术对于网络的拓扑连通、能量效率、网络容量、吞吐量、实时性等性能均有显著影响,是其实用化的重要支撑技术。该文提出了一种适用于无线传感器网络的自适应功率控制策略APCS(Adaptive Power Control Strategy),该策略是只需要局部信息的分布式算法,通过调整路径损耗指数和功率控制参数可以获得性能极佳的目标拓扑,并能满足实时性和容错能力要求较高的应用场景。另外,该算法还采用了动态功率调整以保持网络的连通性,延长网络的生命周期。仿真结果证实了所提方法的有效性。
基于移动Agent的JPEG2000分布式编码算法研究
刘志兴, 张菁, 卓力
2010, 32(9): 2236-2240. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01326
[摘要](2696) [PDF 262KB](620)
摘要:
该文针对无线传感器网络节点处理能力、存储能力和能量供应均有限的特点,提出一种基于移动Agent的JPEG2000分布式编码算法。采用多个节点对图像进行分布式编码,通过引入移动Agent机制来实现网络节点间的信息交互,在保证图像编码性能不变的情况下,降低单个节点能耗,使系统不因单个节点能量耗尽而瘫痪,以延长系统的生命周期。仿真实验结果表明,该文所提出的基于移动Agent的分布式编码算法在无线传感器网络环境中可以保证编码后的图像质量没有下降,并能有效均衡系统能耗、延长网络工作寿命达3倍左右。
Ad hoc网络中ARAN路由协议的安全性分析
闫丽丽, 彭代渊
2010, 32(9): 2241-2244. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01265
[摘要](2210) [PDF 197KB](721)
摘要:
由于Ad hoc网络的特性,传统的串空间理论无法分析其路由协议的安全性,该文首先对串空间理论进行了扩展,添加了证明中间节点可信的条件。随后,使用扩展后的串空间理论分析了ARAN路由协议的安全性,提出了使用该理论分析Ad hoc网络中安全路由协议的新方法。分析和证明结果表明,ARAN路由协议中存在重放和合谋两种攻击,说明采用文中提出的分析方法对Ad hoc网络中的按需距离矢量路由协议的安全性进行分析是有效的。
基于博弈论的移动Ad hoc网络入侵检测模型
李奕男, 钱志鸿, 刘影, 张旭
2010, 32(9): 2245-2248. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00225
[摘要](2785) [PDF 227KB](1315)
摘要:
随着计算机技术尤其是网络技术的发展,人们面临着由于入侵而带来的一系列安全问题。该文将博弈理论引入到移动Ad hoc网络入侵检测系统中,建立网络安全博弈模型,经过理论推导和仿真实验得到该模型的纳什均衡解。实验结果表明,该模型有效地提高了检测率,降低了误检测率,网络开销较小,证明该方法的有效性和可行性。
无证书体制下的多接收者签密密钥封装机制
孙银霞, 李晖, 李小青
2010, 32(9): 2249-2252. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01260
[摘要](2792) [PDF 197KB](777)
摘要:
无证书签密密钥封装机制(CLSC-KEM)与数据封装机制共同构成无证书混合签密方案。该文提出一个新的概念:无证书体制下的多接收者签密密钥封装机制(mCLSC-KEM)。给出了mCLSC-KEM的定义以及安全模型,并构造了一个具体的方案。该方案比一般性构造(对每个接收者分别运行CLSC-KEM)高效很多,其密钥封装仅需计算1个双线性对,且对应的数据封装仅需运行1次对称加密,而一般性构造需计算n个双线性对和n次数据封装(设n个接收者)。在随机预言模型下,基于Gap双线性Diffie-Hellman问题,该文的方案是可证明安全的。
一种新的单站红外目标纯方位参数航迹滤波方法
刘进忙, 姬红兵, 樊振华, 张娅珣
2010, 32(9): 2253-2257. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00145
[摘要](2633) [PDF 300KB](648)
摘要:
红外单站只能测量目标的角度信息,难以获取目标的距离信息,无法在直角坐标系下有效对3维目标进行跟踪。该文提出一种新的纯方位参数航迹滤波方法,该算法避免传统方法中需采用多站交叉定位的思路,根据红外传感器测量速率较高的特点,直接利用单传感器测量的方位角序列,对目标航迹参数进行估计,较好地解决了单站的目标跟踪问题。仿真结果表明,该方法对直线运动或机动目标具有良好的跟踪性能。
稀疏阵列微波暗室成像实验研究
侯颖妮, 李道京, 洪文, 李南京, 张麟兮
2010, 32(9): 2258-2262. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01135
[摘要](3118) [PDF 515KB](983)
摘要:
为了在实际条件下验证稀疏阵列孔径综合方法可以避免稀疏阵旁瓣较高的问题,以及基于压缩感知理论的成像算法可以对具有稀疏特性的目标进行重建,开展了微波暗室实验。针对实验中的阵列误差,给出了具体的校正方法。通过实验数据处理证明了阵列误差校正方法、稀疏阵列孔径综合方法以及基于压缩感知理论成像算法的正确性和有效性。
一种基于改进压缩感知的低信噪比ISAR高分辨成像方法
张龙, 张磊, 邢孟道
2010, 32(9): 2263-2267. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01256
[摘要](3993) [PDF 386KB](1316)
摘要:
针对低信噪比下基于压缩感知(CS)的ISAR成像方法性能下降甚至失效的问题,该文提出了一种改进CS的成像方法,即用能量门限分离含目标的距离单元和噪声单元,同时在方位向上用相干投影来提高观测数据的信噪比,利用迭代加权的1-范数优化以增强真实散射点能量并且压制噪声。 改进CS算法适用于强噪声的环境下的ISAR成像,并可利用很少脉冲数获得高分辨的目标像。实测数据处理验证了该方法可以有效克服强噪声与杂波。同时,仅用16个回波脉冲就可得到高分辨ISAR图像,验证了该方法在非常有限脉冲条件下的稳健性。
SAR原始数据两种量化压缩方式的性能评估
仇晓兰, 雷斌, 葛蕴萍, 胡东辉, 丁赤飚
2010, 32(9): 2268-2272. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01101
[摘要](3042) [PDF 430KB](768)
摘要:
原始数据压缩是高分辨率SAR需要着重考虑的环节。该文针对目前星载SAR比较常用的4 bit量化和8:3 bit BAQ两种量化压缩方式,在不同输入功率下对量化信噪比、功率保真能力和目视图像效果这几个方面进行了深入的分析和评估。分析得出,综合各项性能后4 bit和8:3 bit BAQ的最佳输入功率范围分别为26.1 dB~34.9 dB和23.5 dB~36.5 dB,这为星载SAR实际运行中MGC值的设置提供了依据。
有效估计塔康测距信号多径时延的方法
田孝华, 李睿, 王维康
2010, 32(9): 2273-2276. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01187
[摘要](2333) [PDF 258KB](835)
摘要:
该文利用塔康测距信号收发已知且能量集中的特点,在原有的频谱相除方法的基础上,提出采用功率谱密度函数并引入补偿因子进行频谱相除的方法,对接收信号中多径时延进行估计。该方法首先利用功率谱密度函数与本地参考信号的频谱相除,并通过补偿因子使带外噪声的能量不会因相除而得到很大加强;再利用反傅里叶变换从接收信号中恢复有用信号的波形;最后利用恢复的波形对多径时延进行估计。计算机仿真验证了算法的有效性。
基于整数编码遗传算法的稀疏阵列综合
何学辉, 朱凯然, 吴顺君
2010, 32(9): 2277-2281. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01242
[摘要](2918) [PDF 266KB](807)
摘要:
该文针对稀布阵列综合问题,提出一种基于整数编码遗传算法的优化设计方法。采用整数编码的个体描述方式在保证阵元稀布率恒定的同时,减小了搜索的空间。在优化阵元分布的基础上采用凸优化方法进一步优化阵列权值,显著提高了阵列方向图的主副瓣比。仿真数据结果验证了方法的有效性和优越性。
基于开路T型结构的小型化超宽阻带滤波器设计
朱轶智, 张晓娟, 方广有
2010, 32(9): 2282-2286. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01021
[摘要](2845) [PDF 300KB](989)
摘要:
传统滤波器由于寄生通带的存在,其高频阻带性能较差。随着超宽带雷达系统和超宽带通信系统的发展,小型化宽阻带的滤波器已成为一项紧迫的技术课题。该文论述了一种普适性的基于开路T型结构的小型化超宽阻带滤波器结构,这种滤波器和传统滤波器相比,结构极为紧凑,5倍基频范围内的寄生通带均被抑制,而通带性能保持良好。基于此结构实际制作了一个截止频率为2.9 GHz的低通滤波器,测量得到的通带内平均插入损耗仅0.67 dB,带内平均驻波比为1.33,过渡带陡峭,40 dB矩形系数仅1.096,而所测得的阻带从3.23 GHz到10.30 GHz之内谐波抑制大于36 dB,从10.30 GHz到15 GHz之内谐波抑制大于27 dB;该滤波器的长度仅为传统的同类型滤波器的长度的37.1%,面积大大减小。仿真和测量结果表明该类型滤波器同时满足了小型化和宽阻带的性能需求。

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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