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2011年33卷10期

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论文
多蜂窝分布式系统下行链路性能分析
刘玉玺, 刘琚, 郑丽娜, 许宏吉, 郭卫栋
2011, 33(10): 2287-2292. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00157
[摘要](2058) [PDF 581KB](751)
摘要:
在多蜂窝分布式通信系统中,当移动用户在蜂窝内运动时,该文研究其下行链路的系统容量变化情况,并且推导出容量的闭合表达式。多数文献采用中心极限定理(CLT)把干扰加噪声项看作高斯白噪声来进行性能分析,其前提条件是干扰项足够多。当干扰项较少时,此种方法存在一定的误差。该文在放宽此限制条件的前提下,利用矩生成函数(MGF)对系统性能重新进行分析并且解决了存在重根时系统容量闭合表达式的推导问题。理论分析和数值仿真表明,此分析方法能更确切地体现信道衰落对干扰信号的影响,进而能更好地描述系统的性能。
基于重叠分簇的联合预编码方案设计
郑丽清, 黄开枝, 李坤, 吉江
2011, 33(10): 2293-2299. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00197
[摘要](2158) [PDF 641KB](865)
摘要:
论文提出了一种重叠簇模型,并针对该模型的特点,设计了-种联合迫零-汤姆林森-哈拉希玛预编码(ZF- THP)算法;分析了现有分簇算法存在的两个问题,并针对每个问题采用基于重叠分簇的联合预编码技术设计了两种解决方案:一是抑制簇间干扰方案;二是协同度不对称下的重叠分簇方案。仿真表明,所提方案能够很好地解决分簇存在的问题,提高传统分簇算法的系统频谱效率,并改善局部用户的公平性能。
基于陷阱检测的咬尾卷积码译码算法
王晓涛, 钱骅, 徐景, 杨旸
2011, 33(10): 2300-2305. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00413
[摘要](2549) [PDF 318KB](865)
摘要:
该文分析了循环维特比算法(CVA)中存在的循环陷阱问题,并证明了传统基于CVA的咬尾卷积码译码算法中存在的不足,提出了一种高效率的咬尾卷积码译码算法。该算法通过检测两次不同迭代中获得的两条最大似然路径是否相同来判断是否有循环陷阱产生,并及时终止循环,减少冗余迭代;在没有循环陷阱产生的情况下,新算法比较当前迭代中最大似然路径和已经发现的最优咬尾路径是否相同来自适应终止迭代。文中对循环陷阱检测方案和自适应终止方案做了进一步优化,即利用路径的净增量而非路径本身作为检测量。实验结果表明新算法提高了译码效率,降低了译码复杂度。
认知无线网络中一种基于蚁群优化的频谱分配算法
杨淼, 安建平
2011, 33(10): 2306-2311. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00242
[摘要](1953) [PDF 382KB](829)
摘要:
针对认知无线电中的频谱分配问题,该文提出一种基于蚁群优化的频谱分配方法。该方法在授权用户和认知用户共存的认知网络模型中,通过蚁群访问各个认知节点,并释放信息素,从而实现概率型的全局搜索的并行频谱分配算法。与传统的频谱分配方式比较,该算法能够进行增强型学习积累,快速收敛到最优路径,从而获得了最优的平均信道效益。文中对该算法进行了分析和说明,并通过仿真证明了算法的有效性和稳定性。
时变信道下基于有效容量的OFDMA系统资源分配方案
刘蓓 邱玲, Qiu-Ling, Qiu, L., Qiu-Ling, Qiu
2011, 33(10): 2312-2316. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01409
[摘要](2227) [PDF 299KB](654)
摘要:
该文给出时变信道下多用户正交频分多址接入(OFDMA)系统的有效容量表达式。为了最大化系统平均有效容量,该文利用泰勒近似得到了渐近可达的多用户调度准则,根据用户移动速度、业务时延敏感特性和有效容量的关系调度用户。仿真结果表明,该方案能够更好地提高移动用户有效容量。
一种基于方向调制的双波束扩频安全通信系统
洪涛, 宋茂忠, 刘渝
2011, 33(10): 2317-2321. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01240
[摘要](1984) [PDF 289KB](531)
摘要:
为了提高通信信息在无线传输过程中的窃听难度,该文提出了一种基于方向调制的双波束扩频信号。发射信号不仅与使用的扩频序列有关,而且与接收机相对于发射机的空间方位信息有关,是一种扩频序列和空间方位信息共同调制的空间扩频信号。仿真结果表明相比于传统的扩频信号,双波束方向调制扩频信号为通信信息在信息传输层面上提供了一种更加安全的无线传输方法。
认知无线电网络中基于协作水平的协作门限与功率联合优化
张纬良, 郑宝玉, 岳文静
2011, 33(10): 2322-2327. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00263
[摘要](1956) [PDF 303KB](594)
摘要:
将协作传输技术用于认知无线电网络不仅增强了系统抗衰落能力,而且有效提高了频带利用率。但是,中继节点何时必须参与协助源节点传输信息是一个值得考虑的问题。该文提出一种基于协作水平的中继协作准则。首先给出协作水平的定义和表达式,并基于此式推导了系统平均带宽利用率和误符号率公式,然后由二者的折中得到关于协作门限和功率比的性能函数。为了使系统获得最优性能,文中采用粒子群优化算法联合优化协作门限和功率比。仿真结果表明,良好的源节点到目的节点的链路状态和尽量使用中继参与协作均有助于系统性能的最优化。
单圈T函数输出序列的稳定性研究
罗小建, 胡斌, 郝珊珊, 张翀
2011, 33(10): 2328-2333. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01384
[摘要](2063) [PDF 251KB](469)
摘要:
k-错线性复杂度是衡量序列稳定性的重要指标,该文对单圈T函数按位输出序列的k-错线性复杂度进行了深入研究,利用序列线性复杂度的多项式求解法和Chan Games算法,分析得到了当输入规模n=2tt时,单圈T函数按位输出序列k-错线性复杂度的分布,并进一步给出了该序列的k-错线性复杂度曲线。
一种新的码率兼容LDPC码打孔方案
苏和光, 夏树涛
2011, 33(10): 2334-2339. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01202
[摘要](2126) [PDF 295KB](639)
摘要:
该文研究码率兼容LDPC码的打孔问题。Ha等人研究LDPC码打孔时提出的Grouping和Sorting方案使低k-SR节点的数目最大化,它相对于随机打孔有了很大增益,但此方案只保证有一个存活校验节点。该文研究多个存活校验节点的作用,提出MSCN打孔方案最大化打孔节点的存活校验节点数。AWGN信道上的仿真结果显示,低码率时MSCN方案具有比Grouping和Sorting方案更为优越的性能。理论推导及实验结果均表明,码率兼容LDPC码打孔时,多个存活校验节点有益于译码性能的提升。
基于多目标进化的终端聚合选择算法研究
王灿如, 田辉, 苗杰
2011, 33(10): 2340-2346. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01445
[摘要](1977) [PDF 516KB](613)
摘要:
当单一终端业务能力受限时,如何根据终端能力对异构终端进行有效聚合,以支持内容丰富的业务应用成为一个非常重要的问题。该文提出一种基于多目标进化的终端聚合选择算法,给出终端聚合的描述框架,构建基于个体和协同能力的0-1规划模型,包括多指标权重自动生成法,减轻用户负担,避免用户直接指定权重的困难。仿真结果表明,算法能得到一个Pareto最优解集,用户根据其对个体和协同表现的个人偏好或实际业务应用需要选择最满意的方案聚合终端,同时算法具有良好的可行性和有效性。
一种基于区域划分的虚拟网映射新算法
吕博, 杨帆, 王振凯, 陈建亚, 刘韵洁
2011, 33(10): 2347-2352. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00116
[摘要](2032) [PDF 293KB](931)
摘要:
目前多数启发式虚拟网映射算法是通过在限制性约束条件上构建映射优化目标函数,从而求得虚拟网映射次优解,存在映射匹配方程求解复杂、计算开销大、缺乏具体路径选择方法等问题。该文基于负载平衡路由和小区划分结构的思想设计一种虚拟网映射算法VLB-VNE(Valiant Load-Balancing-Virtual Network Embedding),将核心/骨干网络划分为多个小区域,小区域内采用全互连逻辑拓扑及VLB式的负载平衡两跳路由方式,小区域间利用最短路径路由和贪婪式迭代匹配算法完成虚拟网映射。经理论推导和仿真验证:VLB-VNE构建合理、易被映射的小区划分结构的现实网络,并将节点和链路的映射统一模块化,映射匹配简单、计算开销小、具有明确的低选路复杂度,并拥有负载平衡路由的优秀时延和吞吐量性能。
无线传感器网络中基于刚性的移动锚节点路径规划
汪晗, 齐望东, 王坤
2011, 33(10): 2353-2357. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00199
[摘要](2266) [PDF 523KB](775)
摘要:
在移动锚节点辅助定位中,锚节点通常沿着预设轨迹扫描或采用随机方式移动,当节点分布不均匀、待定位区域形状复杂时,存在锚节点冗余移动、位置冗余广播及定位性能难以确保等问题。该文提出了利用网络拓扑信息进行移动路径规划的新思路,首先利用刚性理论将网络划分为多个唯一可定位的单元,之后寻找一条遍历各单元的最短路径作为锚节点的移动轨迹,锚节点沿着该轨迹移动、依次定位各单元。大规模仿真结果表明,该策略可以有效避免锚节点的冗余移动和位置广播,灵巧适应各种布设情形,与经典的扫描式路径相比,大大降低了路径长度和位置数目。
一种能耗鲁棒性权衡的3D-WSN拓扑控制算法
郝晓辰, 贾楠, 王丽丽, 刘彬
2011, 33(10): 2358-2363. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00275
[摘要](2181) [PDF 357KB](576)
摘要:
该文针对3维无线传感器网络(3D-WSN)需兼顾能耗与鲁棒性的问题,建立了能耗鲁棒性权衡模型,利用Lyapunov稳定性理论证明了稳定平衡解的存在。进而提出了一种基于该模型的拓扑控制算法(TCA-TM),获得了3维无线传感器网络的优化拓扑。实验结果表明,该拓扑结构不仅能够满足网络鲁棒性要求,还能有效地均衡网络能耗,延长网络生命期。
一种MIMO-WLAN的跨层速率控制方案
李志杰, 方旭明
2011, 33(10): 2364-2371. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01332
[摘要](2453) [PDF 664KB](733)
摘要:
针对下一代无线局域网高速率演进的要求,该文提出一种跨层的多输入多输出(MIMO)系统速率控制算法。首先分析了保证业务误码率的物理层吞吐率最大的速率控制算法存在的不足;然后结合自适应调制编码技术,实现了基于预测的MAC(Media Access Control)层吞吐率最大的跨层速率控制算法。仿真和分析表明算法可以取得近似优化的速率选择结果,能够保证业务的误码率性能,提高业务的吞吐率。该文的算法计算简单、预测准确、运行高效,不仅可以实现闭环速率控制,还可用于帧重传和多业务调度等应用的速率控制。
基于自适应冗余字典的语音信号稀疏表示算法
王天荆, 郑宝玉, 杨震
2011, 33(10): 2372-2377. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00125
[摘要](3250) [PDF 346KB](1281)
摘要:
基于冗余字典的信号稀疏表示是一种新的信号表示理论,当前的理论研究主要集中在字典构造算法和稀疏分解算法两方面。该文提出一种新的基于自适应冗余字典的语音信号稀疏表示算法,该算法针对自相关函数为指数衰减的平稳信号,从K-L展开出发,建立了匹配信号结构的冗余字典,进而提出一种高效的基于非线性逼近的信号稀疏表示算法。实验结果表明冗余字典中原子的自适应性和代数结构使短时平稳语音信号稀疏表示具有较高的稀疏度和较好的重构精度,并使稀疏表示算法较好地应用于语音压缩感知理论。
一种新的基于距离加权的模板约简K近邻算法
2011, 33(10): 2378-2383. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00051
[摘要](2230) [PDF 234KB](1199)
摘要:
作为一种非参数的分类算法,K近邻(KNN)算法简单有效并且易于实现。但传统的KNN算法认为所有的近邻样本贡献相等,这就使得算法容易受到噪声的干扰,同时对于大的数据集,KNN的计算代价非常大。针对上述问题,该文提出了一种新的基于距离加权的模板约简K近邻算法(TWKNN)。利用模板约简技术,将训练集中远离分类边界的样本去掉,同时按照各个近邻与待测样本的距离为K个近邻赋予不同的权值,增强了算法的鲁棒性。实验结果表明,该方法可以有效地减少训练样本数目,同时还能保持传统KNN的分类精度。
用于版权管理的数字音频水印算法
赵学敏, 郭宇弘, 邹学强, 刘建, 颜永红
2011, 33(10): 2384-2389. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00009
[摘要](2018) [PDF 297KB](573)
摘要:
该文提出了一种用于多媒体资料版权管理的自同步音频盲水印算法。由于版权应用需要通过解码结果得到素材的使用情况,对解码结果时间精度有一定要求,同时对鲁棒性和不可感知性要求也较高。针对之前算法存在鲁棒性不够,时间精度低的问题。该文提出的算法利用扩频的方法和音频信号的短时相关的特性提高嵌入水印的鲁棒性的同时,通过心理声学模型的应用改善算法的不可感知性。算法通过合理设计了水印信息帧结构和同步策略提高了解码结果的时间精度。实验结果表明,该文的方法在具有很高不可感知性的情况下,能够有效地抵抗各种常见的音频编辑操作。
一种基于目标空间的局部判别投影方法
俞璐, 谢钧, 朱磊
2011, 33(10): 2390-2395. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00939
[摘要](2201) [PDF 243KB](566)
摘要:
现有的局部判别分析方法依据样本在投影前的近邻关系(原空间的近邻关系)设定优化目标中的权值,没有考虑样本的近邻关系在投影前后的变化。为了更准确地描述分类优化目标,该文提出了一种基于目标空间的局部判别投影方法,依据样本投影后的近邻关系(目标空间的近邻关系)设定目标函数中的权值矩阵,并采用迭代过程求解。其基本思想是使目标空间中的同类近邻样本尽量紧凑,目标空间中的异类近邻样本尽量分开。实验结果表明,该方法有效克服了原空间局部判别分析中存在的固有问题,在人工数据集和手写数字标准数据集均取得较好效果。
多波束回波信号可变带宽滤波算法及其FPGA实现
李海森, 李珊, 周天, 鲁东
2011, 33(10): 2396-2401. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00339
[摘要](1916) [PDF 1398KB](649)
摘要:
噪声是限制多波束测深声呐深度估计精度的重要因素,目前在声呐系统中广泛采用的噪声抑制方法是固定带宽滤波。针对测量扇面内不同方向上噪声影响程度不同的特点,该文提出一种新的可变带宽滤波算法并依据多波束回波特性设计了相应的滤波器,与传统滤波方法相比,可以有效地提高信噪比,并且运算量小;其滤波算法结构非常有利于 FPGA的快速实现。文中给出了该滤波算法的FPGA实现结构,并仿真验证了该滤波算法的工程可行性。对湖上试验数据的处理结果验证了该算法的有效性。
基于空间角稀疏表示的二维DOA估计
李鹏飞, 张旻, 钟子发
2011, 33(10): 2402-2406. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00255
[摘要](2472) [PDF 361KB](909)
摘要:
论文提出一种基于空间角稀疏表示的维DOA估计方法,解决了维DOA估计中冗余字典构造的难题。构建的空间角包含了方位角和俯仰角的信息,利用其构造冗余字典可以将方位角和俯仰角的组合从维空间映射到1 维空间,极大地降低了字典的长度和求解的复杂度;同时将算法推广到频域,扩展了其应用范围。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。理论分析和仿真实验,验证了该方法对维相干信号和非相干信号都具有较高的估计精度和较好的分辨力,在不同信噪比下性能优于MUSIC算法。
锥面共形阵列信源方位和极化参数的联合估计算法
张树银, 郭英, 齐子森
2011, 33(10): 2407-2412. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00070
[摘要](2049) [PDF 358KB](541)
摘要:
该文用交叉电偶极子对在锥面共形载体表面构造极化敏感阵列,在建立其快拍数据模型的基础上实现了信源方位和极化参数的联合估计。算法首先通过合理的矩阵变换将阵列流形中的信源方位和极化信息去耦合,然后分别根据秩损理论和旋转不变子空间思想对其进行估计,最后通过一种轮换比对配对方法实现信源方位和极化参数的联合估计。Monte-Carlo仿真实验表明,所提算法可以很好地解决锥面共形阵列的多参数联合估计问题。
基于微多普勒的圆锥弹头进动与结构参数估计
邹小海, 艾小锋, 李永祯, 赵锋, 肖顺平
2011, 33(10): 2413-2419. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00120
[摘要](2243) [PDF 834KB](541)
摘要:
微动特征是弹道中段目标雷达识别的有效特征之一。该文首先推导了圆锥弹头的锥顶散射中心和锥底平面上两个滑动散射中心的微多普勒表达式,与由几何绕射理论得到微多普勒时频曲线进行对比,发现锥顶散射中心的微多普勒时频曲线有细小差异,其他两个散射中心的很吻合。通过分析这3个表达式发现3个散射中心的微多普勒具有3种相关性。针对这3种相关性论文提出了在不同入射角下提取微多普勒时频曲线的离散点进行进动和结构参数估计的方法,并进行了仿真实验提取了进动和结构6个参数,且估计效果较好。
一种基于多级维纳滤波的多通道SAR动目标检测算法
田斌, 朱岱寅, 吴迪, 朱兆达
2011, 33(10): 2420-2426. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01138
[摘要](1969) [PDF 1470KB](614)
摘要:
该文针对机载多通道SAR-GMTI系统及实测数据,提出一种新的地面慢动目标检测算法。新算法利用多级维纳滤波器实现多通道SAR系统杂波抑制,同时结合对角加载技术和非均匀检测器,进一步改善SAR系统在非均匀环境下的动目标检测性能。实测数据实验结果表明:与常规的自适应检测方法相比,新算法能够明显提高系统对杂波的抑制能力及非均匀环境下系统的动目标检测性能。
空间进动目标微动参数估计方法
关永胜, 左群声, 刘宏伟, 杜兰, 李彦兵
2011, 33(10): 2427-2432. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00117
[摘要](2409) [PDF 351KB](522)
摘要:
该文提出了基于窄带雷达估计空间进动目标微动参数的新方法。该方法首先依据进动目标回波信号的微多普勒特性,应用傅里叶变换对目标的进动参数进行粗估计;然后根据回波信号的时频谱特性,通过相干积累的方法得到目标的高分辨率3维分布。最后,利用图像熵的概念在特定范围内对微动参数进行搜索,获得了较高的估计精度。使用仿真数据验证了算法的性能,证明了参数估计的高精度。
一种非均匀场景复合高斯杂波下的自适应检测器
谢洪森, 邹鲲
2011, 33(10): 2433-2437. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01412
[摘要](2164) [PDF 244KB](653)
摘要:
该文考虑一种非均匀环境中,复合高斯杂波下的目标检测问题,即待检测单元杂波协方差矩阵与参考单元杂波协方差矩阵之间并不相等,且杂波数据满足复合高斯统计分布模型。利用已知的先验信息,选择合适的先验分布,基于贝叶斯方法,该文给出了杂波协方差矩阵的最小均方误差估计,并将其应用于正则化匹配滤波器检验。计算机仿真结果表明,采用该文提出的杂波协方差估计算法,能够在参考数据较少的情况下,获得较好的检测性能。
星/机双基SAR成像技术研究
徐海胜, 宋红军, 邓云凯, 王宇, 王璐
2011, 33(10): 2438-2444. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00123
[摘要](1790) [PDF 822KB](597)
摘要:
该文首先对星/机双基SAR实用化的工作模式进行了系统而全面的分析,包括成像几何、回波方程、场景宽度、多普勒带宽、分辨率等等;针对传统方法在求解双基点目标参考谱(BPTRS)时需要泰勒级数近似展开的问题,该文提出了一种新的精确BPTRS求解方法,该方法从时频一一对应关系出发,摒弃了泰勒级数近似展开的做法,推导结果不需要条件约束,最后通点目标仿真实验,验证了该文BPTRS的正确性。
扫描SAR全孔径成像处理方法
吴玉峰, 孙光才, 邢孟道, 保铮
2011, 33(10): 2445-2451. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00225
[摘要](1975) [PDF 662KB](657)
摘要:
该文提出了一种新的扫描SAR全孔径成像处理方法。首先根据谱分析(SPECAN)方法进行方位预滤波得到无模糊的二维频谱,在此基础上利用传统的非线性CS方法完成距离压缩及距离徙动校正,然后结合Dechirp思想将信号聚焦在频率域,最后通过Chirp-Z变换实现几何形变校正。该算法不需要插值操作和坐标转换,因此运算量小,效率高。仿真和实测数据处理结果验证了算法的有效性。
基于压缩感知的稀疏阵列MIMO雷达成像方法
顾福飞, 池龙, 张群, 彭发祥, 朱丰
2011, 33(10): 2452-2457. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00287
[摘要](2655) [PDF 635KB](1165)
摘要:
针对MIMO雷达对空目标单次快拍成像时天线数目较多问题,该文提出了一种稀疏阵列MIMO雷达的成像方法。首先分析了MIMO雷达天线的稀疏布阵方式,其次结合压缩感知理论具体阐述了稀疏阵列MIMO雷达的成像方法。该方法不仅能够对运动目标实现单次快拍成像,避免了目标机动带来的运动补偿难题,同时又能够大幅减少MIMO雷达的天线规模,便于工程实现。最后利用仿真实验验证了所提方法的有效性。
虚拟孔径天线配置及其成像性能研究
金添, 娄军, 宋千, 周智敏
2011, 33(10): 2458-2463. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00012
[摘要](1802) [PDF 400KB](566)
摘要:
合成孔径雷达可以获取2维高分辨雷达图像,但只能工作在侧视模式,不能进行前视成像,也不能对静止和运动目标同时聚焦。针对上述雷达成像中的新问题,基于多发射多接收原理的虚拟孔径是一条有效的解决途径。该文研究了虚拟孔径成像中的天线配置及成像方法,比较了不同天线配置下的直线虚拟孔径成像性能。从理论上证明了两个发射单元分别置于接收线阵两端是一种有效的直线虚拟孔径天线配置方案,推导了这种天线配置下的成像分辨率解析表达式,并通过实测数据进行了验证。
毫米波三基线InSAR系统误差校正和信号分析
潘舟浩, 刘波, 李道京, 乔明
2011, 33(10): 2464-2470. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00028
[摘要](1869) [PDF 543KB](464)
摘要:
该文研究了毫米波三基线InSAR系统误差校正问题,给出了系统误差校正方案,以实现三通道信号间的幅相一致性。分析了脉冲压缩处理的效果、通道间的干扰影响、系统相位稳定性、慢时间频谱、幅相一致性程度。给出了三基线干涉测角去模糊的方法以及地面测试实验方案。地面实测数据的处理和分析结果,验证了该文方法的有效性,并检验了该毫米波三基线InSAR的系统性能。
SAR系统分辨率对景象匹配概率的影响
李大朋, 曾涛, 姚迪
2011, 33(10): 2471-2476. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00105
[摘要](1696) [PDF 299KB](490)
摘要:
该文阐述了SAR系统分辨率对图像功率谱的影响。基于负指数函数模型,对SAR图像1维周向功率谱进行了理论建模,推导出匹配信噪比与系统分辨率之间的关系。从自相关函数方面入手,推导出SAR系统分辨率与独立像元数的理论关系公式,进而分析了SAR系统分辨率对图像独立像元数的影响。最终建立了SAR系统参数与匹配概率之间的联系。通过仿真分析及真实SAR图像的试验,结果表明:该理论模型可以很好地描述SAR系统分辨率与匹配信噪比和图像独立像元数之间的关系,为基于SAR的景象匹配自主导航系统的参数设计提供理论基础。
基于双基地海洋回波谱仿真数据的海浪波数谱反演
何缓, 柯亨玉, 万显荣, 耿方志
2011, 33(10): 2477-2482. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00193
[摘要](2157) [PDF 316KB](633)
摘要:
该文首次基于微扰法导出的非后向散射系数及在此基础上得到的双基地海洋回波谱仿真数据,采用Howell算法进行海浪波数谱的反演以及有效波高和风速信息的提取。文中补充了Howell算法应满足的条件,明确了Howell算法中矩阵奇异值个数r的选择原则。反演结果表明,风向趋于时,有效波高和风速反演误差会减小;根据不同海态(风速或有效波高)选择合适的工作频率可减小反演误差。在工作频率和矩阵奇异值个数选择合适时,有效波高反演误差小于3%,风速反演误差小于1%。
一种双基地MIMO雷达三维多目标定位方法
吴跃波, 杨景曙, 王江
2011, 33(10): 2483-2488. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00231
[摘要](1650) [PDF 522KB](845)
摘要:
该文针对发射天线为均匀线阵、接收天线为L型阵列的双基地MIMO雷达,提出了一种3维多目标定位方法。基于ESPRIT算法构造一个复矩阵,对其进行特征值分解后,根据特征值的虚部和实部估计出目标的接收角,根据特征向量进一步获得和接收角自动配对的目标发射角。该方法无需已知噪声的方差,且运算量较小。仿真结果表明,与其他方法相比,该文方法在信噪比较低时仍可有效定位目标,估值的均方误差较接近于克拉美罗界。
基于CMMB的外辐射源雷达信号模糊函数分析与处理
万显荣, 岑博, 程丰, 饶云华, 龚子平
2011, 33(10): 2489-2493. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00132
[摘要](2241) [PDF 550KB](766)
摘要:
根据中国移动多媒体广播(CMMB)信号结构,该文分析了该信号作为雷达辐射源的模糊函数特性,研究了副峰产生的机理,并与欧洲数字视频地面广播(DVB-T)信号特性做了比对;针对因循环前缀引起的模糊函数副峰和同步信号引起的多普勒模糊带对目标探测产生的不利影响,提出了副峰抑制的方法。仿真和实测结果验证了文中副峰产生机理分析的正确性,同时所采用的方法能有效抑制模糊副峰,为目标探测奠定了基础。
基于固有模态能量熵的微弱目标检测算法
关键, 张建
2011, 33(10): 2494-2499. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00147
[摘要](2000) [PDF 495KB](620)
摘要:
该文分析了海杂波能量在各固有模态函数(IMF)间的分布特点,研究了目标对海杂波能量在各IMF间分布的影响。研究发现,无目标时,海杂波的能量主要集中于先分解出的3个IMF中,而当目标出现时,海杂波的能量将向后分解出的6个IMF扩散,且固有模态能量熵恰能描述目标出现引起的海杂波能量分布的这种变化,因此该文提出了采用固有模态能量熵检测微弱目标的算法。仿真结果表明,与基于盒维数的微弱目标检测算法、频域CFAR检测方法和多脉冲CA-CFAR(100个脉冲)检测算法相比,该算法的检测性能较好,有效增强了雷达对海杂波中微弱目标的检测能力。
一种适用于数控锁相环的动态带宽调整算法
陈鑫, 吴宁
2011, 33(10): 2500-2505. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00053
[摘要](2176) [PDF 428KB](540)
摘要:
为了加快数控锁相环的锁定速度,该文提出了一种适用于数控锁相环的动态带宽调整算法以加快锁定速度。仅当鉴相器鉴出的3次相位差均小于一定边界条件时,该算法才减少数控锁相环的带宽,并当鉴出的相位差超出一定边界条件时,该算法将立即增加带宽。为验证所提出的动态带宽调整算法,该文在MATLAB环境中建立了数控锁相环行为级模型。仿真结果表明,在相同参数情况下,采用该文提出的动态带宽调整算法可使锁定时间缩短至采用传统动态带宽调整技术锁定时间的28.6%~85.7%。最后,该文采用CSM 0.18 m 1P6M CMOS工艺实现数控锁相环并进行实测。实测结果表明,采用该文提出的动态带宽调整算法可快速消除相位差,并使得锁相环始终维持在相位锁定状态。该文提出的动态带宽调整算法,可以有效避免基于相位差调整锁相环频率的局限性,降低错误调整带宽的几率,继而加快锁定速度。
研究简报
极低信噪比下的导频联合编码辅助载波同步算法
史治平, 唐发建, 晏辉, 龚万春
2011, 33(10): 2506-2510. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00085
[摘要](2014) [PDF 298KB](601)
摘要:
针对深空通信系统中编码辅助载波同步算法存在精度受限和同步范围小的问题,该文提出两种导频联合编码辅助载波同步算法。首先按照最大似然估计准则推导出编码辅助载波估计的对数似然函数;按麦克劳林级数将其展开并简化或将其导数展开并简化,得到两种具有解析表达式的编码辅助精同步算法。然后为扩大同步范围,设计了一种插入导频的帧结构,提出了基于导频的粗同步算法,推导出它的理论方差。最后将粗同步与精同步顺序地结合起来,同时利用导频来辅助精同步,得到两种大频偏大相偏情况下的载波同步算法,并采用码率为1/12的低码率LDPC-Hadamard码仿真验证。结果表明新算法能大幅提高同步参数的估计精度和范围,在一定的导频长度下可逼近理想同步。
一种基于PTS技术降低OFDM系统峰均比的改进算法
李恩玉, 杨士中, 吴皓威, 廖海黔
2011, 33(10): 2511-2515. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00290
[摘要](2031) [PDF 304KB](612)
摘要:
该文在研究部分传输序列(PTS)技术降低OFDM系统峰均功率比(PAPR)的基础上,提出了多级寻优的改进PTS方法。该方法通过增加寻优的级数,而减少每级优化所预设的相位集合中的元素个数来寻找最优相位旋转因子,从而改变传统PTS技术中的计算量随分割子序列数和待选相位集合元素的个数的增加而呈指数增长的趋势,并使该方法与次优搜索方法相结合。通过计算复杂度的分析和仿真结果表明,同传统的方法相比,该方法不仅能较大地降低计算复杂度,且能改善降低峰均功率比的性能。
基于博弈的大规模无线传感器网络分簇算法
张玺栋, 康桂霞, 张平, 张恒
2011, 33(10): 2516-2520. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00239
[摘要](2409) [PDF 288KB](727)
摘要:
合理的分簇方式能够有效延长大规模无线传感器网络(LS-WSN)的寿命,从而降低其部署使用成本。当前很多WSN分簇的研究均假设节点均匀分布,这与实际应用中的大规模WSN有所差距。该文针对节点非均匀分布的大规模WSN,提出了一种分簇算法。该算法在基于蜂窝结构虚拟网格的位置分簇之后,引入博弈理论设计分簇调整流程,使网络达到各簇中节点数尽量均匀的分簇状态。理论分析和仿真结果证明,通过该方法进行分簇,可以有效均衡各个簇中的节点数,从而延长网络有效寿命。
一种高动态、弱信号GPS比特同步方法
李新山, 郭伟, 谢先斌
2011, 33(10): 2521-2525. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00270
[摘要](2303) [PDF 274KB](885)
摘要:
为了实现高动态、弱信号条件下的GPS信号的比特同步,该文提出了一种基于差分相干累加的比特同步方法,简称差分累加法。该方法将一个导航数据比特周期内的复相干积分值与间隔为整数位导航数据比特长度的相应值进行差分相干累加后再进行非相干累加作为统计量,计算20个候选位置的值,最大值对应的差分相干累加起始位置即为导航数据比特边界位置,从而实现比特同步。仿真结果表明,差分累加法适合高动态、弱信号GPS比特同步。
一种改进HMSWF导航接收机空时抗干扰方法
黄庆东, 张林让, 卢光跃, 申东
2011, 33(10): 2526-2530. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00298
[摘要](2123) [PDF 819KB](494)
摘要:
该文针对抑制GPS信号中期望信号方向的冲激毛刺干扰影响问题,提出改进的Householder多级维纳滤波(HMSWF)方法,该方法用具有最小模的样本商作为复权,替代部分HMSWF的权值计算,新方法应用于GPS接收机空时抗干扰中,能很好抑制期望信号方向的冲激毛刺干扰对自适应权值计算的影响。计算机仿真结果验证了算法的优良抗干扰性能和良好的抑制期望信号方向冲激毛刺干扰影响的能力。
基于非线性流形学习的人脸面部运动估计
王晓侃, 毛峡, Ishizuka Mitsuru
2011, 33(10): 2531-2535. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00153
[摘要](2077) [PDF 529KB](631)
摘要:
由于人脸面部运动变化分布在一个低维非线性流形中,基于线性假设的主动外观模型采用主成分分析算法描述人脸形状的变化必然带来额外的估计误差。为降低或消除这一误差,该文提出一种改进的局部线性嵌入算法构建人脸形状-纹理空间,并将其应用于主动外观模型中。实验结果表明,不仅对于面部形变不大的人脸形状,局部线性嵌入-主动外观模型拥有更低的估计残差;而且对于一些变化较大的人脸形状,在主成分分析-主动外观模型跟踪失败的情况下,局部线性嵌入-主动外观模型依然可以取得很好的特征估计结果,弥补了主成分分析-主动外观模型的不足。
基于FPGA的稀疏网络关键节点计算的硬件加速方法研究
史圣卿, 陈凯, 汪玉, 罗嵘
2011, 33(10): 2536-2540. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00363
[摘要](1998) [PDF 287KB](671)
摘要:
随着互联网、生物医学及社交网络等复杂网络研究的深入,如何寻找其等效图中关键节点越来越重要。中介中心度作为衡量图中节点重要性的主要指标,其单点的计算复杂度高达O(N3),因而成为关键节点计算问题的难点。该文在对传统的中介中心度快速算法进行分析之后,提出了一种适用于硬件设计的改进算法。同时,基于算法中各点独立、以及相邻计算间无数据依赖的特点,该文利用改进算法实现了一个流水线结构的8计算单元并行计算系统,并在FPGA上完成了硬件系统的设计和验证。通过对比8核CPU软件系统的计算时间,该文的硬件计算系统实现了4.31倍的加速比。

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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