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2011年33卷2期

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论文
有限尺度汇聚流带宽规划研究
赵昕, 邬江兴, 兰巨龙
2011, 33(2): 255-259. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00398
[摘要](2778) [PDF 279KB](1074)
摘要:
互联网分组传输具有尽力而为的服务特性,基于目前复杂的接入网结构难以满足中国下一代广播电视网中具有长相关特性实时互动流媒体流量传输的要求。该文根据统计复用框架下服务质量保障策略,分析了有限时间尺度集汇聚流媒体流量带宽规划的有效性;并根据泊松帕雷多突发过程流量模型,给出了基于链路瓶颈造成流量突发程度粗糙度的带宽规划方法。进一步分析表明汇聚流量自相似程度由具有较强粗糙度的子流决定,采用大规模接入汇聚的方式可以有效地避免由于链路瓶颈造成的突发,基于流量粗糙度的有限尺度汇聚流带宽规划方法可为下一代广播电视网的部署实施提供技术支撑。
一种最小化编码节点的网络编码优化算法
郝琨, 金志刚
2011, 33(2): 260-265. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00438
[摘要](2808) [PDF 268KB](1061)
摘要:
网络编码能有效地提升多播网络的传输性能,但编码的引入增加了节点的计算开销。为了克服网络编码带来的额外开销,该文提出了在代数网络编码框架下的网络编码优化模型,并在此模型基础上给出了基于改进遗传算法的最小化编码节点算法-(MCN,Minimizing Coding Nodes)。MCN在简单遗传算法的基础上增加了一些新的策略,避免了局部性问题和降低了算法寻优时间。模拟实验结果表明,MCN是有效的而且运行的更快,输出的网络编码方案所需要的编码节点也更少。同时将MCN应用到具有实际意义的网络中,同传统的网络编码相比,吞吐率仍可达到25%以上,而网络的平均延迟和网络开销却大大减少。
Kademlia中启发式入网机制研究
徐强, 孙乐昌, 刘海涛
2011, 33(2): 266-271. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00348
[摘要](2396) [PDF 316KB](598)
摘要:
抖动是制约DHT网络发展和应用的关键问题之一,该文从抖动处理的角度,研究了Kademlia的快速启动入网机制。在分析原入网算法缺陷的基础上,提出一种启发式入网算法。该算法通过改变新节点充实路由表的方式,在保证路由表较优构造的同时,大幅缩减了入网过程中节点传递的消息量。理论分析与仿真实验表明,该算法能够有效降低节点入网过程的时、空开销,增强系统对抖动的恢复能力和稳定性。
CAM辅助的哈希表查找性能分析
万成威, 邬江兴, 李玉峰, 兰巨龙
2011, 33(2): 272-277. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00162
[摘要](2207) [PDF 304KB](1111)
摘要:
现有大规模IP流处理方式中,哈希机制极具优势而在高速网络环境下被广泛采用,但其查找性能直接受限于访存次数。该文主要研究了CAM(Content Addressable Memory)辅助的哈希表(CAHT)查找性能。利用合理的近似,推导了单函数CAHT查找时平均访存次数的理论下限;结合单函数CAHT的分析结论给出了多函数CAHT查找时达到平均访存次数最小的条件。最后,使用实际网络数据验证了分析结果的有效性,为准确评估CAHT处理能力提供了必要的理论依据。
保护私有信息的文本信息隐藏检测算法
朱友文, 黄刘生, 李栋, 杨威
2011, 33(2): 278-283. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00375
[摘要](2565) [PDF 239KB](794)
摘要:
文本信息隐藏检测算法可以区分正常文本和含有隐藏信息的生成文本,如何安全地实现多方合作的文本信息隐藏检测是个尚未解决的重要问题。为此,该文提出了基于同态加密系统的保护私有信息的文本信息隐藏检测算法。该算法安全地实现了文本信息隐藏的两方合作检测过程。合作执行该算法,检测算法的参数持有者和待测样本持有者可以使后者安全地得到待测样本的检测判定结果,并且在合作的过程中,双方的私有信息都不会泄漏。分析显示在多次合作的情况下,算法仍然是安全的;该算法的通信复杂度和计算复杂度都是O(m2),这里m是其所使用的常用词词典中词语个数。实验结果证实了新算法的运行效率。
布尔函数的扩展代数免疫度
熊晓雯, 屈龙江, 李超
2011, 33(2): 284-288. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00470
[摘要](2799) [PDF 216KB](688)
摘要:
该文研究了布尔函数的扩展代数免疫度,首先给出了布尔函数的扩展代数免疫度与其代数免疫度相等的一个充分必要条件;然后讨论了两类具有最大代数免疫度的布尔函数的扩展代数免疫度,给出了其扩展代数免疫度也达到最大值的充分必要条件;最后基于代数补元素的思想,给出了布尔函数零化子结构的一种新刻画。
基于SSE和SSIM的H.264帧内预测模式选择改进算法
杨春玲, 肖冬琴
2011, 33(2): 289-294. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00301
[摘要](3050) [PDF 373KB](1398)
摘要:
在H.264的帧内预测模式选择过程中,率失真优化(RDO)的失真测度用当前编码块和预测块之间的平方误差和(SSE)或绝对误差和(SAD)来度量,而这两种失真测度被证明不能很好地符合人眼视觉(HVS)。该文参考软件JM16.2,提出了联合SSE和结构相似度(SSIM)作为失真测度用于RDO的方法(CSSRDO)。算法首先找到SSIM和码率的近似关系, 然后综合以SSE作为失真测度的RDO函数,并结合人眼视觉特性,建立了联合SSE和SSIM作为失真测度的RDO模型。实验表明,将CSSRDO用于H.264帧内预测模式选择获得了比JM16.2更高的编码效率和更好的重建图像质量。
基于衰减记忆高斯和滤波的星间精密测距技术
李理敏, 马陆, 任前义, 余金培
2011, 33(2): 295-299. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00320
[摘要](2423) [PDF 411KB](820)
摘要:
星间精密测距是导航星座实现自主导航的核心技术。针对导航星座中码测量值精度低但无整周模糊度,载波相位测量值精度高但存在整周模糊度的特点,该文根据贝叶斯递推原理提出了一种衰减记忆高斯和滤波(Fading Memory Gaussian Sum Filter, FMGSF)的伪距估计方法。该方法用高斯和形式近似表示系统后验概率密度,并根据卡尔曼滤波原理来更新高斯项的均值和方差,同时引入衰减记忆因子克服由于模型失配导致的滤波结果发散问题,利用重采样解决由于载波相位测量值不确定导致的算法复杂度增加问题。理论分析和仿真结果表明,该文提出的方法不仅能够克服周跳对伪距估计的影响,而且可以获得更好的测距精度。
一种抗频偏的时间精同步方法及性能分析
王磊, 徐大专
2011, 33(2): 300-303. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00346
[摘要](2459) [PDF 291KB](885)
摘要:
该文导出了互相关时间精同步的性能随频率偏移和信噪比变化的表达式,并提出一种受频偏影响较小的精同步方法。该文对同步性能表达式进行分析,得到在某一频偏下同步序列长度的上限值。新方法将同步序列分段,每段和接收信号分别作互相关,将各段的相关值延时相加作为同步的度量。通过仿真将新方法和其它时间同步方法进行了对比。仿真结果表明,新方法可以大大提高系统抗频偏的能力。
一种基于与BCH码等价原理的m序列重构算法
柴先明, 魏跃敏, 师栋锋, 蔡凯, 黄知涛
2011, 33(2): 304-308. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00028
[摘要](2788) [PDF 222KB](917)
摘要:
该文针对现有m序列特征多项式估计方法在高阶高误码条件下的估计效率不高,精度不够的问题展开研究,通过分析m序列和BCH码的生成原理,得出二者之间的等价关系,进而提出了一种新的m序列特征多项式的估计算法。该算法通过构造与之等价的BCH码,利用其良好的纠错性能,实现高误码条件下的m序列特征多项式的估计,仿真结果表明本算法能较好地解决误码条件下的m序列特征多项式估计问题,运算速度主要适用于通信信号处理中常用20阶以内的m序列分析问题。
基于新停止准则的多进制LDPC码加权符号翻转译码算法
刘冰, 陶伟, 窦高奇, 高俊
2011, 33(2): 309-314. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00257
[摘要](2619) [PDF 331KB](790)
摘要:
为了降低多进制低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码译码算法的复杂度,该文提出了基于新停止准则的符号翻转译码算法。该算法根据翻转函数和接收比特可靠性度量来确定对应的翻转符号,通过分析不满足校验方程个数的变化趋势来提前终止迭代。仿真结果表明,新算法在保持原有符号翻转译码算法误码性能不变的情况下,极大地减少了译码迭代次数,取得了译码性能和复杂度的折衷。
复数离散Hopfield网络盲检测64QAM信号
张昀, 张志涌
2011, 33(2): 315-320. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00921
[摘要](2600) [PDF 297KB](612)
摘要:
针对复数多电平QAM信号的盲检测问题,该文提出了一个新的复数离散多电平Hopfield神经网络。该网络的实部、虚部各含一个多电平离散激励实函数。该文分析了经典两电平离散Hopfield神经网络能量函数的局限性,构造了一个新的复数多电平神经网的能量函数,并用此能量函数讨论了神经网的稳定性。当该神经网的权矩阵借助接收数据补投影算子构成时,该复数离散多电平Hopfield网络可有效地求解带整数约束的二次规划问题,从而实现QAM信号盲检测。仿真试验表明:该算法所需接收数据较短,就可到达全局真平衡点,计算难度大大降低,具有良好的快速性。
基于特征波束形成的强弱信号波达方向与信源数估计方法
徐亮, 曾操, 廖桂生, 李军
2011, 33(2): 321-325. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00418
[摘要](2568) [PDF 325KB](970)
摘要:
该文针对强弱信号并存时信源数和弱信号波达方向难以准确估计的问题,提出了一种基于特征波束形成的强弱信号波达方向与信源数同时估计方法。首先估计空域协方差矩阵,对其特征分解后按特征值从大到小调整特征矢量;然后从第1个特征矢量开始,由提出的估计式得到各特征波束的空间谱;最后,通过计算各空间谱的最大值与旁瓣谱峰平均值的比例判断有无信源,最大谱峰对应的角度即为该信源的波达方向估计。与RELAX和JJM方法相比,所提方法无需迭代步骤,无需强信号波达方向精确的先验知识,具有运算量小和弱信号估计精度高的优点,仿真和实测数据处理结果证明了方法的有效性和优越性。
基于峰值变换的信号稀疏表示及重建
岑翼刚, 岑丽辉
2011, 33(2): 326-331. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00305
[摘要](2817) [PDF 321KB](1976)
摘要:
压缩感知(CS)近年来的出现引起了学术界的极大关注,其要求信号本身是稀疏的或者在某种正交基下可以稀疏的表示。该文针对信号本身及小波变换下均不稀疏的情况(如线调频信号),结合峰值变换(PT),提出了PTCS的信号压缩感知算法,对于PT变换产生的峰值变换点序列采用可逆数字水印中的数值扩展方法,将峰值变换点序列嵌入测量信号中,避免了由于引入PT变换而额外增加测量点。通过PT变换,可以将不稀疏的小波系数变为稀疏系数,从而大大提升信号重构效果。仿真结果表明,该文提出的PTCS算法恢复信号与已有的基于正交匹配追踪算法的CS算法相比较,恢复信号质量有着较大的提高。
MQAM信号调制方式盲识别
张路平, 王建新
2011, 33(2): 332-336. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00472
[摘要](2856) [PDF 267KB](1040)
摘要:
该文提出了一种MQAM信号调试方式的盲识别算法。算法首先通过信号频谱粗略估计信号载频和带宽,从而进行下变频和低通滤波。然后通过信号包络平方的频谱估算出波特率,结合符号定时完成信号的波特率采样。最终计算MQAM信号矢量图中最小环带的方差,完成调制方式的识别。该MQAM信号调制识别算法无需载频和波特率等先验信息,对载波残余不敏感,没有复杂的迭代过程,可以应用于实际信号的调制识别。仿真表明信噪比在16 dB,码元数目为2400时,对5种QAM信号的识别率达到99%以上,证明了其有效性。
基于约束随机分块的NMF图像哈希算法
项世军, 杨建权
2011, 33(2): 337-341. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00212
[摘要](2916) [PDF 399KB](1101)
摘要:
基于非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization, NMF)的图像哈希(image hashing)算法对图像有损压缩,低通滤波、尺度拉伸等处理具有很好的稳健性,但对图像旋转比较敏感。为此,该文在对NMF哈希算法的分块模式进行深入研究的基础上,提出一种可抗旋转攻击的NMF图像哈希算法。该方法通过对随机分块的区域进行限制,并选择合适的分块尺寸来减轻旋转攻击对图像造成的不良影响,从而提高了特征的旋转稳健性。实验表明,所提出的图像哈希算法在保持原NMF哈希算法对其它攻击稳健性的同时,能有效地抵抗旋转攻击。
图像恢复的小波域加速Landweber迭代阈值方法
张伟斌, 冯象初, 王卫卫
2011, 33(2): 342-346. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00335
[摘要](2879) [PDF 672KB](1161)
摘要:
该文利用对忠诚项的二次逼近方法,提出了一种小波域加速Landweber迭代阈值算法。该算法的每次迭代是对前两次迭代结果的线性组合做阈值处理。与标准的迭代阈值算法相比,该方法收敛速度更快。由于参数的可选择性,新算法更有灵活性。数值实验表明新算法能够有效地提高恢复图像的质量,是一种行之有效的图像恢复方法。
基于空间语义对象混合学习的复杂图像场景自动分类方法研究
孙显, 付琨, 王宏琦
2011, 33(2): 347-354. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00361
[摘要](3335) [PDF 1299KB](1539)
摘要:
场景分类是将多幅图像标记为不同语义类别的过程。该文针对现有方法对复杂图像场景分类性能欠佳的不足,提出一种新的基于空间语义对象混合学习的复杂图像场景分类方法。该方法以多尺度分割得到的图像对象而非整幅图像为主体进行产生式语义建模,统计各类有效特征挖掘对象的类别分布信息,并通过空间金字塔匹配,构建包含层次数据和语义信息的中间向量,弥补语义鸿沟的缺陷,训练中还结合判别式学习提高分类器的可信性。在实验数据集上的结果表明该方法具备较高的学习性能和分类精度,适用于多种类型和复杂内容图像的解译,具有较强的实用价值。
分布式小卫星SAR多普勒解模糊成像
杨磊, 张磊, 唐禹, 邢孟道, 保铮
2011, 33(2): 355-362. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00171
[摘要](2591) [PDF 414KB](719)
摘要:
该文结合实际卫星轨道及地球自转特性,研究利用分布式小卫星丰富的空域信息解多普勒模糊,从而解决宽场景成像和方位高分辨之间的矛盾。提出建立子孔径坐标系,解决地球自转引起的星间回波不一致性并简化椭圆轨道的几何复杂性。建立子孔径坐标系包括两方面:一是将成像几何模型转换到地球固定坐标系下分析,此时地面场景静止,卫星轨道等效旋转;二是分孔径处理,针对每个子孔径建立坐标几何,经过误差补偿后小卫星轨道构型等效为固定基线且平行。对每个子孔径回波数据分别进行空域滤波解模糊处理后再进行孔径拼接,同时结合传统星载SAR成像算法实现大场景高分辨成像。最后以CARTWHEEL模型为例进行仿真,验证了该方法的有效性。
基于扩散方程和MRF的SAR图像分割
贾亚飞, 赵凤军, 禹卫东, 艾加秋
2011, 33(2): 363-368. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00342
[摘要](2481) [PDF 580KB](1465)
摘要:
该文提出了一种基于图像扩散方程和马尔科夫随机场(MRF)的合成孔径雷达(SAR)图像分割方法。在传统MRF算法的基础之中,引入对图像的扩散,用来平滑SAR图像中的噪声,保护图像中的边缘部分,并且加快收敛的速度。首先对输入的SAR图像进行扩散,通过MRF进行统计,得到图像中各点的后验概率,再对得到的后验概率进行扩散。与传统的MRF算法进行比较,该文的方法较好地去除了误分割斑块,减少算法的运行时间。
一种基于质量引导和最小不连续合成的InSAR相位解缠算法
钟何平, 唐劲松, 张森
2011, 33(2): 369-374. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00440
[摘要](2740) [PDF 567KB](799)
摘要:
该文提出了一种质量引导和最小不连续相融合的InSAR相位展开算法。根据相位质量图将缠绕相位分割为高低质量区域,高质量区域采用质量引导算法进行求解,然后将每个解缠后的高质量相位块视为抽象相位点,在低质量相位区域内部和抽象相位点之间进行最小不连续优化,求解最终解缠相位。对真实InSAR数据的处理结果表明,该算法可以有效克服质量引导算法和最小不连续算法中的误差传播,保持高质量区域解缠相位的精度,提高解缠效率。
条带FMCW-SAR回波数据的二维频域模拟算法
马兵强, 于彬彬, 刘畅, 王岩飞
2011, 33(2): 375-380. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00430
[摘要](2906) [PDF 287KB](772)
摘要:
FMCW-SAR因其体积小、重量轻、成本低和高分辨率等优点近年来发展迅速,在低成本的民事应用领域具有广阔的发展前景。传统脉冲SAR的系统冲击响应函数不同于FMCW-SAR,因而,脉冲SAR的快速回波模拟算法不能直接应用于FMCW-SAR。该文在分析了条带FMCW-SAR信号特性的基础上,提出了其原始回波数据的2维频域快速模拟算法。该算法利用FFT快速实现了回波数据时域模拟方法中的距离向和方位向积分运算。与时域模拟方法相比,其计算效率提高了O(NaNr/log2(NaNr))个数量级。点目标回波数据的仿真实验验证了所提算法的合理性和有效性。
PSDInSAR的永久散射体时序选择方法
曲世勃, 王彦平, 洪文
2011, 33(2): 381-387. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00185
[摘要](2522) [PDF 630KB](793)
摘要:
已有永久散射体(PS)识别技术均侧重于利用时序数据集的统计特性,而没有考虑到数据集的时序特性,这样的处理方式势必带来时序信息的浪费,造成部分PS点的漏选。该文重点关注一种永久散射体具有较好的相位稳定度但却在整个监测时间内不连续,称这种PS点为类永久散射体点。文中对类永久散射体的概念及特征进行了详细描述,利用仿真实验分析了类永久散射体应用的可行性,根据类永久散射体特性对其进行了有效选择,形成一种新的永久散射体选择方法时序选择法。同时对时序选择法以天津地区Envisat ASAR影像数据进行实验验证。通过类永久散射体的选择,PS点数量提高了、不均匀分布特性得到改善,同时保证了其较高的相干性。
基于混沌调频信号的超宽带穿墙SAR成像
谭覃燕, Henry Leung, 宋耀良
2011, 33(2): 388-394. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00236
[摘要](2738) [PDF 390KB](716)
摘要:
混沌调频信号具有良好的自相关特性,又类似随机信号,具有较强的抗干扰性能。该文将基于Bernoulli映射的混沌调频信号用于超宽带穿墙雷达成像,建立了信号模型,分析了混沌调频穿墙雷达系统的目标检测性能,分辨能力和抗墙壁多径干扰能力,并与线性调频雷达系统进行了比较。仿真结果表明,与线性调频信号相比,混沌调频信号用于穿墙雷达系统可获得较好的目标检测性能,更好的分辨能力,而且具有抗墙壁多径干扰能力。
一种新的极化SAR图像目标CFAR检测方法
王娜, 时公涛, 陆军, 匡纲要
2011, 33(2): 395-400. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00023
[摘要](2413) [PDF 534KB](988)
摘要:
该文提出了一种新的极化SAR图像目标CFAR检测算法。首先,在乘积模型框架下,引入具有均匀度变化下广泛杂波区域建模能力的逆Gamma分布,推导出了极化匹配滤波(PMF)检测量的分布模型P-G0分布。进而,利用基于Mellin变换的对数累积量导出了P-G0分布的参数估计器,保证了PMF检测量的精确建模。最后,推导出P-G0分布的CFAR检测阈值求解公式,以此设计了新的CFAR检测算法。利用RADARSAT-2极化SAR数据的实验结果表明了P-G0分布对不同均匀度的地物都具有良好的拟合性能,所提检测算法能够实现均匀度变化较大环境下目标的准确、自动检测。
基于频域合成方法的多发多收SAR技术研究
黄平平, 邓云凯, 徐伟, 齐维孔
2011, 33(2): 401-406. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01409
[摘要](2858) [PDF 316KB](733)
摘要:
多孔径子带合成技术是目前技术条件下多发多收SAR系统可工程实现的技术方案。该文深入研究了基于频域合成的子带合成技术,建立了相应的数学模型。并结合数学推导详细给出了该方法的原理和实现步骤,提出了适用于多发多收SAR系统的滤波器构建方法和算法流程,最终通过计算机仿真验证了该方法的可行性和有效性。
数字电视辐射源雷达的相参积累徙动补偿方法
杨金禄, 单涛, 陶然
2011, 33(2): 407-411. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00414
[摘要](2941) [PDF 432KB](668)
摘要:
增加相参积累时间是提高数字电视辐射源雷达探测能力的主要途径,但目标的速度和加速度导致的距离徙动和多普勒徙动限制了相参积累时间的进一步增加。该文给出了外辐射源雷达中匀加速运动目标的回波模型,分析了目标速度和加速度对相参积累的影响,提出了基于包络插值和分数阶傅里叶变换的数字电视辐射源雷达徙动补偿算法。仿真结果表明,该算法可有效补偿长时间积累和目标运动导致的距离徙动和多普勒徙动,提高了相参积累增益,从而使相参积累时间不再受目标速度和加速度的限制。
PolInSAR极化误差对最优相干相位的影响研究
张林涛, 洪峻, 明峰
2011, 33(2): 412-417. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00331
[摘要](2427) [PDF 406KB](701)
摘要:
极化干涉SAR定量应用中,极化误差会导致最优干涉相位估计误差。该文研究了极化干涉SAR测量处理中极化误差的传递,基于极化相干最优过程理论提出了一个新极化误差传递模型。在此基础上通过仿真验证并分析了极化误差对极化干涉最优干涉相位估计的影响,其结论能为在实际应用中进行精度分析和提出定标指标要求提供理论依据和参考。
基于压缩感知的伪随机多相码连续波雷达
贺亚鹏, 王克让, 张劲东, 朱晓华
2011, 33(2): 418-423. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00380
[摘要](2511) [PDF 366KB](1105)
摘要:
该文利用雷达目标空间的稀疏特性,提出了一种基于压缩感知的伪随机多相码连续波雷达。建立了目标信息感知模型,采用压缩感知以低于奈奎斯采样率对目标回波采样,然后从少量的采样数据中提取噪声背景下的目标场景信息。为了提高目标信息提取的有效性,采用模拟退火算法对波形进行优化。仿真结果表明了该方法的优越性。
伪随机序列编码脉冲信号在探地雷达中的应用研究
张群英, 方广有
2011, 33(2): 424-428. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00356
[摘要](2694) [PDF 603KB](973)
摘要:
探测深度是探地雷达最为重要的指标之一,在一定分辨率情况下如何增加探测深度一直是国内外研究的热点问题。该文对伪随机序列编码脉冲信号在探地雷达中的应用进行了研究,分析了伪随机序列编码脉冲信号的特点以及探地雷达对发射信号的应用需求,介绍了一个采用m序列二相脉冲调制的探地雷达实验系统,给出了该系统的测试和实验结果并对实验结果进行了理论分析,实验结果与理论分析十分吻合。分析与实验结果表明:在同样条件下,伪随机序列编码脉冲探地雷达较传统的Impulse探地雷达可以实现更大的探测深度,可以满足考古、地质勘察等深层探测应用的需求。
基于改进混合蛙跳算法的CVRP求解
骆剑平, 李霞, 陈泯融
2011, 33(2): 429-434. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00328
[摘要](3001) [PDF 239KB](1527)
摘要:
该文提出基于实数编码模式的混合蛙跳算法(Shuffled Frog Leaping Algorithm,SFLA)求解容量约束车辆路径问题(Capacitated Vehicle Routing Problem,CVRP);把具有极强局部搜索能力的幂律极值动力学优化(Power Law Extremal Optimization,-EO)融合于SFLA,针对CVRP对-EO过程进行设计和改进。改进的-EO采用新颖的组元适应度计算方法;采用幂律概率分布来挑选需要变异的组元;根据最邻近城市表,采用幂律概率分布挑选变异组元的最佳邻近城市,执行线路间或线路内的变异。求解测试库中的实例,证明该改进算法有效。
基于粒计算的增量式知识获取方法
张清华, 幸禹可, 周玉兰
2011, 33(2): 435-441. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00217
[摘要](2583) [PDF 266KB](877)
摘要:
该文在研究粒计算理论的基础上,提出了一种基于粒计算的增量式知识获取方法。该方法通过建立决策信息系统原始的知识粒树,对新增数据,在原始知识粒树中查找相匹配的知识粒,并依据决策值更新知识粒树,实现快速高效地处理动态信息系统。算法分析及实验对比结果表明,该方法在动态信息系统知识获取方面优于RGAGC和ID4方法。
一种可抵抗几何攻击的Directionlet变换域盲水印算法
刘晶, 王映辉, 刘刚, 何文娟
2011, 33(2): 442-447. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00166
[摘要](2175) [PDF 974KB](766)
摘要:
抵抗几何攻击是数字水印研究领域具有挑战性的课题。该文提出一种利用Directionlet变换构造水印同步信息的盲水印算法:通过边缘检测算子锁定图像边缘;利用拉格朗日定理求取边缘斜率;选取两条边缘,用其斜率构成Directionlet变换的采样矩阵;在Directionlet变换域内自适应嵌入水印,排除几何攻击对水印检测的影响。仿真实验结果表明,该算法抵抗旋转等几何攻击具有很好的鲁棒性能。
基于颜色的粒子滤波算法的改进与全硬件实现
王一木, 潘赟, 严晓浪
2011, 33(2): 448-454. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00294
[摘要](2919) [PDF 614KB](1867)
摘要:
传统基于颜色的粒子滤波算法在硬件实现中存在着跟踪效果不理想、实时性差等问题。该文结合硬件电路需要对基于颜色的粒子滤波算法进行了改进,在传统SR重采样算法的基础上将剩余粒子撒向目标点附近,以提高其在硬件环境下跟踪的准确性与稳定性。文中给出了改进算法的全硬件实现的电路架构,并在FPGA上完成了目标跟踪系统的实现。实验表明提出改进算法与硬件实现方案对简单背景环境下运动目标有着良好的跟踪效果,系统实时处理能力可达72 FPS,而硬件消耗为7387个逻辑单元。为进一步适应复杂的应用环境,在此粒子滤波器基础上给出了可扩展的分布式粒子滤波系统的架构以及相应的重采样策略,良好的并行性与可扩展性使得系统能够完成复杂背景环境下多特征、多目标的跟踪任务。
理论分析毫米波螺旋线行波管慢波系统导体和介质损耗
郝保良, 黄明光, 刘濮鲲, 肖刘, 刘韦
2011, 33(2): 455-460. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00249
[摘要](2521) [PDF 283KB](694)
摘要:
该文基于夹持杆分层螺旋带模型和3维电磁场模型分析,详细研究了毫米波螺旋线行波管慢波系统的导体和介质损耗。螺旋带模型中介质损耗考虑为纵向传播常数的虚部,给出电磁场的解析解,导体损耗由螺旋线和管壳表面的面电流不连续性获得。3维电磁场模型分析通过本征模法,求解单周期结构的品质因数和周期储能,获得有限导电率导体和夹持杆陶瓷损耗角带来的慢波系统高频损耗。结果表明,毫米波段螺旋线的导体损耗和夹持杆的介质损耗远大于管壳导体损耗,介质损耗与陶瓷损耗角呈线性关系,对高频损耗的影响不可忽略。
研究简报
基于交织抽取与分块压缩感知策略的图像多描述编码方法
赵春晖, 刘巍
2011, 33(2): 461-465. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00400
[摘要](2722) [PDF 580KB](984)
摘要:
该文基于交织抽取和分块压缩感知(Interleaving Extraction and Block Compressive Sensing,IEBCS)理论,提出了一种可以在成像过程中实时实现的多描述编码方法(IEBCS-MDC)。首先利用交织抽取将图像划分成若干个子图像,然后对各个子图像进行分块压缩感知形成多个描述码流,接收端通过求解优化问题重建原图像。分块策略保证了观测过程的复杂程度不因图像尺寸而改变,所以该方法结构简单易于实现,适合处理高分辨率图像,另外特有的自恢复能力提升了算法的抗丢包性能。实验表明,在相同的硬件环境下,该文方法可以处理的图像尺寸远远大于CS-MDC方法,在同样的丢包率下重构质量也优于CS-MDC方法。
基于自适应小波消噪的数字调制识别优化算法
谭晓衡, 鄢海燕, 苏萌
2011, 33(2): 466-469. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00349
[摘要](2301) [PDF 242KB](875)
摘要:
为了改善数字调制识别在低信噪比下的识别性能,该文提出了基于瞬时信息的自适应小波阈值消噪的调制识别优化算法。该方法采用自适应小波阈值消噪算法对瞬时信息进行消噪以提高瞬时信息的信噪比,并在已有的两个特征参数ap和df的基础上,改进了特征参数Ra和Ra,以降低判决门限设置的敏感度。仿真结果表明,即使在信噪比低达1 dB时,7种数字调制的成功识别率都达到96%以上。与已有算法相比,该优化算法具有实现简单、计算量小和极低信噪比下识别率高等优点。
一种基于低码率LDPC码的编码与导频联合辅助载波同步算法
晏辉, 唐发建, 张忠培
2011, 33(2): 470-474. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00352
[摘要](2443) [PDF 289KB](952)
摘要:
针对深空通信系统中编码和导频辅助载波同步算法分别存在同步范围与精度受限的问题,该文提出一种基于编码与导频联合辅助的载波同步算法。首先按照最优导频放置方式设计了一种基于相关函数和的粗同步算法,其频率估计量的精度接近CRB界;然后分析了导频结构对算法估计精度与范围的影响机理;接着通过加入导频及频率积分器的方式对基于期望最大的细同步算法进行了改进;最后用码率为1/12的低码率LDPC-Hadamard码对算法进行了仿真验证。结果表明新算法可以大幅提高同步参数的估计范围与精度,在一定的导频长度下能达到理想同步。
基于分形盒维数的频谱感知技术研究
赵春晖, 马爽, 杨伟超
2011, 33(2): 475-478. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00314
[摘要](2676) [PDF 215KB](917)
摘要:
为了降低频谱感知的计算复杂度,提高感知性能,该文提出基于分形盒维数的频谱感知方法。由于噪声与信号盒维数值存在差异,将分形盒维数作为检验统计量。仿真结果表明,该方法在高斯白噪声环境下,具有良好的检测性能,对噪声不敏感。并且计算复杂度低,易工程实现。
SABlue:一种带加速因子的自适应AQM算法
陈伟杰, 王万良, 蒋一波, 郑建炜
2011, 33(2): 479-483. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00210
[摘要](2308) [PDF 297KB](633)
摘要:
该文在分析SBlue算法的基础上,提出了一种带加速因子的自适应AQM算法SABlue(Self-tune Accelerate Blue)。算法将瞬时队长作为早期拥塞检测参量,根据队列负载因子控制丢包步长,实现丢包概率幅度的自适应调整,最终将路由队列长度稳定在目标区域内。为了提高网络突变跨度较大情况时算法的响应速度,在队列警戒区域内引入了加速因子。实验表明,SABlue面对突变流和不同RTT的网络场景,队列收敛时间短,丢包率小,且具有较好的鲁棒性,算法综合性能优于其他AQM算法。
MIMO-SAR中虚拟孔径相位校正与子带合成方法研究
周高杯, 宋红军, 邓云凯
2011, 33(2): 484-488. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00435
[摘要](2574) [PDF 250KB](749)
摘要:
该文对单发射多接收(SIMO)和多发射多接收(MIMO)系统进行了研究,对多个孔径天线依次发射,多个孔径同时接收和多个孔径天线同时发射接收等工作方式进行了理论推导,通过采用虚拟孔径相位校正的方法,实现单发多收信号叠加成像。对多个频率同时发射方式,通过采用子带合成和虚拟孔径相位校正的方法,实现多个接收信号的叠加。并对虚拟孔径相位校正的方法进行了点目标仿真。为SAR新体制应用提供了潜在的处理方法。
基于随机集模型的MIMO-OFDM信道估计算法
赵知劲, 汪百川, 尚俊娜, 徐春云
2011, 33(2): 489-493. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00315
[摘要](2940) [PDF 268KB](711)
摘要:
在多径分量数确定的前提下,MIMO-OFDM系统采用传统的基于导频辅助和盲信道估计算法能获得较好性能。实际无线环境中,多径分量数目与幅度都是时变的,则传统信道估计方法不再适用。该文采用随机集理论建模MIMO-OFDM系统信道多径分量数的变化和MIMO信道。基于此模型提出了集中粒子空间重采样方法(CRS),在保留大概率粒子抽样样本的同时主动抛弃小概率抽样样本,以获得更为准确的真实样本逼近。并提出了基于集中重采样Rao-Blackwellised粒子滤波的信道估计方法(RBPFC)。仿真结果表明:所提出的RBPFC方法信道估计性能最好,基本Rao-Blackwellised粒子滤波方法次之但优于基本粒子滤波算法,卡尔曼滤波的信道估计方法性能最差。
对称稳定分布的相关熵及其在时间延迟估计上的应用
宋爱民, 邱天爽, 佟祉谏
2011, 33(2): 494-498. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00309
[摘要](3068) [PDF 238KB](1890)
摘要:
相关熵是一个表示随机变量局部相似性的统计量。该文首先研究对称-稳定SS分布的相关熵的参数表示,利用该参数表示证明了对于位置参数为零的分布SS,最大相关熵准则与最小分散系数准则是等价的。最后将研究结果应用于稳定分布噪声环境下自适应时间延迟估计。仿真实验表明,该文算法性能优于最小均方误差时间延迟估计与最小平均P-范数时间延迟估计。
计算机激光打印文档鉴别与检索
涂岩恺, 陈庆虎, 邓伟
2011, 33(2): 499-503. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00230
[摘要](2441) [PDF 340KB](924)
摘要:
该文为解决计算机对打印文档的自动鉴别与检索问题,研究激光打印机的工作机理,以器件特性反映到打印图形中的差异做为打印文档鉴别与检索的依据。设计一种新的双极性Hausdorff距离用于有效的一对一打印字符匹配,之后综合样本的所有字符,采用字符集匹配计算二次距离进一步提高打印图形鉴别和检索的准确性。实验表明该方法能够取得较为理想的效果,其中检索正确率为90%,鉴别最小错误率为17.80%。
机载隐蔽式短波天线设计
王乃志, 李建周, 许家栋
2011, 33(2): 504-508. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00502
[摘要](2419) [PDF 394KB](1217)
摘要:
机载天线是飞机导航、通信等系统的重要组件;实现远距离通信主要依靠机载短波天线。新型复合材料的使用以及飞机尺寸的增大,是国际飞机发展的潮流。针对这一问题,该文利用电小天线及传输线相关理论设计一种新型大型飞机机载隐蔽式短波天线,设计过程中使用电磁仿真软件Ansoft HFSS建模计算天线输入阻抗及方向图并优化天线尺寸;在此基础上,制作缩比模型并在微波暗室中对其进行实测,所得数据与仿真结果相符。除此之外,对天线的阻抗匹配及效率进行分析并给出计算结果。计算及测试结果表明,此天线可与天线调谐系统(例如KHF950)良好调谐,方向图为水平全向,符合应用要求,可用于整个机身或仅垂尾为复合材料的大型飞机。

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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