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2011年33卷3期

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论文
认知无线网络中一种基于放大转发的协作传输策略
褚御芝, 郑宝玉
2011, 33(3): 509-514. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00465
[摘要](2815) [PDF 293KB](1043)
摘要:
在不干扰主用户数据传输的条件下,通过次用户间的彼此协作传输,可以使认知无线网络获得明显的空间和时间分集增益,从而改善次用户传输性能。该文针对主次用户共存,主用户交替转移信道忙闲状态的网络环境下,提出了一种基于放大转发的协作传输方案,当主用户存在时机会的使用中继节点转发数据,并且对所提方案的无冲突传输时间进行了理论分析,给出了非协作传输和协作传输模式下的无冲突传输时间的解析表达式,理论分析和仿真结果表明,协作传输方案的无冲突传输时间明显优于非协作传输方案,次用户协作为认知无线网络带来可观的性能增益。
V-BLAST OFDM空间功率扩展
官鹭, 邵士海, 唐友喜
2011, 33(3): 515-520. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00658
[摘要](2641) [PDF 293KB](702)
摘要:
该文在多径衰落信道下,针对分布式发射天线V-BLAST OFDM,提出了一种将数据功率扩展到不同发射天线的信号发射方法。该方法利用了分布式天线间时延,增强了分布式信道的频率选择性,提高了V-BLAST OFDM可获得的分集度。在BPSK调制,M.1225步行测试信道下的仿真结果表明:当误比特率为10-3时,与传统方法相比,该文方法有大于2 dB的功率节省。
雷达-通信共存系统中雷达脉冲串信号的高效协同感知算法
王瑞, 易辉跃, 胡宏林
2011, 33(3): 521-526. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00479
[摘要](2455) [PDF 320KB](875)
摘要:
该文针对与雷达共存的认知无线电通信系统,为实现通信系统对雷达频段空闲频谱的机会利用,提出一种对转动扫描雷达脉冲串信号的高效协同感知算法。该算法由中心处理节点协同各感知节点进行感知,通过各协作感知节点的相似度判决处理和中心处理节点的基于时序准则判别的数据融合方法,提高了检测概率并降低了虚警概率。相比于现有的雷达信号感知方法,该感知算法无需雷达先验信息,在快速可靠感知雷达脉冲串信号的同时,能够确定雷达的特征参数,如扫描周期、扫描方向、距离等。最后,仿真结果表明了所提算法的有效性和正确性。
四种超宽带扩频方案的电磁兼容性能研究
赵亮, 金梁, 刘双平, 黄开枝, 钟州
2011, 33(3): 527-532. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00659
[摘要](2699) [PDF 299KB](758)
摘要:
由于保护距离有限,在满足功率谱密度限制的条件下超宽带信号仍然可能对其它通信系统产生一定的干扰。该文在直接序列扩频、跳时扩频、跳频扩频和线性调频扩频4种超宽带扩频信号通过AWGN信道时,推导了在超宽带扩频信号干扰下未扩频的其它通信系统误比特率的通用表达式,并通过蒙特卡罗仿真验证了理论推导的正确性。同时还给出了超宽带扩频信号通过IEEE 802.15.3a CM4信道时的仿真结果。这些结论为超宽带系统的电磁兼容性能评价和扩频方案选择提供了重要参考。
两根分布式接收天线载波频偏的联合估计
夏天, 邵士海, 官鹭, 唐友喜
2011, 33(3): 533-536. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00671
[摘要](2472) [PDF 216KB](838)
摘要:
该文在平坦瑞利衰落信道下,针对一根发射天线、两根分布式接收天线场景,提出了一种缩小频率搜索范围的最大似然准则载波频偏联合估计方法。该方法利用载波频率、收发天线晶振精度和移动台最大运动速度的先验信息,确定了两个载波频偏之差的取值区间;联合各接收天线的相关值滑动此取值区间进行搜索,相比已有方法缩小了搜索范围。仿真结果表明,在信噪比为5 dB,载波频率为2 GHz,发射天线晶振精度为10 ppm,接收天线晶振精度为1 ppm,移动台最大运动速度为120 km/h的条件下,载波频偏联合估计的均方误差性能高出已有方法一个数量级。
一种面向视频传输的SVC码流排序方法
卢冀, 肖嵩, 吴成柯
2011, 33(3): 537-542. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00670
[摘要](2566) [PDF 307KB](863)
摘要:
该文提出了一种适用于传输的可分级视频编码码流的排序方法。该方法通过对码流的合理选择和对失真的高效近似计算,优先传输率失真性能较好的可分级码流,从而提高了重建图像的质量。该文建立了用于划分复合可分级码流的状态模型,推导出了可分级码流失真的近似计算公式,在一定带宽限制下,采用率失真优化的方法对可分级码流进行排序。仿真结果表明该方法能提高视频流重建图像质量。
视频编码失真两步补偿法及其参数描述
李志斌, 常义林, 刘晓仙
2011, 33(3): 543-548. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00455
[摘要](2636) [PDF 288KB](902)
摘要:
为了减少视频编码失真,论文提出了一种新颖的视频编码失真补偿方法两步补偿法。该方法优先补偿解码恢复图像的直流失真,再利用直流补偿后的恢复图像设计维纳滤波器,进一步减弱解码恢复图像中的交流失真。实验数据表明两步补偿法的编码效率优于现有自适应环路滤波方法,提高H.264/AVC的编码效率最高可达26.31%。此外,利用分析得到的交流补偿滤波器系数和为1的特点,提出相应的滤波器系数的量化编码方法,去除了滤波器系数表示方法中的冗余。
交织法构造最佳或几乎最佳低零相关区序列集
李玉博, 许成谦
2011, 33(3): 549-554. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.01615
[摘要](2393) [PDF 207KB](724)
摘要:
该文提出一种新的移位序列的构造方法,通过给移位序列赋予不同的值,得到一类新的移位序列。基于这种移位序列,利用交织法得到了一类具有灵活相关区长度并且参数接近甚至达到理论界限的低零相关区序列集,扩大了交织法的应用范围,得到了更多的适用于准同步CDMA系统的扩频序列集。
Web集群的区分服务与负载均衡策略研究
高昂, 慕德俊, 胡延苏
2011, 33(3): 555-562. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00409
[摘要](2559) [PDF 373KB](868)
摘要:
该文从区分服务和负载均衡两方面研究Web集群系统,设计并实现了一种支持区分服务的负载均衡集群模型,通过系统辨识和资源最优控制,对后端资源统一调度,动态调整每台后端节点不同优先级业务类的资源配额;同时设计了基于业务类的最大空闲节点优先的负载均衡策略以保证各个后端节点同一业务类资源被公平消耗,从而控制端到端延迟,实现比例延迟保证。经实验验证,无论采用轮询调度、最少连接数调度还是最大空闲节点优先的均衡策略,资源最优控制器均能取得良好的区分效果,扩展实验还表明,相对于轮询调度和最少连接数调度,采用最大空闲节点优先的均衡策略,能够使该集群系统在实现比例延迟保证的同时获得最大的性能优化,整体吞吐量提高了25%,平均延迟降低了33%。
基于FFT并行搜索伪码和频偏的快速捕获新方法
罗炬锋, 王翔, 付耀先, 袁晓兵
2011, 33(3): 563-568. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00560
[摘要](3374) [PDF 357KB](1244)
摘要:
无线传感网中节点普遍受资源、成本、功耗的限制,使得节点间通信需满足低资源消耗、大载波频偏、低物理层开销等要求。该文提出利用一套FFT结构并行搜索伪码相位和载波频偏的快速捕获新方法(PSPF-FFT),通过差分处理消除载波频偏影响先进行伪码相位捕获然后再进行频偏纠正,以牺牲少量信噪比为代价来换取资源、平均捕获时间的减少。最后理论分析和仿真验证了新的捕获方法的实用性,与相同平均捕获时间、资源开销的捕获方法相比,PSPF-FFT捕获方法有着明显的性能优势。
基于最优阶估计与分布式分簇的传感器网络数据压缩方法研究
蒋鹏, 李胜强
2011, 33(3): 569-574. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00529
[摘要](2743) [PDF 301KB](769)
摘要:
在无线传感器网络的诸多应用中,被监测区域发生异常情况的概率通常较小,正常情况下,同一传感器节点在前后连续时刻所采集的数据具有时间相关性,处于相邻区域的不同传感器节点在同一时刻所采集的数据具有空间相关性,发送存在时间、空间冗余的数据至基站必将耗费节点大量的能量。该文提出了基于最优阶估计和分布式分簇的传感器网络数据压缩方法,利用节点采集数据的时空相关性,基于最优阶估计在基站处建立相关系数,经分布式分簇,节点仅需传送少量数据,基站根据时空相关性恢复原始数据。仿真结果表明应用该算法,可以有效减少传感器网络中冗余数据传输量和节点能耗,进而延长系统寿命。
延迟容忍网络状态感知的路由策略研究
吴亚辉, 邓苏, 黄宏斌
2011, 33(3): 575-579. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00410
[摘要](2536) [PDF 257KB](953)
摘要:
延迟容忍网络具有间歇连通的特点,这为数据传输提出了很大的挑战。目前的路由算法没有充分考虑节点的整个状态(位置、速度),该文提出了一种节点状态感知的路由策略SARM(Situation-Aware Routing Method)。SARM根据节点的状态估计它能把消息传送到汇聚节点的可能性,并把消息复制到那些比自身可能性大的节点上。该文根据消息的生存时间、剩余时间及复制次数提出了一种消息队列管理机制。仿真实验表明,SARM在不增加消息副本数量的情况下提高了传输成功率并降低了传输延迟。
基于层次实时有色Petri网的实时系统建模与分析方法研究
刘铭, 张国印, 姚爱红, 门朝光
2011, 33(3): 580-586. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00533
[摘要](2361) [PDF 419KB](999)
摘要:
Petri网是一种基于图形进行模拟和分析的数学工具,能够描述系统的异步和并发行为,但是现有高级Petri网不能对嵌入式实时系统进行完整的模拟与实时性分析。该文首先通过扩展有色Petri网提出了层次实时有色Petri网模型,然后描述了嵌入式实时系统的建模和实时性分析方法。最后,将该文提出的方法应用于硬实时系统列车通信网络MVB总线控制器的建模和实时性分析过程,仿真和分析结果表明,该方法能够满足列车通信网络系统设计对MVB总线控制器的功能验证和实时性分析需求。
一种适用于非平衡无线网络的组密钥交换协议
程庆丰, 王伟, 马传贵
2011, 33(3): 587-591. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00622
[摘要](2470) [PDF 219KB](666)
摘要:
组认证密钥交换协议允许两方或多方用户通过公开的信道协商出共享的组会话密钥。针对非平衡无线网络中用户计算能力强弱不等的情况,该文提出一种适用于非平衡无线网络的组组认证密钥交换协议。该协议不但可以抵抗临时密钥泄露所带来的安全隐患,而且任意两个组中用户可以根据需要使用先前组通信消息计算独立于组会话密钥的两方会话密钥。与已有非平衡网络组密钥交换协议相比,该协议具有更高的安全性和实用性并且在随机预言模型下是可证安全的。
一种基于湿纸编码和图匹配理论的直方图保持隐写算法
刘九芬, 韩涛, 张卫明, 陈嘉勇
2011, 33(3): 592-596. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00427
[摘要](2740) [PDF 226KB](767)
摘要:
该文结合隐写码、湿纸码和图匹配理论提出一种具有高嵌入效率的且可保持载体图像一阶直方图的双层嵌入隐写算法。首先构造出一条新的四进制的隐写信道,然后在该信道的LSB(Least Significant Bit)层和次LSB层分别使用二元隐写码和湿纸码嵌入秘密消息,这样即可确定出需要修改的元素,接着构造出一个图,最后使用图论中匹配算法寻找一种减小失真且保持直方图的修改方式。性能分析和实验结果表明:在嵌入相同长度秘密消息的情况下,新算法的PSNR、嵌入效率和保持一阶直方图效果均优于隐写软件Steghide。
基于FPGA的立体视觉匹配的高性能实现
丁菁汀, 杜歆, 周文晖, 刘济林
2011, 33(3): 597-603. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00943
[摘要](3151) [PDF 589KB](1900)
摘要:
立体视觉系统在3维场景信息感知中起着重要的作用。其中立体匹配算法的运算复杂度较高,实时处理需要硬件实现匹配运算。但在现有的不多实现中,性能要求和硬件资源的矛盾突出。随着分辨率的增加,对处理速度和视差搜索范围都有更高的要求。对此,该文提出了一种立体匹配硬件实现结构,通过并行化算法子模块和合理安排流水结构来提高性能。匹配算法引入了自适应相关窗口的匹配策略,提升了深度不连续区域的视差质量。该方法结合左右一致性校验准则,可有效去除大部分错误匹配结果。整个匹配流程在单片现场可编程门阵列(FPGA)上实现,并在有限硬件资源条件下将视差搜索范围扩大到128像素。系统时钟60 MHz时,对于512512分辨率的立体图像,系统可以实现60帧/秒以上的处理速度。
用于稀疏系统辨识的改进l0-LMS算法
曲庆, 金坚, 谷源涛
2011, 33(3): 604-609. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00417
[摘要](2631) [PDF 258KB](1111)
摘要:
该文研究和改进了l0-LMS算法以提高对稀疏系统进行辨识的性能。首先依据均方误差反映出的收敛深度信息动态调节步长,提高了算法的收敛速度;其次利用估计误差绝对值加权修正零吸引函数,减小了稳态失调误差。然后定性分析了改进算法中各个参数的取值对收敛速度和稳态性能的影响。最后,计算机仿真验证了新算法的性能明显优于原l0-LMS算法和若干现有稀疏系统辨识的方法。
SAR图像压缩采样恢复的GPU并行实现
陈帅, 李刚, 张颢, 孟华东, 王希勤
2011, 33(3): 610-615. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00461
[摘要](3235) [PDF 489KB](1214)
摘要:
压缩采样(CS)技术被尝试应用于合成孔径雷达(SAR)图像的压缩。然而,高分辨SAR图像数据量大,导致压缩采样后的恢复过程计算量大,传统的中央处理器(CPU)无法实时成像。为解决这一问题,该文在图形处理器(GPU)平台上设计了CS的并行方法,并实现了SAR图像压缩。实验结果表明,在保证SAR图像压缩性能的前提下,该文设计的GPU并行处理速度能够提高到CPU串行处理的8.8倍。
一种新的采用分布式孔径的无源雷达成像方法
汪玲, 伍少华
2011, 33(3): 616-621. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00625
[摘要](2538) [PDF 334KB](877)
摘要:
该文提出一种新的利用机会照射源的无源分布式雷达目标成像方法。首先基于波方程建立接收回波信号模型。然后建立新的无源回波模型,该模型将所有接收单元(或接收机)处的回波信号用某一基准接收单元处的接收信号来描述,无需发射源信息。基于分布式孔径获得的数据有限,成像被描述为目标位置未知的二元假设检验。采用无源回波模型,依据最大信噪比准则构造空间可分辨的检测统计量,对观测区域每个位置进行检测,最终形成关于成像区域的检测统计量图像,获知目标位置信息。在给出该成像方法分辨率的理论分析的基础上,进一步通过仿真实验验证了理论分析结果和成像方法的有效性。
一种新的弹载SAR高分辨成像方法
周鹏, 熊涛, 周松, 李亚超, 邢孟道
2011, 33(3): 622-627. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00904
[摘要](2193) [PDF 308KB](641)
摘要:
导弹在俯冲下降运动中飞行姿态变化较大、造成目标斜距表达式较为复杂,给弹载合成孔径雷达(SAR)成像算法提出了新的要求。针对这个问题,该文提出了一种新的弹载SAR成像方法,首先将目标斜距方程近似为慢时间的4阶近似式,再利用卡尔丹方程解得驻相点的精确解,进而得到信号的2维频谱表达式,然后以此为基础推导了相应的成像算法。最后,点目标仿真结果说明,与传统方法相比该文所提方法具有良好的成像效果,能够在导弹俯冲下降运动中实现全孔径高分辨成像。
一种曲线轨迹下的大场景前斜视成像算法
刘高高, 张林让, 刘昕, 刘楠, 陈广锋, 张波
2011, 33(3): 628-633. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00575
[摘要](3036) [PDF 369KB](669)
摘要:
该文提出一种曲线轨迹下获取前向目标图像的新算法。考虑到曲线轨迹下严重的距离耦合,算法首先通过时域距离走动校正有效减少了距离耦合,然后采用级数反演法获得2维频率域表达式,求取ECS算法的相关系数,利用ECS获得了精确的成像结果。文章最后通过仿真实验验证了算法的有效性。
基于多视角快拍InSAR干涉技术的前视SAR三维成像
徐刚, 李亚超, 张磊, 邢孟道
2011, 33(3): 634-641. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00491
[摘要](2864) [PDF 605KB](719)
摘要:
该文提出了一种基于多视角快拍InSAR干涉技术的前视SAR 3维成像方法。方位维依靠安置实际线性阵列以实现方位维高分辨,对应雷达发射的一次脉冲实现一次快拍2维高分辨成像;利用多次快拍不同视角获得的干涉相干相位,通过多基线InSAR联合像素处理方法,估计场景的高程信息。该文的3维成像方法对应回波数据录取时间短,数据量和运算量比较小;同时,多基线InSAR联合像素处理方法利用信号空间与噪声空间的正交性,能够有效提高信噪比,保证较高的测高精度。仿真结果验证了该文分析的正确性和算法的有效性。
基于分数阶矩估计的非参量CFAR检测
李军, 王雪松, 王涛
2011, 33(3): 642-645. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00733
[摘要](2442) [PDF 229KB](732)
摘要:
该文针对杂波背景中的CFAR(恒虚警率)检测问题,提出了一种新的CFAR检测器Blind-CFAR检测器。该检测器通过估计杂波的分数阶矩,获得杂波的最大熵概率密度函数估计,进而确定CFAR检测门限。以Weibull杂波为例,仿真验证了Blind-CFAR检测器的有效性。由于采用了非参数估计方法,Blind-CFAR检测器具有结构简单、通用性好等优点,并可应用于未知杂波背景中的目标检测。
任意波形相关性的机载MIMO雷达杂波建模与分析
张西川, 谢文冲, 张永顺, 王永良
2011, 33(3): 646-651. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00416
[摘要](2534) [PDF 414KB](723)
摘要:
为了分析任意发射波形相关性影响下的机载MIMO雷达杂波分布特性,从信号空间与阵元空间变换的数学角度构建了发射波形合成模型。在此基础上,提出了任意发射波形合成影响下的机载MIMO雷达杂波统一模型,论述了发射波形合成与杂波统一模型之间的关系。仿真揭示了统一模型下发射波形从全正交、相关到全相干的演变过程中杂波的分布特性。研究得出,发射波形互相关矩阵的结构决定了杂波谱展宽的程度,而该互相关矩阵的秩决定了杂波自由度大小。该模型为波形设计影响下的机载MIMO雷达STAP算法的设计提供了理论依据。
基于贝叶斯理论的一种接力跟踪方法
夏双志, 刘宏伟, 纠博
2011, 33(3): 652-658. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00446
[摘要](2475) [PDF 330KB](764)
摘要:
为了能够利用目标运动信息的先验知识以提高系统的检测和跟踪性能,该文将基于贝叶斯理论的检测跟踪联合处理方法应用于接力跟踪系统中。该方法在贝叶斯理论框架下能够利用系统已经获得的目标运动信息的先验知识,从而提高系统的性能。另外,考虑到计算复杂度,该文给出了一种简化的实现方法多点贝叶斯检测跟踪联合处理方法。该简化方法能够利用基于贝叶斯理论的检测跟踪联合处理方法的优点,同时可以按照系统的计算能力确定并行搜索的点数,以控制系统的计算复杂度。计算机仿真实验表明,在接力跟踪系统中应用基于贝叶斯理论的检测跟踪联合处理方法能够改善系统的检测和跟踪性能。
一种基于卡尔曼滤波的多发多收SAR成像算法
林月冠, 张冰尘, 洪文, 吴一戎
2011, 33(3): 659-664. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00451
[摘要](2736) [PDF 428KB](710)
摘要:
该文提出了一种用于多发多收SAR的卡尔曼滤波的成像算法。该算法采用多发多收的方式获得更多的场景信息,通过降低脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency, PRF)获得非模糊的宽测绘带。多路发射信号采用正交编码的形式。通过卡尔曼滤波算法对场景实现了高分辨率重建。最小均方误差(Minimum Mean Square Error, MMSE)估计准则成功解决了传统成像算法中存在的多通道信号正交模糊的问题。理论分析了该算法的正确性,仿真试验验证了算法的有效性。
穿墙SAR成像中的墙体参数误差分析和估计
谭覃燕, Henry Leung, 宋耀良
2011, 33(3): 665-671. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00525
[摘要](2693) [PDF 374KB](718)
摘要:
穿墙合成孔径雷达(SAR)成像中,图像的质量和可靠性由墙体参数决定。墙体参数估计误差会造成图像散焦和目标位置的偏移。分析了墙体参数估计误差对成像的影响,提出采用乘积型高阶模糊度函数(Product High-order Ambiguity Function, PHAF)算法来估计墙体参数的新方法。仿真结果表明,该方法能获得聚焦的SAR图像和较准确的墙体参数估计值。
基于压缩感知的随机噪声成像雷达
江海, 林月冠, 张冰尘, 洪文
2011, 33(3): 672-676. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00518
[摘要](2821) [PDF 301KB](2347)
摘要:
近年来提出的压缩感知(CS)理论指出可以从很少的采样点中以很大的概率准确重建原始的未知稀疏信号。该文将压缩感知与随机噪声雷达相结合,提出了基于压缩感知的随机噪声雷达,并给出了该雷达系统的基本原理框图,从理论上证明了基于压缩感知的随机噪声雷达的回波观测矩阵具有很好的等容性质,在目标场景稀疏或可以稀疏表示时,基于压缩感知的随机噪声雷达可以采集远小于常规随机噪声雷达成像所需的回波数据并能实现准确成像,最后通过仿真实验验证了该文的结论。
一种新的OFDM相位编码频率步进雷达信号及其特性
霍凯, 姜卫东, 黎湘, 毛钧杰
2011, 33(3): 677-683. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00532
[摘要](2944) [PDF 344KB](873)
摘要:
OFDM相位编码脉冲雷达体制具有很多良好的性质,但工程实现上存在着一些的技术挑战,其中之一就是瞬时带宽等于信号的总带宽,当信号带宽很大时对接收设备提出了很高的要求。针对这个问题,该文提出了一种OFDM相位编码频率步进的新雷达信号,其核心思想是通过载频的频率步进,利用多个带宽较小的OFDM相位编码脉冲组成一个脉冲串,合成大的带宽。在推导这种新雷达信号的模糊函数的基础上,着重分析了信号的距离高分辨特性和多普勒特性,通过比较得出结论:OFDM相位编码频率步进信号能有效实现距离高分辨,其多普勒敏感度介于OFDM相位编码和步进频信号之间。
大斜视SAR原始数据的快速模拟算法研究
刁桂杰, 许小剑
2011, 33(3): 684-689. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00498
[摘要](2787) [PDF 403KB](708)
摘要:
该文针对小斜视和大斜视模式合成孔径雷达(SAR)提出了两种高效的原始数据模拟算法:变尺度傅里叶变换(SCFT)算法和沿距离向积分算法。基于SCFT的模拟算法将传统的基于2维快速傅里叶变换的2维频域算法推广到斜视模式,采用SCFT取代插值操作,提高了小斜视SAR原始数据模拟的计算效率和仿真精度。沿距离向积分算法适用于大斜视SAR原始数据模拟,保证了大斜视SAR原始数据的模拟精度并同时提高了计算效率。最后,通过仿真证明了这两种算法的有效性。
基于混合域的SAR回波快速算法
汪丙南, 张帆, 向茂生
2011, 33(3): 690-695. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00555
[摘要](2863) [PDF 399KB](753)
摘要:
该文提出了一种基于混合域的SAR回波快速算法。该算法利用空变的系统传递函数参与计算,沿距离时域积分计算回波信号2维频谱,从而实现了回波信号的精确仿真。复杂度和性能分析表明,该算法不仅能够在保证较高相位精度情况下有效提高回波仿真速度,而且在2维时域内易于添加运动误差模型。最后针对点阵和面目标进行了仿真,验证了算法的有效性。
非均匀环境中的分布目标自适应检测
尚秀芹, 宋红军, 程增菊, 赵秉吉
2011, 33(3): 696-700. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00576
[摘要](2906) [PDF 253KB](893)
摘要:
该文研究了非均匀环境中的分布目标和多点目标的检测。其中,假设辅数据协方差矩阵服从以主数据协方差矩阵为条件的逆Wishart分布,且均值与之成比例。首先给出主数据协方差矩阵、比例因子和目标幅度的最大似然估计(MLE),然后基于贝叶斯理论和广义似然比(GLRT)判决准则提出了一种检测器。当目标只存在单个距离门时,检测器和自适应相干估计器(ACE)一致;当目标跨越多个距离门时,检测器和广义自适应子空间检测器(GASD)一致。但不同在于ACE和GASD都是基于未知的确定干扰协方差矩阵的。另外,该检测器具有恒虚警率(CFAR)特性,并且有很好的检测性能。
超宽带雷达生命信号频率检测的Cramer-Rao下界
戴舜, 方广有
2011, 33(3): 701-705. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00643
[摘要](3501) [PDF 240KB](987)
摘要:
该文基于脉冲超宽带顺序信号模型和极大似然准则,结合Fisher信息矩阵和Cramer-Rao矩阵不等式,分析了UWB生命信号参数估计的泛化Cramer-Rao下界(CRLB)。根据等效时间采样原理,采用正弦位移函数近似生命微动信号,推导出了修正的UWB生命信号频率检测CRLB公式。仿真结果表明,增大观测时间、发射脉冲带宽以及系统信噪比可提高UWB雷达生命信号频率检测的精度。心跳信号检测比呼吸信号要求更高。
一种改进的星载SAR波束优化算法
孙慧峰, 石力, 邓云凯
2011, 33(3): 706-710. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00666
[摘要](3179) [PDF 250KB](682)
摘要:
针对传统的星载SAR波束展宽优化算法中优化变量数目多、计算时间长的缺点,该文提出了一种减少变量数目、提高优化速度的算法。该算法对常规遗传算法进行了改进,以正交多项式为天线口径分布的基函数,以多项式系数为优化变量,从而大大减少了优化的变量数目,提高了优化速度。此算法经过了长时间的改进,已经在多个型号项目中得到了广泛的应用。
基于修正SSIM的SAR干扰效果评估方法
韩国强, 李永祯, 王雪松, 邢世其, 刘庆富
2011, 33(3): 711-716. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00493
[摘要](2816) [PDF 569KB](1381)
摘要:
该文提出了一种基于修正结构相似度的合成孔径雷达干扰效果评估方法。该方法不仅巧妙地利用了结构相似度作为主客观评价的连接纽带,而且结合梯度模与人眼视觉系统多通道特性相匹配的特点,通过非线性处理得到了修正的评估指标GSSIM。仿真结果表明,GSSIM较均方误差、峰值信噪比及相关系数等传统评估指标具有明显的优势,不仅能够更好地反映出干扰对图像ROI的影响,而且能够与人类视觉系统保持高度一致,进一步提升了整套评估系统的效率和准确率。
高性能并行比特变换运动估计硬件架构设计
陈运必, 郭立, 李正东, 池凌鸿
2011, 33(3): 717-722. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00636
[摘要](2372) [PDF 359KB](646)
摘要:
为了满足便携式实时全高清视频的处理要求,该文基于1维源像素线性阵列,提出一种新的多宏块并行比特变换运动估计结构,克服以往2维阵列消耗资源较多且延时大的不足。该文结构易于并行扩展且更为节约资源,进一步还针对脉动胞元和数据存储器这两个系统瓶颈进行优化设计。FPGA实现结果表明,与同类设计相比,该文设计在面积和速度上均有改善,LUTs资源节约43%,DFFs资源节约25%,BRAMs数目节约75%,性能提升32%。
可重构存储器无地址冲突的访问机理及比特标识方法研究
杨金林, 杨海钢
2011, 33(3): 723-728. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00463
[摘要](2949) [PDF 500KB](732)
摘要:
该文着重分析了可重构双端口存储器读写冲突产生的机理,揭示了存储器在可重构条件下地址冲突的依存关系、数据读出映射和路由关系。为实现可重构存储器在无地址冲突下的高性能自由访问,提出了比特标识方法,在发生冲突时缓存一个写入操作,并对数据位的每一比特增加标识位,标识位控制缓存数据向存储核的写入和向存储器外的读出。在0.13m和0.18m主流工艺下的实验结果表明,和其它设计方法比较,面积下降约11%,度提升约21%。采用该方法实现的可重构存储器嵌入到国产百万门级FPGA器件,经测试,达到了无冲突的效果。
研究简报
普适终端业务的管理信息建模及实现机制
芮兰兰, 孟洛明, 邱雪松
2011, 33(3): 729-733. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00629
[摘要](2261) [PDF 293KB](794)
摘要:
该文针对现有终端管理信息模型无法为普适终端业务提供完整信息支撑的现状,研究普适终端业务对管理信息的需求及其信息建模方法。基于该方法形成了一套通用的普适终端业务管理信息模型。该模型基于分域的组织框架,提供从设备、网络、业务到用户层面的管理信息,展现了各信息间的关系,有效地弥补了现有终端管理信息模型的不足。提出了基于管理信息模型的推理实现智能化、个性化普适终端业务的机制。最后通过一个具体业务接续场景验证了提出的建模方法及业务实现机制。结果表明,该信息模型能够对各种被管资源进行抽象,基于该信息模型可实现异构终端环境下面向用户个性需求的普适终端业务。
衰落信道下基于非合作博弈的Ad hoc协作并行传输方案
陈晨, 高新波, 李晓记, 李长乐
2011, 33(3): 734-738. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00675
[摘要](2555) [PDF 249KB](705)
摘要:
该文针对Ad hoc网络中同时存在的快、慢衰落情况,提出一种依据节点信号干扰噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)计算并行传输门限的方法。该方法在获知节点信道质量的分布情况后,采用贝叶斯非合作博弈理论对不同源目的节点对之间的并行传输进行建模。考虑到该模型会使信道质量长时间低于并行传输门限的节点处于发送饥饿状态,该文引入协作通信机制来解决饥饿节点的并行传输问题,且与已存在的源目的节点通信对并存。仿真结果显示,该文提出的CTCG (Concurrent Transmission based on Channel quality with Game theory aid)模型能较大程度增加Ad hoc网络的并行传输机会,提高系统吞吐量,且能够较好的解决饥饿节点的发送抑制问题。
非数据辅助的OFDM系统符号同步算法
胡登鹏, 石峰, 张尔扬
2011, 33(3): 739-743. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00487
[摘要](2420) [PDF 295KB](851)
摘要:
该文中研究了OFDM系统中的非数据辅助符号同步问题。首先,假设OFDM相邻子载波信道的频域响应相同,建立了一种基于OFDM系统相邻子载波间功率差值平方的代价函数,通过对代价函数最小化得到了一种适用于基带调制为恒幅调制的OFDM系统的非数据辅助符号同步算法。然后,通过对信道进一步假设,得到了其它两种类似的代价函数,并对载波频偏及信道噪声对算法的影响和算法的运算量进行了分析和讨论。最后,通过计算机仿真对所得同步算法在不同代价函数及不同载波频偏时的性能进行了分析,并同其它两种已有同类算法进行了比较。仿真结果表明,所得算法的性能总体上优于其它两种已有同类算法。
新型高收敛隐式空间映射算法设计微波滤波器
邢连发, 雷振亚, 谢拥军, 李平, 山团彪, 石晶
2011, 33(3): 744-748. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00399
[摘要](2856) [PDF 363KB](1083)
摘要:
该文介绍了一种高收敛隐式空间映射算法,改进了隐式空间映射算法中粗糙模型到精细模型之间参数映射。它加入粗糙模型参数选择过程,避免了粗糙模型优化中的假收敛情况,加快精细模型与设计目标的逼近速度。参数选择过程不需要增加精细模型的计算次数,提高了优化效率。该文通过设计一个发卡形滤波器,并与以前的隐式空间映射算法计算结果进行比较,优化得到了比指标性能更优越的结果。同时证明了新算法比旧算法具有更快的逼近速度和更高的优化效率的优点。
新型双声道音频- DAC小面积插值滤波器的设计实现
刘素娟, 张特, 陈建新
2011, 33(3): 749-753. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00587
[摘要](2748) [PDF 386KB](832)
摘要:
该文提出了一种新型双声道音频-数模转换器(DAC)小面积插值滤波器设计方法。该方法采用左右两个声道复用一个插值滤波器的新型结构,并利用存储器实现第1级半带滤波器,从而降低芯片的实现面积。提出重新排序方法,保证复用后两个声道的同步。设计在TSMC 0.18m 1.8 V/3.3 V 1P5M CMOS工艺上实现,测试信噪比为106 dB,数字部分芯片的面积仅为0.198 mm2,功耗为0.65 mW。这种设计方法降低了- DAC系统中数字部分的面积和功耗,给模拟部分留有较大的设计裕量,这对模数混合系统的设计具有重要的意义。
AWE在双负媒质宽频散射分析中的应用
孙玉新, 陈明生, 吴先良, 杨梅
2011, 33(3): 754-757. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00661
[摘要](2610) [PDF 232KB](596)
摘要:
该文旨在利用渐近波形估计(AWE)技术来研究双负媒质(DNG)的电磁散射特性。文章首先从双负媒质(DNG)的本构关系出发,推导出DNG的PMCHWT方程,从而解出单频率入射波下的电流和雷达散射截面(RCS);通过对阻抗矩阵元素的处理,实现了阻抗元素高阶导数的求解,成功的将AWE技术应用于DNG宽频电磁计算领域。计算实例表明:AWE计算的结果能很好地逼近精确解,同时大大提高了计算效率。
基于矩量法的电大目标RCS核外并行计算
徐晓飞, 曹祥玉, 高军, 吴君辉, 郑秋容
2011, 33(3): 758-762. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00519
[摘要](2410) [PDF 460KB](739)
摘要:
核外求解计算可以解决计算机内存不足的问题,但由于硬盘读写速度的限制,使得问题的求解速度过慢。针对上述问题,该文采用了核外并行求解方法;为充分利用各计算节点的内存和减少读写数据的时间,将矩阵按分块依次并行消元,加快了问题求解速度。计算了金属立方体、金属组合体和飞机模型的双站雷达散射截面,并与常规核外并行方法、核内并行方法进行了比较。结果表明,该文方法可快速、有效地求解电大目标的电磁散射问题,而且不损失计算精度。

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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