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2011年33卷6期

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论文
新的基于Shim签名的可验证加密签名方案
谷利泽, 孙艳宾, 卿斯汉, 郑世慧, 杨义先
2011, 33(6): 1271-1276. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01104
[摘要](2586) [PDF 245KB](799)
摘要:
该文利用Shim基于身份的数字签名方案,提出了一个新的基于身份的可验证加密签名方案。作为设计公平交换协议的基本模块,该方案没有使用零知识证明系统提供验证,有效地避免了大量运算。与已有基于身份的可验证加密签名方案相比,该方案效率较高。安全性分析表明,在假设CDH问题是难解的情况下,该方案在随机预言模型中是可证安全的。
标准模型下KDM安全的对称加密方案
来齐齐, 陈原, 裴庆祺, 谢敏, 张安源
2011, 33(6): 1277-1281. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00899
[摘要](2389) [PDF 251KB](935)
摘要:
KDM(Key-Dependent Message)安全是考虑当加密的明文消息是所用加密方案私钥的函数时的安全问题。该文利用通用哈希函数(universal hash function),在标准模型下基于一种变形的剩余哈希引理(left-over hash lemma)构造出一个信息论KDM安全的无状态对称加密方案。该方案能够抵抗任意攻击者接近指数次边界的KDM加密询问攻击,并且攻击者询问的挑战函数可以是任意集合。最后通过合理选择参数,对比已有方案,证明该文所构造方案的安全性有所提高。
一种延迟容忍移动传感器网络自适应连接探测机制
杨奎武, 郑康锋, 钮心忻, 杨义先, 郭世泽
2011, 33(6): 1282-1289. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01119
[摘要](2166) [PDF 501KB](670)
摘要:
连接探测效率对延迟容忍移动传感器网络(Delay-Tolerant Mobility Sensor Network,DTMSN)的性能有着重要的影响。该文在对随机路点(Random Way-Point,RWP)移动模型统计特性研究的基础上,提出一种面向RWP的DTMSN自适应连接探测机制(Adaptive Contact-Probing Scheme,ACPS)。其基本思想是节点根据每次移动过程中连接到达率的不同,自适应地调整连接探测次数和探测时间,通过提高探测效率和探测准确性来降低探测能量开销和连接发现延迟。仿真结果表明,与固定周期探测机制(Fixed-cycle Probing Scheme,FPS)相比,ACPS能够以较低的能量开销取得更高的探测成功率和更短的连接发现延迟。
一种自适应侦听的异步无线传感器网络MAC协议
陈德富, 陶正苏, 朱建平
2011, 33(6): 1290-1293. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01106
[摘要](2488) [PDF 232KB](766)
摘要:
为了提升异步无线传感器网络MAC协议在动态网络负载下的性能,论文提出了一种流量自适应的异步协议AA-MAC。该协议基于短前导序列采样技术,当节点收到数据后并不理解转入睡眠而自适应增加若干个最短侦听时间用以接收发送节点的可能其他数据,使得收发双方在网络负载较重时能实现一次配对多次收发数据。分析并对比了AA-MAC和X-MAC的能耗和延时模型。在一个9跳线形拓扑网络上的仿真结果表明:AA-MAC在各种负载下性能均优于S-MAC;当网络负载很轻时,AA-MAC表现和X-MAC相当;随着网络负载加重,AA-MAC和X-MAC能耗相当但延时减少了56%以上。
情感驱动的自私MANETs节点协商机制
杨杨, 邱雪松, 孟洛明, 高志鹏
2011, 33(6): 1294-1300. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01072
[摘要](2346) [PDF 486KB](691)
摘要:
在移动Ad hoc网络(MANETs)中,具有不同工作环境和目标的自私节点追求最大化自身利益,因此需要一种有效的激励手段促进彼此间的协作和资源共享。情感作为影响节点认知和行为决策的重要因素,能够帮助节点在资源有限、不可预知的场景中增强适应性和自治性。该文提出一种情感驱动的自私MANETs节点协商机制(Emotion-driven Negotiation of Selfish Nodes in the MANETs,ENSNM),将情感因素定义为自私MANETs节点内在的能力和属性。协商初始阶段,成就动机的强烈程度支配节点发起或参与一次协商,同时影响初始价的设定。另外,在每轮协商开始前遵循韦伯-费希纳定律对协商最后期限进行修正。仿真实验表明ENSNM机制能够提高MANETs网络的协商效率,并减少网络流量和通信能耗。
均衡虚拟网构建算法研究
齐宁, 王保进, 汪斌强, 张栋
2011, 33(6): 1301-1306. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01130
[摘要](2368) [PDF 276KB](777)
摘要:
如何在物理资源有限的条件下构建出满足用户需求的虚拟网是一个热点问题。该文针对虚拟网(Virtual Network,VN)的构建方法进行了论述,分析了虚拟网构建的数学模型,给出了构建策略的若干重要原则,为提高构网成功率,分别提出基于链路负载均衡度和节点负载均衡度的虚拟网构建算法,在此基础上提出了考虑均衡的自适应虚拟网构建算法(Balanced Adaptive VN Construction Algorithm, BACA)以及链路失效后的处理方法和迁移策略。最后,通过仿真实验,从虚拟网构建需求接收率和构建后整个网络的链路均衡度以及节点均衡度3个方面验证了BACA的优越性。
基于核Batch SOM聚类优化的语义Web服务发现机制研究
陈蕾, 杨庚, 张迎周, 陈燕俐
2011, 33(6): 1307-1313. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01120
[摘要](2394) [PDF 626KB](877)
摘要:
如何快速、准确和高效地发现满足用户需求的Web服务已成为制约服务发展的瓶颈之一。该文针对现有Web服务发现机制中存在的效率低下和查准率不高的两个主要问题,提出了一个基于核Batch SOM神经网络聚类优化的语义Web服务发现框架。该框架分别在服务表示阶段引入WordNet和隐含语义索引技术对Web服务进行语义扩展和概念语义空间降维;在服务分类阶段利用核机学习理论改进一类适用于Web服务分类的核Batch SOM神经网络算法;在服务匹配阶段提出一种基于核余弦相似性测度的Web服务匹配算法。最后,真实Web服务数据集上的实验结果验证了所提出方法的可行性。
一种新的基于概率统计论的P2P网络信任模型
徐海湄, 齐守青, 卢显良, 韩宏
2011, 33(6): 1314-1318. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00179
[摘要](2599) [PDF 445KB](721)
摘要:
经典的P2P网络信任模型采用迭代方法由局部信任值推算出全局信任值,每次交易都要引起整个网络节点的迭代运算,导致计算复杂,通信流量大,并且面临交易数据过于稀疏,计算不够精确从而容易陷于恶意节点的共谋、诋毁和睡眠等攻击问题。为了保证数据的稠密性与计算结果的精确性,论文基于概率统计理论,提出了一种新的全局信任模型。该模型根据节点的历史交易情况,运用最大似然估计,假设检验等方法计算出节点的信任度,节点选择与可信度高的节点进行交易。数学分析与仿真实验表明该模型能有效地抵抗恶意节点的攻击,与经典信任模型Eigentrust相比,较大程度地提高了整个P2P网络的成功交易率。
一种改进的反馈制两级交换结构FTSA-2-SS
申志军, 曾华燊, 高志江
2011, 33(6): 1319-1325. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01207
[摘要](2349) [PDF 341KB](530)
摘要:
基于反馈的两级交换结构FTSA (Feedback-based Two-stage Switch Architecture)在仿真中表现出极其优异的时延性能,但该结构对调度算法的时间限制使其理论性能无法实现。针对这一问题,该文基于2-错列对称的crossbar连接模式提出一种改进的反馈制两级交换结构FTSA-2-SS (FTSA using the 2-Staggered Symmetry connection pattern),应用该连接模式可使信元传输与调度算法并行工作,从而将算法的时域空间拓展到一个时槽。此外,该文还利用双信元缓冲模式和RB (Re-sequencing Buffer)来解决由此而带来的信元冲突和失序问题。理论分析表明FTSA-2-SS和FTSA具有相同的稳定性,仿真结果显示FTSA-2-SS的时延性能优于其他非反馈负载均衡结构。
基于空间唤醒的水声传感器网络节能路由协议
钟永信, 黄建国, 韩晶
2011, 33(6): 1326-1331. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01090
[摘要](2253) [PDF 297KB](773)
摘要:
针对水声传感器网络高能耗的特点,该文提出了基于空间唤醒的节能路由协议ERBSW (Energy-efficient Routing protocol Based on Spatial Wakeup),该协议将3维网络空间划分为唤醒层和睡眠层,每个节点根据当前的深度信息,动态地决定其处于唤醒或睡眠状态。另外,ERBSW通过定期地广播Hello包来建立唤醒邻节点集合,使得数据包由较高的唤醒层节点向较低的唤醒层节点传递,从而避免了冗余节点因空闲侦听以及不必要的数据接收所产生的能量浪费。仿真结果表明,在不同网络密度条件下,该协议相比VBF(Vector-Based Forwarding)能耗节省了约16%~48%。
兼容多标准的高效运动补偿新结构
喻庆东, 周莉, 陈杰
2011, 33(6): 1332-1338. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01134
[摘要](2325) [PDF 472KB](720)
摘要:
为有效解决运动补偿的多标准兼容问题,该文提出了一种改进的适用于多标准运动补偿的新插值算法结构,新插值算法基于文中提出的RL(Rounding Last)策略和DTS(Diagonal Two Step)策略,其采用一种统一的两步插值结构有效地兼容了各标准中亮度分量和色度分量的插值。基于新算法,设计实现了一种可重构的多标准运动补偿硬件电路,该电路采用了基于可变块大小的运动补偿结构。实现结果表明,与JM8.4中基于44固定块大小的运动补偿结构相比,所设计的电路使得带宽需求降低了27%~50%,平均单次访问外部存储器的突发长度提高了1.22~2.25倍;电路在125 MHz工作频率下可满足全高清1080 p (19201080) 30帧/s的实时解码需求。
H.264结构相似性最优的宏块层码率控制算法
崔子冠, 朱秀昌
2011, 33(6): 1339-1344. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01128
[摘要](2074) [PDF 392KB](754)
摘要:
传统码率控制(RC)大多以客观失真作为失真度量,无法得到最优的主观质量。该文将基于结构相似(SSIM)的主观失真用于H.264视频编码的率失真优化和码率控制,提出了一种SSIM最优的宏块(MB)层码率控制(RC)算法。首先提出了一种经验型的SSIM线性失真模型,并结合改进的二次码率-量化(R-Q)模型用Lagrange乘子法得到了SSIM最优的MB层量化步长的闭式解。实验结果表明:该文算法相比客观质量最优的MB层RC算法JVT-O016更好地编码了图像结构信息,得到了更好的主观质量。
一种新的用于Hammerstein预失真器的自适应结构
佀秀杰, 金明录
2011, 33(6): 1345-1349. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01189
[摘要](2152) [PDF 262KB](766)
摘要:
针对目前的自适应预失真结构不利于高效的最小二乘算法直接对Hammerstein预失真器参数进行更新的问题,该文提出了一种新的自适应预失真结构。应用该结构可以得到Hammerstein预失真器中两个子系统的误差,因此可使用高效的最小二乘算法直接对Hammerstein预失真器进行自适应更新,避免了结构误差以及子系统误差不精确对预失真器性能的影响。仿真结果表明:该文提出的自适应结构可使Hammerstein预失真器快速高效地补偿带记忆效应功率放大器的非线性失真。
多基站协作的闭环宏分集发射方案的最优设计
邹应全, 李春国, 杨绿溪
2011, 33(6): 1350-1355. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01117
[摘要](5172) [PDF 321KB](943)
摘要:
针对在多个基站联合服务一个移动用户,并且基站和用户均配置多天线的应用场景下,该文研究了多基站协作预编码的最优设计问题。首先基于系统均方误差函数最小化准则建立了数学模型;进而对该数学模型进行等价变换。等价变换后,需要求解的问题变成了由原始问题的对角块矩阵中所有非零元素组成的列向量求解;最后利用拉格朗日乘子法对变换后的问题进行求解,最终得到问题最优解的解析表达式。基于该解析表达式,设计了一个联合优化多点协作发射机与接收机的迭代算法。计算机仿真表明,所提方案在系统误比特率、误符号率以及系统频谱效率方面都有着明显的增益。
MIMO认知无线电分布式波形自适应算法
魏飞, 杨震
2011, 33(6): 1356-1360. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01074
[摘要](2186) [PDF 285KB](697)
摘要:
该文研究在主用户干扰温度约束下多个竞争的MIMO认知无线电最大化自身信息速率的波形自适应问题。该文使用非协作博弈论将其表述为Nash均衡问题,给出了Nash均衡解存在唯一的条件,并提出了一种求解Nash均衡的带惩罚价格的分布式迭代注水算法,通过对干扰进行价格惩罚使得MIMO认知无线电在达到Nash均衡时满足干扰温度约束。仿真结果表明相对于不考虑干扰温度约束的经典迭代注水算法,该文算法能够满足干扰温度约束,适用于认知无线电网络。
IR-UWB能量检测接收机中基于门限的TOA估计
姜向远, 张焕水, 王伟, 王邢波
2011, 33(6): 1361-1366. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01187
[摘要](2437) [PDF 286KB](739)
摘要:
为提高能量检测模式下脉冲超宽带(IR-UWB)测距的精度和可行性,该文提出基于最优门限和次优门限的两种到达时间(TOA)估计算法。最优门限算法以接收机信号统计特性与UWB小尺度衰减特性关系式为基础推导出门限选择的闭合表达式,并在最小均方误差(MMSE)指标下求解TOA估计值;次优门限算法以最优门限分析为基础,在虚警概率约束下使用牛顿迭代给出求解门限的递推算法。仿真表明,与同类算法相比,最优门限算法测距精度有较大提升;次优门限算法易于实现,且性能无明显下降。
一种新型的基于最大特征值的合作频谱感知算法
曹开田, 杨震
2011, 33(6): 1367-1372. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01091
[摘要](2377) [PDF 283KB](715)
摘要:
针对认知无线电中经典频谱感知方法的缺点,该文利用随机矩阵理论的相关研究成果,提出了一种基于采样协方差矩阵最大特征值与平均能量的合作频谱感知新算法。该算法将次用户接收信号协方差矩阵的最大特征值与接收信号平均能量的比值(Maximum Eigenvalue-Energy Detection, ME-ED)作为统计判决量,以此判决出主用户是否存在,从而实现频谱感知功能。理论分析表明,与经典频谱感知方法相比,ME-ED算法无需知晓主用户信号的任何先验知识及噪声功率。仿真结果显示,与MED算法和ED方法相比,该算法不仅对噪声的不确定性不敏感,而且在噪声存在波动的情况下,其感知性能最优,鲁棒性最强。
一种基于自适应网络卷积编码的协作中继方法
淦明, 李辉
2011, 33(6): 1373-1378. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00876
[摘要](2277) [PDF 346KB](637)
摘要:
在无线衰落信道环境中,协作中继是一种增加额外分集增益的有效方法,而网络编码可以用来提高网络吞吐量。网络编码采用XOR(异或)来混合两个源端的信息包,其稳健性差并且每个中继只能服务两个源端。该文提出一种自适应网络卷积编码协作中继方法,在中继端采用卷积编码方法代替XOR来混合两个或多个源端的信息包,混合后的信息可以看作是卷积编码器的一路输出,然后将其转发给目的端。当信道处于深度衰落时,该文提出了一种宽松自适应网络卷积编码协作中继方法,放松了中继参与转发的条件。该文提出的中继方法稳健性好,可以自适应匹配变化的无线网络拓扑结构,并且减少了网络编码协作中继方法所需要的中继个数。理论分析和仿真结果表明所提出的中继方法相比网络编码协作中继方法在性能上有大幅提高,尤其是随着协作节点数目增加,可保证系统获得稳定的额外满分集增益。
基于四阶累积量的近远场源多参数联合估计算法
徐元欣, 王安国, 聂仲尔
2011, 33(6): 1379-1384. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01311
[摘要](2587) [PDF 325KB](551)
摘要:
该文提出了一种新的基于四阶累积量的信源多参数联合估计方法,可实现信源频率、方位及距离的联合估计。该算法无需峰值搜索,适用于任意高斯噪声环境,可有效降低阵列孔径损失。算法中,通过选取特定序号阵元上的输出构造四阶累积量矩阵,有效地避免了因同时存在远场源时而出现的矩阵降秩现象,因而该算法适用于近场、远场或混合信源的参数估计。仿真结果验证了提出方法的有效性。
水下小孔径阵列自适应匹配滤波检测方法
王静, 黄建国
2011, 33(6): 1385-1389. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01139
[摘要](1981) [PDF 250KB](616)
摘要:
为了解决水下小孔径阵列有色噪声场中目标检测问题,该文提出了一种基于目标方位似然估计的自适应匹配滤波器(ML-AMF)方法,该方法采用似然方法估计目标方位,并使用预先估计的方位信息进行能量检测,通过推导得到检验统计量。该方法克服了自适应匹配滤波器(AMF)目标方位失配带来的影响。仿真和实测数据的结果均验证了该方法在水下色噪声场中的有效性。8元均匀小孔径线列阵湖试数据的仿真结果表明,ML-AMF的检测性能优于MVDR 1~5 dB,优于CBF 12~17 dB。
一种低信噪比下的信号源数检测新方法
侯云山, 黄建国, 史文涛
2011, 33(6): 1390-1394. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01077
[摘要](2346) [PDF 274KB](750)
摘要:
空间信号源数检测是阵列信号处理的关键问题之一,该文针对低信噪比下传统检测方法的性能差的问题,提出了一种基于近似特征向量的检测新方法DTAE(Detection Technique based on Approximate Eigenvectors)来改善低信噪比下传感器阵列的信源数检测性能。该方法首先利用波束形成器在空间做预扫描来估计信号群中心的位置,以这些位置作为参考方向计算接收数据协方差矩阵的特征向量的近似值,然后使用特征向量的近似值对阵列输出数据加权,最后计算加权输出数据的频域峰值-平均功率比值从而估计信号源的个数。仿真结果表明,提出的新方法在低信噪比下的检测性能显著优于AIC(Akaike Information Criterion)等方法,有一定的工程应用价值。
DTFT频谱细化特性分析及其快速算法设计
肖玮, 涂亚庆, 何丽
2011, 33(6): 1395-1400. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01118
[摘要](2667) [PDF 468KB](1068)
摘要:
该文介绍了离散时间傅里叶变换 (Discrete Time Fourier Transform, DTFT)的一种等价定义式,分析了DTFT与线性调频Z变换(Chirp-Z transform)的联系与区别,推导出DTFT是一种特殊形式的Chirp-Z变换,具有频谱细化特性。设计了DTFT的快速算法,给出了算法实现步骤。算法计算量分析表明:在相同频率分辨率下,DTFT快速算法的计算量比Chirp-Z变换快速算法小。仿真结果验证了理论推导的正确性和DTFT在频率估计方面的优越性。
一种鲁棒的非均匀灰度图像分割算法
田沄, 周明全, 段福庆, 武仲科
2011, 33(6): 1401-1406. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01087
[摘要](2355) [PDF 854KB](973)
摘要:
针对非均匀灰度图像分割困难及分割效率低下的问题,该文提出了一种基于活动轮廓模型的高效图像分割算法。不同于传统水平集方法中仅用单一信息定义的能量泛函,该算法结合图像的边缘信息和区域统计信息定义了一个新的能量泛函。边缘信息的利用便于演化轮廓线快速精确地定位至物体边缘;区域统计信息由局部统计信息和全局统计信息构成,一方面,局部统计信息的利用能够有效处理图像的灰度分布不均匀现象,另一方面,全局统计信息的利用避免了轮廓线陷入局部极小值。最后,在轮廓线演化过程中,通过高斯卷积核实现快速规则化,避免了传统模型计算代价高昂的重新初始化或规则化。合成图像和真实图像的实验结果表明,该文算法不仅能够快速有效分割灰度分布不均匀的弱边缘物体,而且对于多灰阶复杂结构物体也能够精确分割;同时,该算法对噪声和初始轮廓线具有较好的鲁棒性。
非局部联合稀疏近似的超分辨率重建算法
李民, 李世华, 李小文, 乐翔
2011, 33(6): 1407-1412. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01092
[摘要](2891) [PDF 972KB](1131)
摘要:
该文结合联合稀疏近似和非局部自相似的概念,提出非局部联合稀疏近似的超分辨率重建方法。该方法将输入图像的跨尺度高、低分辨率图像块统一进行联合稀疏编码,建立它们之间的稀疏关联,并将这种关联作为先验知识来指导图像的超分辨率重建。该文方法保证跨尺度自相似集具有相同的稀疏性模式,能更有效地利用图像的自相似性先验信息,提高算法的自适应性。通过自然图像实验,与其它几种基于学习的超分辨率算法对比,超分辨率效果有较好改善。
图像和视频中基于部件检测器的人体姿态估计
苏延超, 艾海舟, 劳世竑
2011, 33(6): 1413-1419. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01042
[摘要](2507) [PDF 950KB](1242)
摘要:
人体姿态估计是计算机视觉领域中的一个关键问题,可以应用于人体活动分析,人机交互以及视频监视等方面。该文针对单目图像和视频中的人体姿态估计问题,基于部件及图推理的方法,对观测模型和推理方法提出改进。该文设计实现了一种旋转不变的边缘力场特征,采用基于边缘力场特征的Boosting分类器作为观测模型,并利用一种基于粒子采样和置信度传播的优化算法进行姿态估计。算法的性能和速度在几个数据集上得到了验证。
基于方位非线性变标的弹载SAR下降段成像算法
周松, 包敏, 周鹏, 邢孟道, 保铮
2011, 33(6): 1420-1426. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01124
[摘要](2340) [PDF 580KB](702)
摘要:
俯冲下降阶段,弹体自身较大的俯冲下降速度和加速度导致SAR回波信号方位不变性的假设不再成立,给SAR成像处理带来困难。针对该问题,该文提出了一种基于方位非线性变标的弹载SAR下降段成像算法。结合级数反演,在2维频域完成距离徙动校正和距离脉冲压缩之后,通过方位向上的非线性变标操作,补偿空变的多普勒调频率,从而较为有效地改善了方位聚焦深度和聚焦质量。数据仿真验证了算法的有效性。
前视成像雷达图像序列配准算法研究
施云飞, 宋千, 金添, 周智敏
2011, 33(6): 1427-1433. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01309
[摘要](2480) [PDF 1029KB](677)
摘要:
为解决前视阵列成像雷达中图像序列的配准问题,该文将前视阵列雷达的成像原理与Hausdorff距离有机结合,提出一种图像序列配准方法。该方法基于传感器信息、图像分辨率校正和回波域Hausdorff距离,首先利用传感器信息估计出图像间的距离向偏移,在此基础上修正天线孔径长度并校正序列图像分辨率。为解决地雷目标各向同性造成的角度估计困难,使用Hausdorff距离对序列图像实施配准。结合前视阵列雷达的成像原理,将Hausdorff距离从图像域映射到回波域,实现分辨率校正与配准的统一,提高配准速度和精度。通过实测数据验证,该方法适用于前视阵列成像雷达,能够提高图像序列配准精度,改善系统检测率。
基于距离向Scaling原理的聚束SAR极坐标格式成像算法
李超, 刘畅, 高鑫
2011, 33(6): 1434-1439. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01068
[摘要](2538) [PDF 373KB](778)
摘要:
极坐标格式成像算法(PFA)的实现存在两个问题:去调频后存在残余视频相位(RVP);极坐标格式转化成直角坐标格式的插值处理运算量大,且插值精度会影响聚焦效果。针对这两个问题,该文提出了一种基于Scaling原理的距离向重采样方法,而方位向则采用Chirp-Z变换,在完成去RVP的同时完全避免了插值。该算法与传统PFA相比,仅仅使用FFT及信号复乘,更利于在硬件上实现,极大节省了计算成本,而且所得图像质量也有一定提高。另外与已存在的距离向CZT方法相比该文流程更为简单,包含更少的FFT及信号复乘。仿真实验验证了该文算法的有效性。
基于小波稀疏表示的压缩感知SAR成像算法研究
王伟伟, 廖桂生, 吴孙勇, 朱圣棋
2011, 33(6): 1440-1446. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01171
[摘要](2632) [PDF 2030KB](1432)
摘要:
高分辨大场景合成孔径雷达(SAR)成像给数据存储和传输系统带来沉重负担。该文对条带式体制下的SAR成像,提出基于场景方位向小波稀疏表示的压缩感知成像方法。该方法首先沿方位向进行随机稀疏采样得到降采样的原始数据,然后在距离向采用传统匹配滤波方法实现脉冲压缩处理,方位向则利用小波基作为场景散射系数的稀疏基,并通过求解最小l1范数优化问题重构方位向散射系数。所提算法在方位向严重降采样下仍能够实现无模糊的SAR成像,实测数据成像结果表明所提算法具有较好的有效性和一定的实用性。
严格解析谱下同航线双基SAR频率变标成像算法
陈士超, 武其松, 刘明, 邢孟道, 保铮
2011, 33(6): 1447-1452. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01089
[摘要](2472) [PDF 543KB](606)
摘要:
该文提出一种基于几何关系公式(GBF)方法推导出的TanDEM构形下严格解析双基频谱的频率变标(FS)算法,算法中半类双基角的求解过程不再需要进行数值计算,提高了成像的处理效率;不同于已有的双基成像算法,完全精确的双基谱使其不受基线长和作用距离比值大小的影响,可以进行长基线甚至极限基线长情形下的数据处理,仿真数据验证了该文算法的有效性;数值方法和该文所提方法成像效果的对比实验表明所提算法可以取得和熟知的计算量大的数值计算方法几乎完全相同的成像效果,进一步表明了该文方法的有效性和可行性。
弹载斜视SAR成像的改进波数域算法
肖忠源, 徐华平, 李春升
2011, 33(6): 1453-1458. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01192
[摘要](2086) [PDF 355KB](554)
摘要:
导弹非匀速直线运动且速度快的特点,使得弹载SAR回波信号的多普勒参数随斜距的变化较大,因此在波数域进行相位补偿的波数域算法很难实现弹载SAR测绘带内的高精度成像处理。该文在经典波数域算法及相关文献的基础上对波数域成像算法进行改进,将2维波数域中的方位压缩处理变换至时域或空域进行,从而可完成成像过程中多普勒参数适应距离的变化,降低原有算法使用同一参数带来的相位误差,因此改进算法能适用于宽测绘带的弹载SAR精确成像。仿真实验验证了改进算法的有效性。
机载雷达高速空中微弱动目标检测新方法
吴仁彪, 贾琼琼, 李海
2011, 33(6): 1459-1464. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01131
[摘要](2874) [PDF 425KB](670)
摘要:
该文分析了机载雷达高速微弱空中动目标检测问题,指出直接对总回波数据进行Keystone变换校正存在多普勒模糊的动目标的距离走动时,会导致杂波脊展宽、杂波自由度增加从而降低STAP性能。为了解决这一问题,该文提出了一种新方法,该方法首先进行杂波抑制,然后利用Keystone变换校正目标距离走动,最后对目标距离走动校正后的数据进行常规空时2维波束形成实现目标积累,从而避免目标与杂波模糊数不同时,直接对回波数据进行Keystone变换校正动目标距离走动的同时影响杂波分布特性进而降低STAP性能的问题。仿真结果证明了该方法的有效性。
一种改进的星载SAR俯仰向DBF处理技术
冯帆, 李世强, 禹卫东
2011, 33(6): 1465-1470. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01176
[摘要](2470) [PDF 418KB](691)
摘要:
在星载SAR系统的高分辨率宽测绘带成像应用中,为了增大接收增益,提高回波的信噪比,可利用数字波束形成(DBF)技术实现俯仰向多通道接收并处理回波信号。该文分析并推导出了俯仰向通道的响应函数。基于这一结果,提出了一种时变加权与FIR滤波相结合的DBF处理方法,并且给出了系统实现框图。与其它DBF方法相比,该方法能在不增加系统实现复杂度的前提下,实现对长脉冲的接收增益最大化与系统性能最优化。仿真结果表明,该方法能够近似达到理论上的系统性能最优值。
一种用于浅层探冰雷达的改进型宽带小型化TSA天线
张锋, 刘小军, 纪奕才, 方广有, 巨汉基
2011, 33(6): 1471-1474. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01136
[摘要](2268) [PDF 507KB](789)
摘要:
该文介绍了一种用于高分辨率浅层探冰雷达(工作于500 MHz-2 GHz)的小型化TSA天线。该天线采用共面波导到槽线的转换结构实现馈电,天线的两侧边采用波纹结构,构成波纹结构的金属细条带的长度从馈点端到辐射孔径端逐渐减小。仿真结果表明,比之传统的TSA天线,该天线的工作频带可向低频扩展,同时低频段端射向增益能够提高3 dB。测试结果表明,除550 MHz附近的一个窄频带(S11-8.2 dB)外,天线的阻抗带宽(S11-10 dB)大于10:1。此外,在500 MHz-2 GHz内测量得到的端射向增益大于3.9 dBi,测量得到的辐射方向图与仿真值有较好的一致性。
基于反向标定合成数据的改进集成算法
韩敏, 朱新荣
2011, 33(6): 1475-1480. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00954
[摘要](1928) [PDF 254KB](578)
摘要:
面对获得的数据量越来越多,需要处理的数据类型也不尽相同,因此就需要寻找一种具有较好泛化性能和较高分类精度的算法。该文提出一种通过借用反向扩充训练数据样本对输入数据类型的不敏感性和径向基函数网络模型快速学习的能力来进行集成的混合算法。采用渐进P值作为受试者特征曲线下面积与0.5判断冗余特征的标准,将反向标定合成的新数据对分类器进行训练,通过比较训练误差的变化来决定新分类器的添加,最终以绝大多数投票方法对所有的分类器进行决策融合。最后以UCI数据为实验,结果表明该算法可以较好地适应于不同数据类型,得到比其它集成算法更高的分类精度。
长互连链延时功耗建模与基于混合粒子群算法的优化
秋小强, 杨海钢, 周发标, 谢元禄
2011, 33(6): 1481-1486. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01114
[摘要](2023) [PDF 424KB](884)
摘要:
延时和功耗已经成为VLSI两个关键因素,该文提出一种用于综合考虑功耗和延迟的片上寄存器长链设计方法,首先建立由基于Elmore延时模型和综合功耗模型的能量延时积模型。提出一种混合进化粒子群算法,通过引入新的惯性权值算子和混合变异操作,克服了传统算法收敛速度慢,早熟及局部收敛等缺陷,同时采用基准函数对该算法进行测试,验证了算法的有效性。最后,将该算法应用基于最小能量延时积的长链设计中,和最小延时模型相比,该方法所得到的功耗延时积减少26.34%,能量延时积减少18.74%,HSPICE仿真验证了设计方法的有效性。
研究简报
认知无线电网络中基于噪声功率估计的能量检测性能
刘义贤, 季飞, 余华
2011, 33(6): 1487-1491. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01174
[摘要](2592) [PDF 274KB](827)
摘要:
该文分析了利用噪声功率估计值进行能量检测时判决门限的计算问题,推导出检测性能的Q函数表达式。为达到期望的检测性能,判决门限不能直接由噪声功率估计值替换已知的噪声功率得到,必须进行修正。文中给出了修正判决门限的闭合表达式,极大地简化了检测性能分析和判决门限计算。仿真结果表明,在估计样点数为20时,对比原判决门限,基于修正判决门限的误警概率减少了15%,有效地提高了认知无线电网络的吞吐量。
基于免疫计算的WCDMA网络基站选址优化
朱思峰, 刘芳, 柴争义
2011, 33(6): 1492-1495. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01108
[摘要](2090) [PDF 252KB](785)
摘要:
为了解决WCDMA网络基站选址优化问题,该文给出了一个基于免疫计算的选址优化方案。研究了容量约束下的小区面积,给出了免疫优化算法框架,并与文献算法进行了对比实验。实验结果表明:该文算法方案能以较小的网络建设代价满足覆盖要求,具有较好的应用价值。
基于子带相似性分析的JPEG2000图像无参考质量评价
郭迎春, 于明, ZhuQiu-ming
2011, 33(6): 1496-1500. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00890
[摘要](2420) [PDF 602KB](644)
摘要:
无失真图像中相邻尺度同一方向子带的小波系数是相互关联的,而编码压缩使得这种相关性随着压缩率而变化的。该文采用余弦相似性来模拟相邻尺度同方向子带图像的相关性,根据提取的子带相似性特征矢量和统计工具来分析人的主观质量评价得分MOS(Mean Opinion Scores)与子带余弦相似性的关系,得到了一种新的无参考质量模型。实验结果显示该文提出的JPEG2000无参考质量评价方法与MOS具有较高的相关性,而且复杂度低,运行时间少。
镜像不变的折反射全向图像与透视图像匹配
谭树人, 张茂军, 陈旺, 王斌
2011, 33(6): 1501-1504. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00626
[摘要](1960) [PDF 507KB](684)
摘要:
该文针对折反射全向摄像机的不同配置可能使全向图像和透视图像存在的镜像关系,而尺度不变特征变换算法并不对镜像保持不变性,提出将透视图像进行一次水平翻转,然后将原图与翻转后的图像分别与全向图像进行匹配,取效果好的匹配作为最终结果,从而实现镜像不变。针对全向图像的环形畸变,提出先将透视图像变换为扇形图像后再进行匹配。实验结果显示,将透视图像变换为扇形图像后再与全向图像进行匹配,匹配点总数增加,而错误匹配点数减少,匹配结果明显好于变换前的匹配结果。
符合HVS特性的相关系数SAR干扰效果评估方法
刘阳, 代大海, 王雪松
2011, 33(6): 1505-1509. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01177
[摘要](2466) [PDF 1246KB](677)
摘要:
该文提出了一种符合人眼视觉系统特性的合成孔径雷达干扰效果评估方法。该方法根据人眼视觉系统的对比敏感度函数,以及小波变换与人类视觉系统的多通道特性相匹配的特点,求取被干扰图像与原始图像之间在各子频带内小波分解系数的相关系数,最后通过非线性合并获得总的评价量小波加权相关系数。实验结果表明,该评估指标不仅能正确反映出SAR图像降质与干扰能量之间的关系,而且比传统的评估指标能更好地保持与人的主观感受一致。
高分辨率宽测绘带星载SAR距离向DBF处理
李杨, 黄杰文, 禹卫东
2011, 33(6): 1510-1514. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01157
[摘要](2996) [PDF 327KB](841)
摘要:
该文在研究星载SAR使用距离向数字波束形成(DBF)实现宽测绘带的基础上,通过理论推导和仿真分析了仅做时域加权DBF处理对成像结果幅度和分辨率的影响,并进一步针对DBF-SAR扫描接收方式研究了4种适用于不同发射信号脉宽的距离向DBF处理方法。仿真验证了4种处理方法在各自的前提下能有效实现距离向宽测绘带接收。
基于回波幅度特征的拖曳式诱饵存在性检测
宋志勇, 肖怀铁
2011, 33(6): 1515-1519. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01180
[摘要](2305) [PDF 294KB](717)
摘要:
诱饵的存在性检测是对抗拖曳式有源雷达诱饵干扰的前提,也是决定抗干扰效果的重要因素。该文基于雷达波束内诱饵存在导致的回波幅度特征变化,通过提取诱饵存在/不存在两种情况下雷达接收信号的幅度特征差异,推导了两种条件下雷达观测幅度的条件概率密度函数,在此基础上提出了基于回波幅度特征的广义最大似然存在性检测方法。结合不同干扰场景仿真验证了该方法的有效性。
ELVQ算法实现宽参数偏移的多故障电路诊断
徐崇斌, 赵志文, 郑慧芳
2011, 33(6): 1520-1524. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00011
[摘要](4634) [PDF 607KB](579)
摘要:
该文提出了一种强化自适应策略的学习矢量量化(Enhanced Learning Vector Quantization, ELVQ)算法,并设计了基于SOM(Self-Organizing Map)-LVQ模型的故障分类方法,用于实现宽参数偏移的模拟电路多故障诊断。该文算法具有两方面的优势:一方面利用获胜神经元数目的自适应,均衡了神经元的获胜概率;另一方面根据样本分类结果计算作用因子修正神经元的权值,增强了类别边界决策性能。仿真结果表明,所提出的算法具有收敛速度快,分类误差小等特点。

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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