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2011年33卷9期

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论文
伽利略搜救信号FOA和TOA估计的克拉美-罗界
王堃, 吴嗣亮, 韩月涛
2011, 33(9): 2033-2038. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00017
[摘要](2564) [PDF 276KB](981)
摘要:
该文考虑信息位宽的不确定性,研究了单个伽利略搜救信号FOA(Frequency Of Arrival)和TOA(Time Of Arrival)估计的克拉美-罗界(CRB)。推导了伽利略搜救信号Fisher信息矩阵元素的计算表达式,利用单位冲激函数的性质和Parseval定理,将单位冲激函数的平方和转换到频域进行计算,得到了FOA和TOA估计的CRB的解析结果。数值分析,Monte Carlo仿真及实测结果表明,上述CRB具有有效性,可以用于评估上述参数估计算法的性能。
基于噪声子空间奇异值的信号分量数目估计
周新鹏, 韩峰, 魏国华, 吴嗣亮
2011, 33(9): 2039-2044. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01216
[摘要](2794) [PDF 294KB](839)
摘要:
针对现有信号分量数目估计方法在低信噪比时估计性能差的问题,该文提出了基于噪声子空间奇异值恒虚警检测方法估计信号分量数目。通过对Hankel矩阵奇异值与噪声能量之间关系的研究,利用高斯白噪声包络平方服从指数分布的特点,在虚警率一定的条件下,获得噪声子空间奇异值检测门限。仿真结果显示该方法在低信噪比时有效。
正交模约束的稳健波束形成算法
谢斌斌, 甘露, 李立萍
2011, 33(9): 2045-2049. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00127
[摘要](2305) [PDF 281KB](807)
摘要:
Capon波束形成算法在导向矢量存在误差或是在较少快拍数或高信噪比情况下,都会使波束产生严重的畸变。为了提高波束的稳健性,该文提出了一种正交模约束的稳健波束形成算法(OCCB),并通过二次求导得到阵列权值的具体数学表达式。该算法在Capon算法的基础上,增加对阵列权值和噪声子空间的正交模约束,实现了在不影响信号和干扰特征值的同时,完成对噪声特征值的加载,减小噪声特征值的扩散程度。分析了部分对角加载对期望信号、干扰和噪声的影响。该算法在导向矢量存在误差、采样快拍数较少和高信噪比情况下,都可使波束具有更低的旁瓣和更加准确的主瓣指向,同时对干扰能进行较好的抑制,仿真结果证实了方法的有效性。
基于样条函数Renyi熵的时间分集小波盲均衡算法
郭业才, 龚秀丽, 张艳萍
2011, 33(9): 2050-2055. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00110
[摘要](2569) [PDF 440KB](679)
摘要:
针对时间分集分数间隔判决反馈盲均衡算法(TD)计算量大、收敛速度慢的缺点,该文提出了一种基于样条函数Renyi熵的时间分集小波盲均衡算法。该算法直接把定义的样条函数Renyi熵作为代价函数用于TD的权向量更新,利用分数间隔获得更详细的信道信息;由正交小波变换降低输入信号的自相关性,以加快收敛速度;利用时间分集和判决反馈结构来降低多径衰落对通信质量的影响。水声信道盲均衡的仿真实验,验证了该算法的有效性。
宽间距麦克风阵列实时无模糊多声源被动测向
许志勇, 赵兆, 刘明
2011, 33(9): 2056-2061. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01273
[摘要](2577) [PDF 314KB](822)
摘要:
该文针对宽间距麦克风阵列多源被动实时测向问题,研究了一种基于迭代互谱加权直方图的多源时延估计算法,利用声频信号的短时频谱稀疏性与正交性假设以及时延模糊周期的频变特点,在各声源真实时延处分别形成瞬时最大信噪比峰突,同时有效抑制因相差绕卷模糊引起的时延旁瓣,去除了多数现有基于时频稀疏特性的多源测向算法对阵元间距必须不大于最小信号波长之半的限制,使阵列系统可以兼具大孔径和低复杂度,数值仿真结果证明了所提算法的有效性。
基于准KLT域的线谱对参数压缩感知量化研究
肖强, 陈亮, 朱涛, 黄建军
2011, 33(9): 2062-2067. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00014
[摘要](2307) [PDF 299KB](750)
摘要:
用尽可能少的比特数实现线谱对(LSP)参数透明量化一直是语音编码领域的研究热点。该文基于压缩感知理论,研究了LSP参数在准KLT域的稀疏性,并设计了LSP参数先压缩感知再矢量量化的方案。编码端,利用压缩感知理论,在准KLT域将原始LSP参数投影到低维空间,得到低维测量值,而后采用分裂矢量量化算法对测量值进行量化;解码端,以量化后的测量值为已知条件,利用正交匹配追踪算法重构出原始LSP高维矢量,重构值作为最终量化值。实验结果表明,算法在适当的码本存储量和搜索复杂度下,达到透明量化效果所需的比特数最优时仅需5 bit/帧。
随机线性调频步进雷达波形设计及成像算法研究
何劲, 罗迎, 张群, 杨小优
2011, 33(9): 2068-2075. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00033
[摘要](2419) [PDF 807KB](1125)
摘要:
线性调频步进信号能在不增加系统瞬时带宽的情况下用数字信号处理的方法获得高的距离像分辨率,是一种高效的雷达信号形式。针对传统的线性调频步进信号抗干扰能力较差的问题,该文提出一种可以随机发射线性调频步进信号子脉冲的波形设计方法,结合压缩感知理论,运用较少的子脉冲实现了对运动目标1维距离像的重构和高分辨的2维成像。在此基础上,进一步分析了目标运动对随机线性调频步进信号雷达成像的影响,设计了包含测速脉冲的随机线性调频步进信号,并提出了基于时频分析、Radon变换和二值数学形态学相结合的运动速度估计及补偿方法。仿真实验验证了随机线性调频步进信号逆合成孔径雷达的性能及该文方法的有效性。
非合作雷达目标散射中心关联和三维重建算法
张颖康, 肖扬, 胡绍海
2011, 33(9): 2076-2082. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01449
[摘要](2155) [PDF 609KB](760)
摘要:
针对非合作雷达目标3 维重建技术中各未知视角下1 维散射中心难以关联的问题,该文提出了一种基于几何约束的散射中心关联方法。此方法通过对反投影误差的检验实现了对部分可靠散射中心的自动选择和有效关联。同时,利用由已关联散射中心距离数据估计出的目标运动参数,实现目标上更多散射中心的关联和3 维重建。仿真实验证明,该文提出的算法能够适用于1 维散射中心存在缺失点、虚假点和重叠点的复杂情况,有效增强了未知运动目标散射中心关联和重建的鲁棒性。
基于时间-距离像分布的锥体目标进动与结构特征提取
艾小锋, 邹小海, 李永祯, 赵锋, 肖顺平
2011, 33(9): 2083-2088. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00097
[摘要](2385) [PDF 1092KB](646)
摘要:
多特征综合利用是弹道目标识别的发展趋势。现有研究报道中,弹头进动特征提取通常假设某些结构特征已知,而结构特征提取通常又需要已知某些进动特征,这一学术僵局目前尚未有效突破。论文以旋转对称锥形弹头为研究对象,详细分析了各散射中心1维距离像位置与参考相位中心距离变化规律,基于时间-距离像分布,结合散射中心运动规律和几何关系,实现了进动特征(进动频率、进动角、初始相位角以及视线角)和结构特征(锥体高度、底面半径、质心到底面的距离)的联合提取,同时还估计出了质心与雷达的距离,仿真结果证明了算法的有效性和适应性。
一种基于高阶修正双曲线距离方程的中轨道SAR二维频谱
包敏, 邢孟道, 李亚超, 保铮
2011, 33(9): 2089-2096. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00047
[摘要](2373) [PDF 589KB](861)
摘要:
中轨道合成孔径雷达(MEO SAR)轨道高度高,合成孔径时间长,直线运动轨迹模型下的双曲线距离方程不再适用。针对这一问题,该文提出了一种适用于MEO SAR的高阶修正双曲线距离方程,该距离方程通过引入一线性项和一四次项对双曲线距离方程进行修正,使得其能对MEO SAR真实斜距历程进行四阶精确逼近。在此基础上,采用驻相点近似的方法推导该距离方程下2维频谱的闭合解析解,并结合级数反演法对频谱精度进行分析,发现采用驻相点近似方法得到的频谱精度严格精确到四次相位项,能满足MEO SAR精确成像的要求,为了便于成像算法的设计,该文对2维频谱各部分的空变性进行了分析。最后,仿真结果表明:该文距离方程和频谱精度较高,能实现MEO SAR全孔径精确成像。
基于感知矩阵统计相关系数最小化的压缩感知雷达波形优化设计
贺亚鹏, 庄珊娜, 李洪涛, 朱晓华
2011, 33(9): 2097-2102. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00021
[摘要](2836) [PDF 409KB](917)
摘要:
为了改善压缩感知雷达(Compressive Sensing Radar, CSR)目标参数提取的性能,该文提出一种最小化感知矩阵统计相关系数的CSR波形优化设计方法。文中首先建立了通用的CSR系统模型,推导了最小化感知矩阵统计相关系数的波形优化目标函数,其次以多相编码信号作为优化码型并采用遗传算法对目标函数进行优化求解。优化设计的波形使得感知矩阵子矩阵近似正交程度达到最优,与传统波形相比,能够有效降低目标参数估计误差,提高可检测目标个数的上限,改善了CSR目标参数提取的准确性和鲁棒性。计算机仿真验证了该方法的有效性。
基于压缩感知理论的多普勒解模糊处理
张玉玺, 孙进平, 张冰尘, 洪文
2011, 33(9): 2103-2107. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00073
[摘要](2282) [PDF 247KB](1056)
摘要:
多目标的多普勒解模糊处理是低脉冲重复频率(PRF)雷达的关键技术之一,论文提出一种新的基于压缩感知(CS)理论的多普勒解模糊处理方法,利用多重PRF方式下相参处理间隔内的时域欠采样特性及多普勒频谱的稀疏特性,构造了多普勒解模糊的CS模型,采用正交匹配追踪(OMP)算法直接估计出无模糊多普勒谱的幅度响应,可实现PRF分组参差方式下对多个目标的解多普勒模糊处理,仿真结果验证了算法的有效性。
大场景高分辨率星载聚束SAR修正-k算法
刘燕, 孙光才, 邢孟道
2011, 33(9): 2108-2113. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00150
[摘要](2122) [PDF 462KB](757)
摘要:
基于等效斜视模型,该文给出了一种大场景高分辨率星载聚束SAR修正-k算法。针对大场景高分辨率星载SAR精确成像的需要,利用等效速度沿距离向的变化规律,改进了经典-k算法中的Stolt插值变换,实现了考虑等效速度的距离空变性的精确距离徙动校正。基于改进的Stolt插值,推导得到了沿距离向的成像指标一致的修正-k成像算法。仿真结果验证了该文成像算法的有效性。
频带合成机载SAR的运动补偿
张梅, 刘畅, 王岩飞
2011, 33(9): 2114-2119. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00190
[摘要](2163) [PDF 663KB](750)
摘要:
频带合成技术能够有效改善SAR距离向分辨率,在条带模式下,为了获得与距离向相比拟的方位向分辨率,高精度的运动补偿必不可少,该文研究了频带合成系统两步补偿方案中的关键问题。首先,在利用IMU/GPS组合导航数据进行运动补偿时,目标的作用距离以及载机的理想航线往往是未知的,该文结合地面角反射器的导航信息,计算出目标的实际作用距离,并且给出一种确定载机理想航线的新方法,提高了运动补偿的精度。然后,利用一种改进的相位梯度自聚焦(PGA)算法补偿剩余的时变相位误差。实际数据证明,经过上述补偿后获得了优于0.25 m的方位向分辨率。
机载前视阵雷达杂波谱空时分离插值方法
刘锦辉, 廖桂生, 李明
2011, 33(9): 2120-2124. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01133
[摘要](2536) [PDF 556KB](593)
摘要:
在机载前视阵雷达中,由于杂波距离相关性的存在,导致待检测距离单元杂波的协方差矩阵估计存在偏差,致使空时自适应处理(STAP)的杂波抑制性能下降。空时插值法是一种内插变换方法,能够有效降低机载前视阵雷达杂波的杂波距离相关性,然而该方法计算量非常大,给它的实时处理带来困难。该文提出一种空时分离的插值方法,该方法将空时插值方法在空域和时域分别独立实现。与空时插值方法相比,该方法能够在性能损失不大的情况下,极大地降低计算量,并且当存在阵元误差时,该方法也能获得好的处理性能。计算机仿真结果验证了该方法的有效性。
机载相干MIMO雷达杂波自由度估计研究
张西川, 张永顺, 谢文冲, 王永良
2011, 33(9): 2125-2131. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01135
[摘要](2047) [PDF 367KB](691)
摘要:
针对任意发射波形合成结构影响下的机载相干MIMO雷达杂波自由度的估计问题。论文提出了一种机载相干MIMO雷达杂波自由度估计的构造法,该方法利用发射波形合成结构直接构造等效矩阵代替杂波协方差矩阵进行求秩。通过递推分解等效矩阵,提出并证明了一种杂波自由度快速估计准则,建立了机载相干MIMO雷达发射波形合成结构、阵列稀布构型与杂波自由度之间的定量关系。研究表明:该方法和准则能够准确预测任意发射波形合成结构下的机载MIMO雷达的杂波特征谱结构。该理论既保证了降秩STAP算法性能的最优又具有较小的计算量,并为最优发射波形合成方案和MIMO STAP算法的设计提供了依据。
SAR图像港口区域舰船检测新方法
陈琪, 王娜, 陆军, 时公涛, 匡纲要
2011, 33(9): 2132-2137. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00018
[摘要](2326) [PDF 648KB](848)
摘要:
SAR图像港口内舰船检测是SAR图像海洋应用研究的重要方面。快速、准确地检测港口内舰船将大大提高SAR图像的自动解译能力。该文通过分析港口内舰船停靠特点,提出了一种新的SAR图像港口内舰船检测方法。首先基于港口岸线获取港口沿岸区域SAR图像,然后详细分析了港口沿岸区域SAR图像的杂波统计特性,进而采用基于G0分布的CFAR(Constant False Alarm Rate)检测算法完成了港口内舰船检测。实验结果表明,新方法能有效地将不同形状的港口区域的舰船与绝大部分陆地分开,具有港口内舰船检测率高、虚警率低等特点。
通道非理想特性对导航接收机伪码测距零值的影响分析
李柏渝, 陈雷, 李彩华, 欧钢
2011, 33(9): 2138-2143. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01392
[摘要](1879) [PDF 278KB](663)
摘要:
零值测量是卫星导航系统的一个重要指标。实际物理信道的幅度频率特性与相位频率特性会对时延估计零值产生不同的影响。目前尚没有针对该问题的一般性的量化分析方法。该文定量分析了任意通道非理想特性对于伪码测距零值的影响;并在软件接收机上对分析结果进行了仿真验证,仿真结果与理论分析高度吻合。该文中的分析模型与分析方法可推广用于通道非理想特性对于载波相位零值影响的分析。
遥感影像检索中高维特征的快速匹配
陈慧中, 陈永光, 景宁, 陈荦
2011, 33(9): 2144-2151. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00074
[摘要](1902) [PDF 971KB](1062)
摘要:
提高特征点匹配效率是将高维局部特征运用于遥感影像检索的关键,该文提出一种新的压缩优先过滤(CPF)索引算法。该算法通过量化特征向量构建近似向量空间上的高维索引结构,利用优先队列过滤得到近似近邻候选集,精确计算候选实际特征向量得到最终近邻。在CPF算法基础上提出了基于快速鲁棒性特征(SURF)的遥感影像快速检索算法。实验及分析表明,与经典的最佳桶优先(BBF)算法相比较,CPF降低了磁盘读写(I/O)和浮点运算次数,特征点数目较大时,查询效率和总体查询精度均有显著提高,基于SURF特征的遥感影像快速检索算法能快速返回正确目标与相似目标影像。
基于SCCH特征描述子的图像匹配算法
唐永鹤, 卢焕章, 胡谋法
2011, 33(9): 2152-2157. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00007
[摘要](2247) [PDF 1286KB](1384)
摘要:
针对局部特征匹配算法面临的鲁棒性和实时性难以兼顾的问题,该文提出了一种基于带符号对比上下文直方图(SCCH)特征描述子的图像匹配算法。用Harris算子在高斯金字塔图像上提取多尺度特征点以减少所需处理的数据量,利用特征点邻域的区域灰度差异均值构建特征描述子,降低特征描述子的生成复杂度和维度,保留灰度差异均值的正负性信息以增强特征描述子的鲁棒性和可区别性,用特征描述子间的绝对值距离作为相似性度量以减少特征点匹配的计算量。实验结果表明,该文算法不仅对图像尺度缩放、旋转、模糊、亮度变化、较小视角变化保持不变性,而且匹配速度较快。
基于数据驱动的信息融合及其在车辆声辨识中的应用
林岳松, 陈琳, 郭宝峰
2011, 33(9): 2158-2163. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00156
[摘要](1857) [PDF 286KB](759)
摘要:
传统多源信息融合方法大都依赖于事先建立的理论机理模型,一般会引入一定的简化操作。然而实际中的应用往往会较为复杂,建立的理论模型一般存在一定的偏差。在某些情况下,满足性能要求的理论模型甚至无法给出。针对这样的缺陷,该文根据数据驱动的思想,提出了两种基于数据驱动的信息融合实现方法。通过联合利用基于数据的特征集与基于模型的特征集,有效弥补了模型中缺失的信息,从而提高信息融合的性能。将其运用在一个基于声音信息融合的地面车辆辨识实例中,获得了良好的识别性能,展现出将数据驱动处理思路引入信息融合的可行性和优点。
光电成像干扰图像质量评估
曾凯, 杨华, 翟月, 张红
2011, 33(9): 2164-2168. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01400
[摘要](1955) [PDF 726KB](842)
摘要:
干扰图像质量评估是光电成像干扰的一个难点问题,评估结果应与人类主观视觉感受相匹配。该文分析了光电干扰图像的特点和普通图像质量评估方法的局限性。然后,依据人眼主观视觉特性,利用四叉树数据结构划分方法,将干扰图像划分为边缘部分和非边缘部分。对于边缘部分,构造边缘比较函数评估干扰前后图像边缘变化的情况;对于非边缘部分,引入基于结构相似度的图像质量评估方法进行评估,并根据干扰图像结构特点,改进了评估分块划分方法。在此基础上构造出一种适用于光电干扰图像的质量评估方法。最后,对受到强光干扰和烟雾干扰的图像分别进行了仿真评估,实验表明该评估算法的结果与人类主观感受匹配良好。
基于比特控制的快速矩阵嵌入
王超, 张卫明, 刘九芬
2011, 33(9): 2169-2174. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01410
[摘要](1890) [PDF 262KB](808)
摘要:
为了保证安全和信息传输率,隐写术期望能利用对载体的每个修改嵌入尽可能多的信息,也即提高嵌入效率。矩阵嵌入是最主要的提高嵌入效率的编码方法。Fridrich提出的基于随机线性码的矩阵嵌入方法能达到高的嵌入效率,但是计算复杂度较高。该文利用择多校验法对矩阵嵌入进行改进,首先使用控制比特对载体分组进行异或构造新载体,然后在新载体上执行矩阵嵌入,通过考察控制比特的状态可以快速生成修改量尽可能小的模式。分析和实验表明,该方法可以在嵌入效率和嵌入速度之间灵活的进行折中。与Fridrich的原始方法相比,新方法在保持嵌入效率基本不变的情况下,其计算复杂度随着控制比特数的增加以指数速度降低。与已有的快速矩阵嵌入方法比,新方法能以更快的嵌入速度达到更高的嵌入效率。
基于子块优化及全局整合的局部判别投影法
郑建炜, 王万良, 姚信威
2011, 33(9): 2175-2180. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01358
[摘要](2005) [PDF 416KB](686)
摘要:
已有投影算法都直接通过完整的输入训练集求解最佳变换矩阵,难以进行增量式学习扩展。针对此问题,该文通过组合优化策略提出局部判别投影方法应用于分类问题。该算法同时包括类间判别信息和类内局部保持特征,求得的变换矩阵还具有正交性。此外,利用核函数将算法扩展至非线性应用,使之可以适应更多的数据类型。在ORL人脸库和小样本说话人辨认应用中验证了该算法的有效性。
支持向量机的一种快速分类算法
张战成, 王士同, 邓赵红, Chung Fu-lai
2011, 33(9): 2181-2186. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00107
[摘要](2851) [PDF 396KB](878)
摘要:
传统支持向量机分类过程的计算量和支持向量的个数成正比,当支持向量较多时,其分类过程的计算比较耗时。该文基于支持向量的稀疏性,证明了对支持向量压缩时,收紧新的快速决策函数和原始决策函数之间的误差等价于在样本空间对原始支持向量进行K均值聚类操作,据此提出了一种约简支持向量的快速分类算法FD-SVM(Fast Decision algorithm of Support Vector Machine),该算法首先对原始的支持向量进行特定比例的K均值聚类操作,聚类的中心为约简后新的支持向量,按照分类误差最小的原则构建优化模型,用二次规划方法求解得到新的支持向量的系数。标准数据集上的实验表明,保持分类精度的损失在统计意义上不明显的前提下,FD-SVM可以有效压缩支持向量的数量,提高分类速度。
基于熵理论和核密度估计的最大间隔学习机
刘忠宝, 王士同
2011, 33(9): 2187-2191. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01434
[摘要](2499) [PDF 235KB](840)
摘要:
该文针对支持向量机(SVM)及其变种的不足,提出一种基于熵理论和核密度估计的最大间隔学习机MLMEK。MLMEK引入了核密度估计和熵的概念,用核密度估计表征样本数据的分布特征,用熵表征分类的不确定性。MLMEK真实反映样本数据的分布特征;同时解决两类分类问题和单类分类问题;比传统SVM具有更好的分类性能。UCI数据集上的实验验证了MLMEK的有效性。
一种故障传播感知的程序故障定位方法
何加浪, 孟锦, 张琨, 张宏
2011, 33(9): 2192-2198. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00396
[摘要](1789) [PDF 313KB](603)
摘要:
针对现有的基于覆盖的程序故障定位方法不能有效解决故障传播给定位效果带来的影响,该文提出了一种基于传播感知的程序故障定位方法。该方法首先使用收集到的程序覆盖路径信息对可疑节点空间进行压缩来有效降低计算量,然后利用节点在正常执行路径和故障执行路径中出现的频率不同确定可疑空间中的每个节点的初始可疑度,接下来通过引入边传播趋势的概念确定初始可疑度最大的节点是否具有故障传播现象,最后对感知的故障传播相关节点进行可疑度修正来确定节点的最终可疑度。相关示例分析和定位实验结果表明,该故障定位方法能有效降低故障传播给定位准确性带来的影响,定位效果良好,且随着程序规模的扩大在时间开销上较其他方法有很大优势,因而具有较高的实用价值。
一种基于同态Hash的数据持有性证明方法
陈兰香
2011, 33(9): 2199-2204. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00001
[摘要](1961) [PDF 261KB](2397)
摘要:
在云存储服务中,为了让用户可以验证存储服务提供者正确地持有(保存)用户的数据,该文提出一种基于同态hash (homomorphic hashing)的数据持有性证明方法。因为同态hash算法的同态性,两数据块之和的hash值与它们hash值的乘积相等,初始化时存放所有数据块及其hash值,验证时存储服务器返回若干数据块的和及其hash值的乘积,用户计算这些数据块之和的hash值,然后验证是否与其hash值的乘积相等,从而达到持有性证明的目的。在数据生存周期内,用户可以无限次地验证数据是否被正确持有。该方法在提供数据持有性证明的同时,还可以对数据进行完整性保护。用户只需要保存密钥K,约520 byte,验证过程中需要传递的信息少,约18 bit,并且持有性验证时只需要进行一次同态hash运算。文中提供该方法的安全性分析,性能测试表明该方法是可行的。
处理器可靠性约束的电压频率岛NoC能耗优化
张剑贤, 周端, 杨银堂, 赖睿, 高翔
2011, 33(9): 2205-2211. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01266
[摘要](1930) [PDF 237KB](661)
摘要:
该文针对支持电压频率岛的NoC能耗优化问题,提出了基于电压频率岛划分、分配以及任务映射的能耗优化方法。该方法通过基于处理器可靠性约束的电压频率岛划分,降低了处理器能耗;利用近凸区域选择的电压频率岛分配策略,减少了不同电压岛间复杂路由器的个数;借助量子粒子群算法优化了NoC映射,降低了系统的通信能耗。实验结果表明,该文算法在满足NoC处理器可靠性要求的前提下,可显著降低NoC系统能耗。
一种基于Bloom-filter表项压缩的TCAM业务识别算法
陈正虎, 兰巨龙, 黄万伟, 李玉峰
2011, 33(9): 2212-2218. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00058
[摘要](2058) [PDF 286KB](1130)
摘要:
在三态内容寻址存储器(Ternary Content Addressable Memory, TCAM)表项宽度和存储容量约束下,该文提出一种基于匹配表项压缩的BF-TCAM算法,采用Bloom-Filter(BF)对匹配关键字进行单字节编码压缩关键字长度,解决了匹配吞吐率低和存储空间不足问题。针对BF在表项压缩过程带来的冲突率上升问题,引入向量存储空间策略,利用向量存储空间实现多个哈希函数映射,相对于比特向量策略,有利于降低匹配冲突率。测试实验表明,相对于传统的TCAM匹配算法,BF-TCAM算法不但提高了匹配吞吐率和存储空间利用率,同时可有效降低BF压缩产生的冲突率。
实时识别P2P-TV视频流的方法研究
胡超, 陈鸣, 许博, 李兵
2011, 33(9): 2219-2224. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00975
[摘要](1720) [PDF 239KB](909)
摘要:
基于P2P的IPTV(P2P-TV)是当前发展最为迅速的因特网应用之一,实时识别P2P-TV视频流是管理网络P2P-TV流量和理解网络行为的关键一步。通过分析以PPLive为代表的P2P-TV体系结构、通信过程、报文结构以及系统特征,该文提出了一种实时的基于爬虫的识别视频流CIVF算法和一种实时的基于协议特征的识别视频流PIVF算法,CIVF算法通过爬虫程序获取P2P-TV节点信息来识别P2P-TV视频流,而PIVF算法则基于视频流的通信时序和应用层负载特征实现实时识别。在因特网环境的试验分析结果表明,CIVF算法具有实现便捷但识别率不够高且节点信息残存时间较长的特点,PIVF算法则具有准确率较高、识别速度较快和扩展性强的特点。
面向ReFlexNet的域间嵌入式承载网构建
齐宁, 汪斌强, 袁博, 张博, 王保进
2011, 33(9): 2225-2230. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00026
[摘要](1744) [PDF 461KB](528)
摘要:
为解决传统互联网体系结构面临的困境,该文提出了新型的可重构柔性网络(Reconfigurable Flexible Network, ReFlexNet)体系架构。该文针对ReFlexNet中域间嵌入式承载网的构建方法进行了论述,提出了ReFlexNet的分布式分层管理体系和资源管理机制,并基于令牌传递的方式设计了分布式域间嵌入式承载网的构建方法,有效解决了大范围跨域的嵌入式承载网构建问题。为提高令牌传递的效率,在传统求解Hamilton回路的模拟退火算法基础上,提出了改进的令牌环构造算法ImprovedSA,通过对传统算法求得的解进行改良,可快速有效地找到更好的回路。
一种基于邻域的小像元红外焦平面阵列串音测试方法
刘敬, 王霞, 金伟其, 徐超
2011, 33(9): 2231-2236. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00919
[摘要](1623) [PDF 357KB](599)
摘要:
串音是评价红外焦平面阵列(InfraRed Focal Plane Array, IRFPA)性能的重要参数之一,随着IRFPA技术的发展,探测器单元尺寸逐渐减小,传统小光点测试方法的光斑尺寸已接近甚至大于探测器单元尺寸,需要采用新的测试理论和方法。论文分析了红外光斑照射到IRFPA上的典型分布情况,研究了小像元情况下探测器单元的信号电荷及其相互关系,建立了基于八邻域的小像元IRFPA串音测试的理论模型,并将四邻域串音模型和传统串音模型作为八邻域串音模型的特例,给出了相应的测试方法。数值模拟表明:在小像元情况下光斑尺寸对串音系数的测量具有明显的影响;采用基于邻域的小尺寸像元IRFPA串音测试方法,可在现有测试设备上通过测试软件的修改,实现小像元IRFPA串音的测试。
基于前馈电流控制斜坡补偿的Boost功率因数校正零交越失真研究
李娅妮, 杨银堂, 朱樟明, 强玮
2011, 33(9): 2237-2242. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01262
[摘要](2279) [PDF 679KB](1730)
摘要:
该文提出了一种前馈电流控制的斜坡补偿方法,将该方法引入到临界导通Boost 功率因数校正(PFC)转换器的设计中,以减小零交越失真问题,改善谐波电流和频率对系统的限制。基于临界导通Boost PFC转换器的拓扑结构,理论分析了前馈电流控制斜坡补偿技术对脉冲宽度调制(PWM)信号占空比的调制作用,推导出补偿斜率与输入线电压的关系式,迫使线电压零交越点附近的电流跟随电压变化。仿真和测试结果表明,该方法可有效抑制零交越失真现象,提高系统的动态性能,尤其在高频及轻负载情况下。测得Boost PFC转换器的总谐波失真(THD)仅为3.8%,功率因数0.988,负载调整率3%,线性调整率小于1%,效率达到97.3%。有效芯片面积为1.611.52 mm2。
考虑空间电荷效应时速调管射频间隙耦合系数的理论与模拟
黄传禄, 丁耀根, 王勇, 全亚民, 谢兴娟
2011, 33(9): 2243-2247. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01443
[摘要](2060) [PDF 321KB](546)
摘要:
在大功率速调管中,由于电子注电流较大,间隙距离较长,在间隙中由电子群聚产生的交流空间电荷效应不可忽略。根据传统的运动学理论来计算速调管间隙耦合系数,并没有考虑这个效应,计算的结果高于实际值。该文利用Webster去聚理论,建立了在任意间隙场分布情况下,考虑空间电荷效应的间隙耦合系数计算模型。利用粒子模拟工具,进行了仿真模拟,理论计算与仿真结果一致。
研究简报
基于谱间预测和联合优化的高光谱压缩感知图像重构
刘海英, 吴成柯, 吕沛, 宋娟
2011, 33(9): 2248-2252. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01343
[摘要](2327) [PDF 555KB](802)
摘要:
基于高光谱图像压缩采样数据特性的分析,提出一种基于谱间预测和联合优化的压缩感知图像重构算法。首先在谱间通过线性预测去除高光谱图像观测向量的强谱间相关性,得到熵值更小的预测残差向量;然后在凸集交替投影(Projections Onto Convex Sets, POCS)的基础上提出基于最陡下降法的联合优化算法对预测残差向量进行重构,提高重构质量;同时采用像素点为指导的收敛准则提高算法的收敛速度。实验结果表明,在相同观测值数目下,该文算法的重构质量(PSNR)明显优于其它已有重构算法,并且具有较低的计算复杂度。
一种稳健的多视频时空超分辨率重建算法
宋海英, 何小海, 吴媛媛, 卿粼波
2011, 33(9): 2253-2257. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01435
[摘要](2088) [PDF 982KB](727)
摘要:
为了提高视频序列的时间分辨率和空间分辨率,该文提出了一种基于一阶范数和时空总变分正则化方法的时空超分辨率视频重建算法。该算法利用同一场景的多个具有子像素空间位移偏差和子帧率时间偏差的低分辨率视频序列,重建得到一个高时空分辨率视频序列。在求解过程中不需要直接构造大型矩阵,大大降低了对内存的要求。实验结果表明该算法是有效的,且对成像模型估计误差具有一定的鲁棒性。
一种磁感应成像中生物组织涡流信号的新型测量方法
吕轶, 王旭, 杨丹, 金晶晶
2011, 33(9): 2258-2262. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01422
[摘要](1944) [PDF 361KB](567)
摘要:
磁感应成像(MIT)是对所测生物组织电导率进行图像重建的一种新型技术,生物组织所产生的涡流信号过于微弱制约着MIT检测装置的设计精度和重建图像的分辨率。该文基于涡流信号的特点,提出一种最大化减少主磁场信号的涡流检测方法,即对线圈传感器进行改进有效抵消主磁场信号从而增大涡流场。针对所提出的MIT测量模型,通过仿真实验,确定检测线圈最大化抵消主磁场的最优化参数,并在该最优模式下,对信号的线性和灵敏度进行测试,结果表明,该方法MIT信号的线性和灵敏度获得较满意效果。
140 GHz高速无线通信技术研究
王成, 林长星, 邓贤进, 肖仕伟
2011, 33(9): 2263-2267. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01431
[摘要](2685) [PDF 426KB](1272)
摘要:
太赫兹频段的宽带特性使得其在高速无线通信领域存在巨大的应用潜力,当前太赫兹通信存在的主要问题是辐射功率低、大气衰减严重及调制解调困难。该文在提出了基于肖特基二极管次谐波混频技术+16 QAM高速数字调制解调技术的太赫兹波超高速信息传输系统实现方案,该方案提高了太赫兹通信的频谱效率。并在国内首次实现了140 GHz无线通信实验系统,以实验方法验证了太赫兹信道的幅相失真特性完全满足高阶数字信号的传输要求。该系统在0.5 m距离上实现了10 Gbps无线传输实验和高清视频传输,辐射功率-3 dBm,系统误码率小于1e-6。
基于最大分类间隔SVDD算法的辐射源个体确认
骆振兴, 楼才义, 陈仕川, 李少伟
2011, 33(9): 2268-2272. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00103
[摘要](2283) [PDF 245KB](772)
摘要:
通信辐射源个体确认技术是实现通信辐射源个体识别的关键技术之一。该文研究了基于支持向量数据描述(SVDD)的通信辐射源个体确认算法。针对传统SVDD算法在正类训练样本不完备的条件下对正类测试样本接受率较低的不足,提出带反类训练的最大分类间隔SVDD算法(MCM-SVDD)。MCM-SVDD在保证最小化超球体积的同时,使正类训练样本与反类训练样本距离超球表面的间隔最大化,从而提高了对正类测试样本正确接受的泛化能力。基于20台实际通信辐射源样本的实验表明,相对于SVDD, SVDD-neg和SVM, MCM-SVDD具有更高的平均确认率。
基于量化的LDPC译码算法的高效实现
马卓, 杜栓义, 王新梅
2011, 33(9): 2273-2277. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00041
[摘要](2004) [PDF 268KB](975)
摘要:
论文提出了一种采用2维折线逼近的和积译码算法实现方案,避免了使用与量化比特数成指数关系增长的查找表,降低了译码器的存储器消耗。基于上述方案提出了一种次小值修正的最小和算法。该算法通过3个2维折线逼近对最小值进行修正,获得了逼近浮点和积算法的译码性能。算法的修正过程只包含简单的算术和逻辑运算,便于FPGA实现。
基于k阶马尔可夫链的单播网络丢包层析成像
费高雷, 胡光岷
2011, 33(9): 2278-2282. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.00814
[摘要](2152) [PDF 428KB](1004)
摘要:
该文针对时域相关的网络链路丢包估计问题,提出一种基于k阶马尔可夫链的单播网络丢包层析成像方法。该方法首先引入k阶马尔可夫链描述网络链路丢包过程,然后用最大伪似然方法估计k阶马尔可夫链链路丢包模型的状态转移概率。当k足够大时,该文方法可以根据单播端到端测量数据,准确地估计出网络链路上每个数据包丢失的概率。ns-2仿真验证了该文方法的有效性。
一种适用于高速电路中SSN抑制的紧凑型电磁带隙新结构
史凌峰, 侯斌
2011, 33(9): 2283-2286. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00022
[摘要](2235) [PDF 443KB](737)
摘要:
该文根据电磁带隙(EBG)结构的带隙形成机理以及共面EBG结构的等效电路,提出了一种适用于高速电路中同步开关噪声(SSN)抑制的紧凑型EBG结构,使用Ansoft HFSS对该结构进行仿真分析。仿真结果表明在抑制深度为-30 dB时,阻带范围为0.6-6.4 GHz,阻带带宽为5.8 GHz,与传统的L-bridge结构相比,阻带带宽增加了1.8 GHz,相对带宽增加了45%,实现了较低的带隙中心频率以及较宽的阻带带宽,并用Ansoft Designer通过时域仿真验证该结构具有较好的信号完整性。

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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