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2012年34卷10期

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论文
OFDMA毫微微小区网络中基于效用公平的功率控制策略
马文敏, 郑伟, 张海君, 温向明, 路兆铭
2012, 34(10): 2287-2292. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00542
[摘要](1572) [PDF 323KB](1018)
摘要:
毫微微小区(Femtocell)网络能够增强室内覆盖,提高系统容量,但是在频谱共享正交频分多址(OFDMA) Femtocell网络中,同频干扰严重限制了网络的性能。针对频谱共享Femtocell网络中的上行链路,基于网络效率和毫微微小区用户间的公平性,该文提出合作纳什议价功率控制博弈模型,该博弈模型不仅考虑了对宏基站的干扰,而且考虑了毫微微小区用户最小信干噪比(SINR)需求。根据该博弈模型,进一步分析了具有帕累托(Pareto)最优的Kalai-Smorodingsky(KS)议价解。仿真结果表明,该策略既能保证用户公平性、最小SINR需求,又能够有效提高网络频谱利用率。
非理想信道信息下双向多中继选择系统性能分析
史寅科, 邱玲
2012, 34(10): 2293-2298. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00314
[摘要](1518) [PDF 279KB](610)
摘要:
该文在双向多中继选择系统中,分析了采用自适应调制的基于三时隙时分广播(TDBC)中继传输协议的系统性能,给出了存在信道估计误差时,系统的端到端信干噪比表达式,然后通过不等式缩放将表达式转化为多个服从指数分布变量和的形式,求出了其上界的分布,并利用该分布推导出了系统平均频谱效率的上界闭式表达式。通过仿真可以看出,理论分析结果与蒙特卡洛仿真结果相吻合,随着信道估计误差的增加,系统的平均频谱效率降低,并会由于自干扰不能完全被消除而出现平台。为了降低信道估计误差对系统性能的影响,该文进一步提出了一种中继端最优的功率分配策略。
一种基于最优观测矩阵的自适应贝叶斯压缩信道感知联合机制
肖小潮, 郑宝玉, 王臣昊
2012, 34(10): 2299-2305. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00184
[摘要](1706) [PDF 316KB](941)
摘要:
该文采用基于概率模型的贝叶斯压缩感知方法,从最大后验概率角度,给出了压缩信道感知的一般流程。在此基础上,利用自适应贝叶斯压缩感知将信号的重构和观测矩阵的设计结合,使这两个环节不再相互独立。同时,提出一种基于最优观测矩阵的自适应贝叶斯压缩感知联合机制,通过减少观测矩阵的相关度以及对观测矩阵的自适应设计,使得信道的重构效果更佳。另外可利用重构过程中得到的差错栏,对重构精确度进行衡量。仿真表明:在相同的实验条件下,该联合机制相比传统的重构算法,具有更好的抗噪声能力和重构精度。
直接序列扩频谐波载波偏移调制
董红飞, 张尔扬, 沈荣骏
2012, 34(10): 2306-2313. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00128
[摘要](1395) [PDF 321KB](585)
摘要:
该文提出直接序列扩频谐波载波偏移(HOC)调制方法。HOC信号的扩频码流由成谐波关系的子载波调制扩频波形构成,其自相关函数是包络和阵因子的乘积。分析表明,HOC信号的相关函数具有窄主峰,主峰宽度为信号的撑张带宽的倒数。该文分别就理想随机码和周期性伪随机码给出HOC信号自相关函数的解析表示式。该文指出,类似二相载波偏移(BOC)调制信号的周期性子载波偏移调制的信号均可表示成HOC信号。HOC信号具有可分解性,可时分实现。HOC信号的窄主峰,次峰可控制以及可分解性,决定其具有更好的距离分辨力和抗多径干扰以及抗人为干扰性能。该文通过HOC信号的具体构成例,给出了峰值平均功率比抑制的找平法。该文最后特别讨论了大撑张带宽HOC信号的性质。
非对称协作分集通信中网络编码的应用
池新生, 郑宝玉, 姚刚, 陈建白
2012, 34(10): 2314-2319. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00341
[摘要](1454) [PDF 332KB](561)
摘要:
该文提出了网络编码在非对称三点协作传输系统中的应用。通过协作分集技术和网络编码技术的联合运用,不但可得到无线通信传输系统的分集增益,也可得到系统的编码增益。该文设计的方案,充分考虑无线通信环境的差异性,利用非对称调制方式,在保证较差通信环境中取得通信可靠性的同时,在较优链路采取较高速率进行传输,利用较优链路传输更多的信息,实现系统资源的充分利用。在方案的具体实现中,通过在中继链路的中继节点加入已知信息实现网络编码,使得系统的译码性能得到增加。仿真结果表明,将网络编码技术应用于非对称协作分集通信中,相对比非协作传输方案可增加分集增益,降低系统的误比特率。跟传统对称传输系统相比,可充分利用系统资源,提升了系统传输容量。
新型机会中继编码协作:源自适应传输校验信息
邓娜, 张四海, 周武旸
2012, 34(10): 2320-2325. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00161
[摘要](1262) [PDF 333KB](678)
摘要:
在多中继协作网络中,机会中继编码协作已然成为一种高效且被广泛研究的协作策略,然而现有工作存在着资源浪费或者系统复杂度高的问题。为此,针对如何在资源利用率与系统复杂度之间获得良好折中的问题,该文提出一种新型的机会中继编码协作策略,在不增加额外开销的情况下,使源节点能够自适应地向目的节点发送校验信息。并在Nakagami信道模型下,给出了系统中断概率的解析表达和误比特率上界的闭式表达。仿真结果表明,与已有机会中继编码协作策略相比,在获得性能提升的同时,所提策略对系统复杂度和资源利用率均有所改善。
一种码片内多径参数的最大似然估计算法
袁航剑, 洪一帆, 罗武, 蒋伟
2012, 34(10): 2326-2330. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00349
[摘要](1677) [PDF 239KB](685)
摘要:
针对码分多址卫星移动通信中码片内两径参数估计问题,该文提出了基于最大似然的2维搜索算法。算法对两径时延进行2维搜索,同时对多径复振幅分别采用解相关和线性最小均方误差(LMMSE)算法进行估计,最后通过使似然函数最大化而找出最优的一组时延、复振幅估计值。仿真证明两径时延2维搜索结合采用近似的LMMSE算法进行多径复振幅估计具有良好的性能。
正交椭圆球面波函数脉冲调制方法
赵志勇, 王红星, 刘锡国, 钟佩琳, 陈昭男, 康家方
2012, 34(10): 2331-2335. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00384
[摘要](1530) [PDF 234KB](585)
摘要:
为了提高通信系统的功率效率和频谱效率,该文提出正交椭圆球面波函数(PSWF)脉冲调制方法。该方法利用具有高能量聚集性的椭圆球面波函数作为传输波形来提高通信系统的功率效率,采用时域正交、频谱混叠或交叠的正交脉冲组传输信息,以减小信息传输带宽,提高通信系统的频谱效率。理论分析及仿真结果表明,该方法可使通信系统的单位频带利用率快速接近2 Baud/Hz,且已调信号具有较好的频域能量聚集性,不仅有利于提高系统的功率效率,还可有效减小对相邻通信用户的电磁干扰。
基于三维递归搜索的多级运动估计视频帧率上转换算法
贾茜, 肖进胜, 易本顺, 甘良才
2012, 34(10): 2336-2341. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00507
[摘要](1777) [PDF 332KB](1135)
摘要:
运动补偿插帧是目前主要的帧率上转换方法。为减小内插帧中的块效应,并降低运算量以满足实时高清视频应用,该文提出了一种基于3维递归搜索(3-D Recursive Search, 3-D RS)的多级块匹配运动估计视频帧率上转换算法。该算法将3-D RS与双向运动估计相结合,首先对序列中相邻帧进行由粗到精的三级运动估计,再利用简化的中值滤波器平滑运动矢量场,最后通过线性插值补偿得到内插帧。实验结果表明,与现有的运动补偿插帧算法相比,该算法内插帧的主、客观质量都有所提高,且算法复杂度低,有很强的实用性。
一种适用于丢包信道的小波编码图像传输方案
孙文珠, 王洪玉, 钱大兴, 王洁
2012, 34(10): 2342-2347. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01297
[摘要](1493) [PDF 393KB](627)
摘要:
该文提出一种适用于丢包信道的基于小波变换的可伸缩图像编码传输方案。该方案利用分层多描述编码来提高信源编码的容错性能,利用信道编码来提高系统整体的抗丢包性能,采用编码后率失真优化技术对信源编码进行优化。利用非系统的RS码对信源编码符号和信道编码符号进行重新排序,将分层多描述编码和信道编码进行了有效的结合。通过在编解码端采用相同的排序算法,来减少传输开销。仿真结果表明,该方案与现有的方案相比,提高了接收图像的质量,并且需要较少的传输开销。
分布式视频编码中拉普拉斯-柯西混合分布相关噪声模型研究
杨春玲, 谢小兰
2012, 34(10): 2348-2352. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00317
[摘要](1761) [PDF 299KB](714)
摘要:
该文通过研究变换域分布式视频编码中原始Wyner-Ziv(WZ)帧与相应边信息的残差系数特性,发现大残差和小残差系数统计分布与传统的拉普拉斯分布存在一定偏差。为了减少这种差异,提出一种拉普拉斯-柯西混合分布(LCMD)相关噪声模型及其参数估计算法。该混合模型利用改进的拉普拉斯分布描述小残差系数的分布,采用柯西分布描述大残差系数。实验结果表明该文提出的混合模型能较精确地描述WZ帧和边信息间的残差系数分布,从而有效地改善了变换域分布式视频编码的率失真性能,并减少系统解码端计算复杂度。
偏振旋转的量子私有信息检索方案
易运晖, 朱畅华, 裴昌幸, 权东晓
2012, 34(10): 2353-2357. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00242
[摘要](1725) [PDF 252KB](600)
摘要:
私有信息检索是安全多方计算的重要问题。传统对称私有信息检索(SPIR)的很多假设在量子信息机制下非常脆弱,其安全性受到挑战。目前已提出的量子私有信息检索大都不易实施,该文提出基于偏振旋转的对称量子私有信息检索协议和实验方案。实验方案利用单光子的偏振旋转产生量子密文,不需要复杂的计算,便于硬件实现。协议的无条件安全性由量子力学Heisenberg测不准原理及不可克隆原理保证,并增加了用户诚实性检测,在所提出的非诚实合作模型下,非诚实用户的恶意行为不会造成隐私的泄露,在安全性、鲁棒性、抗第三方窃听等方面均优于经典环境的多种方案。
构造具有良好密码学性质的旋转对称布尔函数
熊晓雯, 魏爱国, 张智军
2012, 34(10): 2358-2362. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00329
[摘要](1667) [PDF 198KB](4745)
摘要:
该文提出构造具有良好密码学性质的2m元旋转对称布尔函数的新方法。该类函数是平衡的,具有最大代数免疫度、最优代数次数和高非线性度,是一类能够同时满足多种密码学指标的优良函数。
基于求解校验序列的(n,1,m)卷积码盲识别
刘建成, 杨晓静
2012, 34(10): 2363-2368. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00497
[摘要](1491) [PDF 384KB](641)
摘要:
伴随信息对抗和智能通信的快速发展,信道编码识别已成为信息恢复领域一个重要的课题。针对(n,1,m)卷积码盲识别问题,该文提出一种新的识别方法,该方法首先提出了校验序列的概念,通过改进后的矩阵模型求解出校验序列,进而由校验序列构造方程求解出生成多项式矩阵,完成识别。最后,通过实例仿真验证了该方法能够在参数n和码字起始位置都未知情况下有效识别出(n,1,m)卷积码。
一种基于移动用户行为的回路融合社区发现算法
肖觅, 孟祥武, 史艳翠
2012, 34(10): 2369-2374. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00331
[摘要](1402) [PDF 268KB](938)
摘要:
针对现有基于派系的重叠社区发现算法难以对移动社会化网络实施的问题,该文给出一种基于移动用户行为的回路融合社区发现算法。该算法首先通过分析移动用户行为构建移动社会化网络,利用k-EC(k-Elementary Circuit)简单回路发现算法寻找移动社会化网络的k阶回路作为社区核,并按照给定的规则对社区核进行融合,得到初步社区;然后通过计算移动用户行为的相关度将余下的离散节点加入到相应的初步社区,得到最终的社区;最后通过公开数据集和仿真数据集验证了该算法在移动社会化网络社区发现方面的可行性和有效性。
基于节点综合故障模型的无线传感器网络容错拓扑控制方法
尹荣荣, 刘彬, 刘浩然, 郝晓辰
2012, 34(10): 2375-2381. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00361
[摘要](1417) [PDF 344KB](740)
摘要:
鉴于无线传感器网络(WSNs)存在节点能量受限和恶劣环境造成的节点随机失效频繁的特点,该文提出了面向节点能量耗尽和随机失效综合故障优化的WSNs容错拓扑控制方法。该方法利用节点能量耗尽及随机失效信息进行综合故障建模,通过获取满足网络生命期和综合故障容忍能力双重需求的节点度取值,得到可最大限度延长网络生命期,且能够有效提高对节点能量耗尽及随机失效综合容忍能力的目标拓扑。实验结果证实了方法的有效性。
多层时空切片联合的快速人体跟踪算法
杨景景, 苏小红, 马培军
2012, 34(10): 2382-2388. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01313
[摘要](1835) [PDF 376KB](696)
摘要:
针对传统人体跟踪方法中目标模型复杂、计算量大等问题,该文提出一种无目标模型的多层时空切片联合的人体跟踪算法。用多层时空切片中的多个动态区域表示人体,区域的选择无需使用任何预定义的目标区域模型。使用时空切片方法在图像序列空间中提取多层水平时空切片图像,在每层时空切片图像中,检测和跟踪潜在的运动区域,并根据区域运动一致性和空间一致性关系,将多个区域关联成不同的人体目标,实现多个人体目标的跟踪,从而将XYT 3维空间中的人体跟踪问题转化为多个XT 2维空间的区域联合跟踪问题。实验表明,该算法降低了跟踪的轨迹误差,满足实时性跟踪要求,同时通过多区域的联合增强了跟踪算法的抗干扰能力,即在人体部分区域丢失的情况下仍能有效跟踪。
四元数域彩色图像整体式水印算法
孙菁, 杨静宇
2012, 34(10): 2389-2395. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00789
[摘要](1413) [PDF 385KB](684)
摘要:
该文提出一种结合四元数变换域和四元数分解方法的整体式彩色图像水印算法。首先对彩色载体图像进行分块四元数傅里叶变换得到其频域矩阵,然后对频域单位小块进行四元数奇异值分解,根据分解得到四元数酉矩阵前若干列中对角线元素的幅值构造水印序列,并将水印隐藏到分解得到的实系数奇异值中。仿真实验表明,该文提出的水印方法不仅可以把嵌入水印带来的误差扩散到载体图像的各个颜色分量上,而且比传统的将彩色图像划分为各个单独色彩通道,分别进行水印嵌入的方法不可见性更好,并且,通过构造与奇异值酉矩阵相关的水印序列可以有效解决现有四元数水印算法存在的误检测率以及水印图像易伪造问题。
基于判别改进局部切空间排列特征融合的人脸识别方法
张强, 戚春, 蔡云泽
2012, 34(10): 2396-2401. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01082
[摘要](1468) [PDF 343KB](761)
摘要:
改进型局部切空间排列(ILTSA)是最近提出的一种流形学习方法。基于对ILTSA的线性逼近和判别拓展,该文提出一种新的称为判别改进局部切空间排列(DILTSA)的特征提取方法,并给出了理论证明和算法分析。基于最大邻域间隔准则和ILTSA, DILTSA能够同时保持类内与类间局部判别几何结构。此外,提出一种增强型Gabor-like复数小波变换以缓解照明和表情变化对人脸识别的影响。通过融合Gabor-like复数小波变换和原始图像特征,能够进一步提高人脸识别的准确率。在Yale 和PIE人脸数据库上的实验结果证明了所提方法的有效性。
基于改进高斯混合建模和短时稳定度的运动目标检测算法
张超, 吴小培, 周建英, 戚培庆, 王营冠, 吕钊
2012, 34(10): 2402-2408. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00158
[摘要](1640) [PDF 495KB](729)
摘要:
传统高斯混合建模方法中前景模型转换为背景模型的风险随着模型权值在一定更新率下的迭代累加而增大,使得传统方法难以有效检测低速运动目标。该文对高斯混合建模中背景匹配失败时生成的前景模型加以利用并引入短时稳定度指标进行综合判断,在深入挖掘前景模型中包含的运动目标信息和像素点级稳定性的基础上实时区分各像素点的状态。多场景下的实验结果表明,该方法对低速目标达到了更高的检出率。
基于相机标定的非对称裁剪检测算法
孟宪哲, 牛少彰, 吴小媚, 李叶舟
2012, 34(10): 2409-2414. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00357
[摘要](1230) [PDF 281KB](639)
摘要:
该文提出一种针对图像非对称裁剪的取证方法,算法通过相机标定的方法来估计主点位置,并根据主点的位置对图像中存在的非对称裁剪进行指证。该文根据图像取证需求改进了相机标定模型,通过选取不共面的规则图形作为标定物,实现了在不用对标定物进行测量和建模的前提下通过单幅图像对主点坐标进行估计。实验表明,该文提出的算法对非对称裁剪篡改具有较好的检测效果。
基于Karhunen-Loeve变换的正交椭圆球面波脉冲波形设计
王红星, 陈昭男, 刘传辉, 赵志勇
2012, 34(10): 2415-2420. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00286
[摘要](1320) [PDF 248KB](573)
摘要:
针对正交椭圆球面波函数(PSWF)脉冲硬件实现复杂度高和难以实时产生的问题,通过对PSWF脉冲求解和正交化两个过程的优化整合,该文提出了一种基于Karhunen-Loeve变换的正交PSWF脉冲波形设计方法。该方法首先将PSWF脉冲表示为Legendre多项式加权求和的形式,通过对原脉冲互相关矩阵进行Karhunen-Loeve变换,得到正交系数矩阵,从而实现PSWF脉冲的正交化。以此为基础,设计了一种高效快捷的正交PSWF脉冲实现方案,建立了正交PSWF脉冲与Legendre多项式系数向量的对应关系,能够通过改变特征多项式的系数来快速设计正交PSWF脉冲,同时具有实时性好和实现复杂度低的优点,为正交PSWF脉冲的工程化实现提供了一种高效快捷的新方案。
基于压缩感知的单通道鲁棒自适应波束形成算法
李洪涛, 贺亚鹏, 肖瑶, 朱晓华
2012, 34(10): 2421-2426. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01407
[摘要](1602) [PDF 286KB](784)
摘要:
针对在低快拍以及导向矢量存在误差等情况下自适应波束形成鲁棒性下降的问题,该文提出一种基于压缩感知(CS)的单通道鲁棒波束形成算法。首先提出一种新的单通道阵列体制,建立阵列信号压缩感知模型,并验证其感知矩阵满足约束等容(RIP)条件,在此基础上,采用快速的鲁棒平滑L0(RSL0)算法重构信号干扰矩阵,最后以表征阵列鲁棒性的阵列灵敏度作为目标函数,以干扰矩阵作为约束条件,形成有效波束。计算机仿真表明算法只需一个射频通道,即可在低快拍下有效抑制相干、非相干干扰信号,并可避免因通道间不一致造成的鲁棒性问题,验证了算法的有效性和优越性。
基于状态转移矩阵逼近的椭圆球面波函数求解方法
钟佩琳, 王红星, 赵志勇, 刘锡国, 刘传辉
2012, 34(10): 2427-2431. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00350
[摘要](1638) [PDF 227KB](489)
摘要:
该文针对现有椭圆球面波函数(PSWFs)求解算法存在的效率低、硬件实现复杂度高,尤其是精度不可控的问题,结合线性时变系统理论,提出一种基于微分方程状态转移矩阵逼近的PSWFs求解方法。该算法通过求解小区间上的状态转移矩阵来逼近整个时间区间上的状态转移矩阵,进而求得离散时间点上的系统运动轨迹,即PSWFs数值解。理论推导了求解误差并修正了算法,修正后算法具有简明的误差表达式,与Parr算法和Legendre多项式逼近算法在求解精度和复杂度上进行了对照分析。结果表明,该文算法求解精度高且可控,时间和空间复杂度低,易于硬件实现。
自适应双极性红外舰船目标分割算法
赵菲, 卢焕章, 张志勇
2012, 34(10): 2432-2438. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00460
[摘要](1475) [PDF 389KB](525)
摘要:
红外舰船目标分割是红外海面场景中舰船目标自动识别的关键技术之一,通过阈值方法分割舰船因具有诸多优点而被广泛应用。已有阈值算法假设已知舰船和目标的能量强度关系(一般假设舰船亮度高于背景),但实际中波红外探测器所采集的图像易受环境影响,导致成像后舰船目标呈现双极性,使得已有的阈值方法难以自适应的分割舰船目标。为解决双极性舰船目标的自适应分割问题,该文提出一种新的最大化2维熵分割算法。算法首先利用图像的多尺度局部方差-熵变化量和梯度方向方差两个指标构建2维直方图,然后使用粒子群优化算法寻找最大化2维熵的最优阈值来对图像进行粗分割,随后在粗分割的基础上进行迭代精分割获得准确的目标分割结果。实验结果表明,该文算法能够在舰船目标呈现双极性的情况下均获得较好的分割结果。
一种复合伪随机码跟踪环路设计及误差分析
潘伟萍, 崔嵬, 王俊, 郭韧
2012, 34(10): 2439-2444. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00069
[摘要](1356) [PDF 347KB](564)
摘要:
该文针对当存在较大的载波相位跟踪误差时可能导致传统的复合码相干型跟踪环路失效的问题提出一种复合码非相干型跟踪环路。通过给出基于二进制偏移载波(BOC)调制的复合码的构造和相关特性分析,设计了具有非相干型鉴别器的跟踪环路,并分析了环路的跟踪误差。分析和仿真结果表明该环路解决了在存在较大载波相位误差时跟踪环路失效的问题,且具有良好的跟踪性能。
基于频域扩展和SPECAN的全孔径TOPSAR成像算法
陈祺, 黄海风, 何峰, 梁甸农, 董臻
2012, 34(10): 2445-2450. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00366
[摘要](1412) [PDF 364KB](681)
摘要:
TOPSAR(Terrain Observation by Progressive scans SAR)是星载SAR的一种新工作模式,这种工作模式在保持ScanSAR宽测绘带优点的同时,解决了扇贝效应(scalloping)等问题,具有广泛的应用前景。针对TOPSAR信号在时域和频域都混叠的特点,该文提出了一种新的全孔径TOPSAR成像算法,算法利用频域扩展来解决TOPSAR的频域混叠问题,利用SPECAN(SPECtral ANalysis)技术来避免输出图像时域混叠,结构紧凑,处理效率较高。通过点阵目标和分布目标的仿真来验证了算法的有效性,并分析了算法的计算量,通过与几种现有的全孔径成像算法对比,说明了算法的高效性。
综合去取向和广义体散射的三分量极化目标分解模型
刘修国, 黄晓东, 陈启浩, 陈奇
2012, 34(10): 2451-2457. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00308
[摘要](1637) [PDF 379KB](665)
摘要:
该文深入分析了Freeman分解中存在的体散射过度估计问题,并发展了一种综合去取向理论和广义体散射模型的三分量极化目标分解模型解决该问题。首先,在分解前对极化协方差矩阵进行去取向处理以削弱交叉极化分量;然后采用一种广义体散射模型以适应林地中HH分量和VV分量的比值变化;最后,增加功率限制处理以完全消除负功率问题。实验采用德国Oberpfaffenhofen地区L波段机载ESAR数据进行验证,并与其他改进模型进行比较,结果表明,综合处理后的分解模型能显著地解决体散射过度估计问题,且分解结果更接近地物的实际散射机理。
基于照度的SAR图像均衡算法研究
梁福来, 宋千, 张汉华, 周智敏
2012, 34(10): 2458-2465. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00297
[摘要](1463) [PDF 397KB](590)
摘要:
受气流和飞行稳定性等的影响,轻小型无人机常常存在剧烈的位置和姿态抖动。姿态抖动能够导致机载合成孔径雷达(SAR)系统对地面的照射能量不均匀,引起图像增益不均衡。为剔除成像模型对图像增益分布的影响,还原目标散射特征,该文提出照度的概念以表征单位面积上雷达的照射能量,同时给出了照度的计算公式并推导得到成像幅度可视为目标散射强度与照度的乘积。针对传统图像均衡方法将照度和目标散射强度混淆,使得均衡结果无法反映真实目标散射特征的问题,提出一种新的基于照度的图像均衡方法。该方法在后向投影(BP)累加过程中计算成像区域中各像素点的照度,依据照度对成像结果进行加权处理。仿真和实测数据处理结果表明,该方法能够有效抑制载机位置和姿态误差引起的图像增益不均衡现象,准确还原图像真实散射强度信息。
基于半方差函数的海杂波长相关特征分析
孙康, 金钢, 朱晓华
2012, 34(10): 2466-2469. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01341
[摘要](1518) [PDF 289KB](593)
摘要:
该文提出一种基于长相关特征的海上目标检测方法。利用半方差函数,建立海杂波在时间轴上的长相关特征曲线。根据所获得的曲线特征,分别提出半方差曲线拟合斜率和半方差曲线样本均值作为区分目标和海杂波的分形特征值。仿真试验结果表明,这两种特征参数都能用以有效区分目标和海杂波。
一种功率修正的多频空时数据自适应处理方法
杜文韬, 廖桂生, 杨志伟
2012, 34(10): 2470-2474. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00382
[摘要](1403) [PDF 236KB](527)
摘要:
针对空时自适应处理(STAP)中样本不足导致动目标检测性能下降的问题,该文提出在多频多通道系统下综合利用空-时-频数据的自适应处理方法。该方法在分析不同频率杂波特性差异的基础上,采用杂波协方差矩阵重构以达到自适应修正不同频率下杂波功率的目的,最后通过融合不同频率数据的空时采样协方差矩阵获得高精度的杂波子空间估计效果。仿真结果显示,在样本数较少的情况下,该方法具有良好的动目标检测效果。
综合孔径辐射计可见度函数预处理算法及时域仿真研究
李慧玲, 刘浩, 吴季, 牛立杰, 张成
2012, 34(10): 2475-2481. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00079
[摘要](1382) [PDF 405KB](715)
摘要:
该文研究了干涉式综合孔径辐射计可见度函数的预处理算法,包括A/D偏置校正、三阶数字相关系数到模拟相关系数的校正、IQ非正交校正以及空间去相关的误差校正等等。由于这是首次将三阶量化数字相关的定标方法应用于对地观测领域,对其进行了详细的分析。该文利用蒙特卡洛方法对可见度函数的预处理算法进行了时域仿真的研究。并通过地球同步轨道毫米波大气温度探测仪地面样机系统对算法进行了验证,证明了该算法的正确性。经过可见度预处理算法校正得到的结果的绝对误差小于真值的0.1%。证明该算法可以应用于地球同步轨道毫米波大气温度探测仪星载系统定标中,经过校正得到的相关结果可以直接用于亮温图像的反演。
用于多普勒流速剖面仪测波浪的方向谱反演算法研究
李晨, 吴建波, 高超, 王道龙, 李俊, 邓锴, 王长红
2012, 34(10): 2482-2488. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00276
[摘要](1458) [PDF 475KB](644)
摘要:
为了取得声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测量波浪的合理可靠的方向谱反演结果,该文对实用的几种基于仪器阵列的海浪方向谱反演算法进行理论上的性能分析并使用其处理ADCP波面高度数据(包括计算机仿真和实测数据)进行比较,结果表明贝叶斯法(BDM)的方向分辨率最高,最大似然法(MLM)的稳定性最强,扩展本征矢法(EEV)在波浪波长较大时能取得最明确尖锐的谱峰。因此MLM适用于波浪数据的实时处理,而对精度要求较高时可使用BDM。
空间电磁环境监测用双探针式星载电场探测仪
任仁, 陈贤祥, 夏善红, 吕元生
2012, 34(10): 2489-2493. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00299
[摘要](1381) [PDF 296KB](691)
摘要:
针对空间电磁环境监测需求,该文介绍了双探针式在轨电场探测方法。概述了双探针式、天线式和电子漂移式3种检测方法的异同,重点探讨了双探针式电场测量方法的原理、系统组成及测试标定方法。设计实现了敏感探头和数据采集处理单元,通过阻容耦合方式模拟电场仪在轨工作环境对系统进行了测试。测试结果显示SLF, VLF和HF频段的噪声本底分别小于4 Vm-1Hz-1/2, 1 Vm-1Hz-1/2和0.5 Vm-1Hz-1/2。
基于时空-演算的信息物理融合系统组件可替换性判定
王鹏, 向阳, 宗宇伟, 张骐
2012, 34(10): 2494-2500. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00402
[摘要](1478) [PDF 402KB](667)
摘要:
信息物理融合系统(Cyber Physical System, CPS)组件的可替换性为CPS故障处理和系统升级提供了重要保障。采用面向服务的方法设计CPS体系结构,将CPS组件可替换性判定等价为CPS服务的可替换性判定。该文针对CPS的时空特性,在经典-演算理论的基础上,引入时间和空间算子,提出时空-演算理论,用于CPS服务的形式化建模。从服务可替换性和兼容性的关系入手,提出CPS服务可替换性判定定理。最后通过一个实际案例,展示了如何判定CPS组件的可替换性。
基于统计时分复用技术的三维片上网络
王佳文, 李丽, 潘红兵, 李伟, 张荣
2012, 34(10): 2501-2507. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00099
[摘要](1337) [PDF 405KB](660)
摘要:
在片上网络(Network on Chip, NoC)系统中,本地子系统通常基于总线结构,而全局通信则由基于包交换的网络构成。然而,由于总线和网络之间通讯机制的差异,当本地子系统内各核访问全局资源的时候,系统整体性能将下降。在3D NoC中,由于全局网络规模的扩大,该问题将越发显著。对此,该文提出一种基于统计时分复用(Statistical Time Division Multiplex, STDM)技术的3D NoC架构。该架构首先在本地子系统引入STMD控制单元,然后在网络接口设计中增加了计数及等待机制,并对路由节点针对STDM技术进行了优化设计,以增强对STDM的支持,减小总线、网络间的差异。同时,该文还充分利用STDM帧的特点,设计了一种新的数据包格式,以进一步降低全局通信的网络负荷。为证明新方案的高效,该文采用SystemC语言进行系统级建模,仿真结果表明:该方案在降低网络负荷、减小通信延时方面有着显著效果。最佳情况下,两者可以分别降低为传统方案的45%和20.5%。而实际应用中,尤其对于通信密集型应用而言,该方法的改善效果也同样明显。
基于伪布尔可满足性的纳米CMOS电路单元配置
王先建, 王伦耀, 储著飞, 夏银水
2012, 34(10): 2508-2513. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00375
[摘要](1294) [PDF 261KB](475)
摘要:
针对传统布尔可满足性(SAT)法在处理纳米CMOS电路(CMOL)单元配置时,存在合取范式(CNF)表示的约束子句个数过多、中间处理文件过大的问题,该文提出了利用伪布尔可满足性(PBS)来解决CMOL电路的单元配置问题。实验结果显示,相对于传统的SAT法,PBS法在不增加额外的布尔变量集个数的条件下,通过降低编码过程中的约束个数,能有效减少中间处理文件大小,达到提高算法效率和提高处理大电路的能力。
三值绝热多米诺加法器开关级设计
汪鹏君, 杨乾坤, 郑雪松
2012, 34(10): 2514-2519. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00447
[摘要](1249) [PDF 265KB](477)
摘要:
通过对绝热多米诺电路和加法器的研究,该文提出一种新颖低功耗三值加法器的开关级设计方案。该方案首先利用开关-信号理论,结合绝热多米诺电路结构特点,推导出三值加法器本位和电路与进位电路的开关级结构式,由此得到一位三值加法器单元电路;然后通过单元电路的级联得到四位三值绝热多米诺加法器;最后,利用Spice软件对所设计的电路进行模拟,结果显示所设计的四位三值绝热多米诺加法器具有正确的逻辑功能,与四位常规多米诺三值加法器相比,能耗节省约61%。
学术讨论
一种适于受限资源环境的远程用户认证方案的分析与改进
汪定, 马春光, 翁臣, 贾春福
2012, 34(10): 2520-2526. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00376
[摘要](1322) [PDF 250KB](574)
摘要:
该文讨论了Fang等人(2011)新近提出的一个安全高效的基于智能卡的远程用户口令认证方案,指出原方案无法实现所声称的抗离线口令猜测攻击,对平行会话攻击和已知密钥攻击是脆弱的,并且存在用户口令更新友好性差问题。给出一个改进方案,对其进行了安全性和效率分析。分析结果表明,改进方案弥补了原方案的安全缺陷,保持了较高的效率,适用于安全需求较高的资源受限应用环境。
研究简报
认知无线网络基于信号博弈的分布式功率控制算法
桂丽, 钟晓峰, 邹仕洪
2012, 34(10): 2527-2531. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01199
[摘要](1646) [PDF 237KB](671)
摘要:
针对认知无线网络分布式环境下信道信息不对称导致资源分配冲突的问题,该文提出一种基于信号博弈的分布式功率分配算法。考虑具有竞争关系的次用户在不使用控制信道的情况下,通过信号博弈策略依次选择功率分配策略,达到信道信息共享的目的,能有效避免对主用户正常传输的干扰以及竞争次用户之间功率分配冲突。该文对均衡结果进行分析,仿真结果表明该算法可以有效估计信道增益,次用户的吞吐量相对于已有研究得到明显提升。
互耦效应下用单快拍数据实现相干信源完全解相干和解耦合
王凌, 李国林, 谢鑫
2012, 34(10): 2532-2536. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00290
[摘要](1615) [PDF 236KB](531)
摘要:
阵元间存在互耦时,会对阵列流型产生扰动,同时当空间来波存在相干信源时,协方差矩阵会产生秩亏,这两类问题都会使子空间类估计算法性能急剧下降甚至失效。针对互耦效应下的解相干问题,该文提出了一种仅利用阵列单快拍即可实现完全解相干和解互耦算法互耦效应下的修正单次快拍算法(MC-ENDTOP)。该方法将原单快拍算法应用背景推广至任意形式来波信号,利用一次快拍构造等效接收数据协方差矩阵,通过数据分解,将互耦系数从阵列流型矩阵中剥离,从而实现了完全解互耦,并将其归入分解后的等效信号协方差矩阵中,由于等效信号协方差矩阵为对角阵,且对角元素与信号相关性无关,因此进一步实现了完全解相干。仿真验证了该文算法能够抑制互耦影响,估计性能和无互耦时相当,且适用于实时性要求高的场合。
一种扩展蘑菇型EBG结构阻带带宽的新方法
史凌峰, 王海鹏
2012, 34(10): 2537-2540. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00141
[摘要](1532) [PDF 244KB](1196)
摘要:
该文根据蘑菇型电磁带隙(EBG)结构的等效电路原理提出一种插入交指电容的方法,实现扩宽蘑菇型EBG结构阻带宽度,并设计一种T型交指电容EBG结构验证该方法的有效性。-30 dB时该结构相对于蘑菇型EBG结构,阻带下截止频率从0.9 GHz降到290 MHz,带宽从6.1 GHz提高到7.1 GHz。在不改变EBG结构单元面积,并增加交指单元层数和降低单元厚度的情况下,通过仿真验证该方法可有效提高抑制同步开关噪声的能力。

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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