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2012年34卷11期

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论文
非合作水声脉冲信号的单水听器匹配场定位研究
李焜, 方世良, 安良
2012, 34(11): 2541-2547. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00547
[摘要](1532) [PDF 362KB](727)
摘要:
该文以非合作水声脉冲信号为对象,研究非合作条件下水声信号的单水听器匹配场定位。首先根据水声脉冲信号的短时瞬态非平稳特性,设计具有自适应径向高斯核函数的时频分布进行频率估计。然后利用声场传播模型计算声场,求解海洋信道脉冲响应。由计算出的信道脉冲响应和水听器上的接收信号,使用时域最小二乘的方法得到搜索网格区域上的拷贝场信号。最后通过建立误差代价函数,获得表征目标位置的模糊表面,实现利用单个水听器对非合作水声脉冲信号的匹配场定位。通过仿真实验和实际海试数据的验证,证明了该方法的有效性。
基于偏振分析的瞬态干扰抑制方法
刘伟, 朴胜春, 祝捍皓
2012, 34(11): 2548-2553. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00411
[摘要](1227) [PDF 350KB](627)
摘要:
瞬态干扰的存在会严重影响矢量信号处理方法性能,必须对其抑制。该文提出一种基于偏振分析的瞬态干扰抑制方法。该方法提取矢量信号的偏振参数,构建极化滤波器,对接收信号滤波,去除瞬态干扰。通过极化滤波器的调制函数判断瞬态干扰的存在位置,再利用信号的偏振模型恢复瞬态干扰处信号。仿真结果和实验数据表明该方法可以有效地抑制瞬态干扰。
利用期望-最大化算法实现基于动态词典的压缩感知
胡磊, 周剑雄, 石志广, 付强
2012, 34(11): 2554-2560. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00347
[摘要](1507) [PDF 303KB](826)
摘要:
在现有压缩感知(CS)理论中,重构信号需要预设其稀疏表示词典。对于以参数化模型表示的信号,只能预知该词典为某种形式的参数化词典,参数的具体取值难以确定。若将参数设定为取值空间的均匀离散格点,预设词典与真实词典之间的失配将使传统CS重构方法的性能严重恶化。为解决这一问题,该文提出一种基于动态词典的CS重构方法。通过迭代地优化词典参数,该方法在信号重构过程中对词典进行动态调整。为同时实现稀疏恢复与词典调整,该方法利用变分期望-最大化(EM)算法交替执行信号系数估计与词典参数优化。实验结果表明所提方法是有效的。
一种基于倒排索引的音频检索方法
张雪源, 贺前华, 李艳雄, 叶婉玲
2012, 34(11): 2561-2567. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00510
[摘要](1466) [PDF 244KB](1072)
摘要:
传统的基于实例的音频检索算法采用顺序索引,检索时需遍历数据库并导致难以忍受的等待时间。针对传统的顺序的索引方法,该文提出基于倒排索引的音频检索算法。该方法首先利用多种音频特征构成的超向量,通过多层音频分割方法将连续音频流分割为特征数值波动幅度小的短时音频段;然后利用事先训练好的音频字典,将短时音频段序列转换为可以表征音频内容的音频字序列,并建立倒排索引;检索时,将用户提交的查询转换为音频字后利用倒排索引无须遍历数据库即可直接定位候选段落,并根据候选段落与查询的内容相似度大小对候选段落进行排序,将排好序的列表作为检索结果。仿真实验以匹配项排名、同类检索结果比例、定位准确性和检索用时4个方面作为评价指标,实验结果显示,该算法能够在平均1.101 s时间内实现92.58%的检索准确率。
基于多视点立体角度模型的相关研究
程浩, 安平, 张兆杨, 李贺健, 张之江
2012, 34(11): 2568-2573. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00646
[摘要](1204) [PDF 277KB](651)
摘要:
多视点立体视角是FTV(Free-viewpoint TV)多视点采集/立体显示的关键因素,该文建立了多视点立体视角的数学模型。根据此模型获得了制约立体角度的相关因素,并定量模拟出用水平摄像机阵列拍摄物体时,拍摄距离与立体视角的关系;进一步根据人眼最大融合极限求出可防止产生重影、双轮廓的最大立体角与拍摄距离和观看距离之间的关系。最后导出立体角度与视点数之间的制约关系。仿真实验验证了所得结果的正确性。该文结果可为优化自由视点多视采集/立体显示系统提供理论依据。
基于多表频繁项投票和桶映射链的快速检索方法
高毫林, 彭天强, 李弼程, 郭志刚
2012, 34(11): 2574-2581. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00548
[摘要](1325) [PDF 529KB](652)
摘要:
为解决基于随机映射的高维向量快速检索方法位置敏感哈希存在的随机性强和内存消耗大两个问题,在E2LSH(Exact Euclidean Locality Sensitive Hashing)的基础上提出了基于多表频繁项投票和桶映射链的快速检索方法。该方法用检索结果构造基准索引矩阵,并对基准索引矩阵进行频繁项投票和校正得出最终索引来降低检索的随机性;桶映射链利用E2LSH的数据划分特性减少检索时读入内存的数据点的数目,以此来降低内存消耗。实验证明该方法能减弱检索的随机性,并有效地降低检索的内存消耗。这对于提高大规模信息检索尤其是图像检索的可行性有着较大的作用。
无后台服务器的射频识别标签安全查询协议
周景贤, 李昊, 周亚建, 李国友, 张淼
2012, 34(11): 2582-2586. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00610
[摘要](1367) [PDF 229KB](571)
摘要:
在许多射频识别(RFID)应用中,经常需要在多个标签中确定某个特定标签是否存在。在这种环境下,标签查询协议必不可少。然而,已有的协议要么存在安全漏洞,要么查询效率低下。利用Hash函数和时间戳,提出一个无后台服务器的RFID标签查询协议。GNY逻辑被用于证明新协议的正确性。分析显示提出的协议可以高效的实现特定标签的查询,且能够抵抗一些主要攻击,实现对标签隐私的保护。
一种基于级数反演的机载圆迹环扫SAR成像算法
廖轶, 周松, 邢孟道, 保铮
2012, 34(11): 2587-2593. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00441
[摘要](1320) [PDF 382KB](550)
摘要:
较之传统的直线条带SAR模式,圆迹环扫SAR作为一种新的成像模式,能够在短时间内对较大的区域进行快速观测。但是由于其特殊的圆弧飞行轨迹的影响,目标回波信号的2维频谱难以有效获得,从而给后续成像处理带来困难。针对这个问题,该文提出一种基于级数反演法的圆迹环扫SAR成像算法。该方法利用多普勒频率的展开式反演出驻相点展开式系数,进而获得信号的2维频谱,从而有效地实现距离脉冲压缩和距离徙动校正。该方法可通过对两个级数展开式阶数的选取自由控制频谱的精度,利于成像分析及后续处理。最后,点目标的仿真对比结果表明该算法的有效性。
宽测绘带SAR成像的一种侧摆模式及其压缩感知处理方法
杨东, 廖桂生, 朱圣棋, 王伟伟, 张学攀
2012, 34(11): 2594-2600. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00377
[摘要](1735) [PDF 395KB](680)
摘要:
宽测绘带合成孔径雷达(SAR)采用了不同的信号录取方式及成像算法,但现有的ScanSAR和循序扫描体制(TOPSAR)往往会造成场景分辨率的整体下降。针对这一问题,该文采用一种新的侧摆模式进行宽幅场景成像。该模式通过距离向波束角度的变化,以损失部分积累时间为代价,得到宽幅场景的回波信号,继而采用稀疏算法在方位向实现降采样成像。仿真结果表明,在波束变化轨迹确定后,星载雷达侧摆模式下稀疏SAR成像可有效增加场景幅宽,同时确保场景中心区域的高分辨成像。
超宽带穿墙雷达天线阵列配置分析及运动人体跟踪成像算法
吴世有, 谭恺, 徐艳云, 邵金进, 陈超, 方广有, 阴和俊
2012, 34(11): 2601-2607. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00298
[摘要](1397) [PDF 480KB](780)
摘要:
近场区域的非接触式穿墙条件下运动人体的实时跟踪成像探测是超宽带雷达在火灾救援、安全保卫、城市巷战以及人身安全等方面的一个重要应用。该文基于超宽带短脉冲穿墙雷达,推导分析一种MIMO阵列排列方式,并在修正的Kirchhoff算法基础上引出简单适用的成像步骤应用于慢速运动人体的跟踪探测中,给出5 Hz的图像更新速率从而实现实时成像。仿真结果验证了新的MIMO阵列排列方式的有效性,并为穿墙雷达系统研制提供了依据。实验结果说明该文提出的成像步骤具有可行性,能够有效地实现墙后运动人体的实时成像,跟踪滤波处理后,可以获得较为理想的目标运动轨迹。
基于雷达脉冲重复间隔设计的Radon-Fourier变换盲速旁瓣抑制
钱李昌, 许稼, 孙文峰, 彭应宁
2012, 34(11): 2608-2614. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00724
[摘要](1781) [PDF 376KB](605)
摘要:
盲速旁瓣可能增加长时间相干积累方法Radon-Fourier变换(RFT)的虚警概率并影响检测性能。为此,该文提出一种基于脉冲重复间隔(PRI)设计的盲速旁瓣抑制方法。利用不同PRI盲速旁瓣位置及速度分辨率的关系,给出了PRI具体设计方法。然后,联合处理两个相邻相参处理间隔(CPI)的RFT输出结果,在不降低RFT积累性能的情况下实现盲速旁瓣(BSSL)的抑制。最后,数值实验结果验证了该文所提方法的有效性。
基于多普勒频率与距离数据融合的脱靶量参数估计
冯定伟, 吴嗣亮, 魏国华, 王旭
2012, 34(11): 2615-2620. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00582
[摘要](1506) [PDF 306KB](509)
摘要:
该文提出了一种同时应用多普勒频率和距离信息的脱靶量参数估计方法。该方法将多普勒频率信息和距离信息根据测量数据的噪声协方差进行非线性加权数据融合处理,建立相应的最小二乘过程的代价函数并利用非线性优化方法对脱靶量参数进行求解。通过对参数估计克拉美罗界的理论推导说明了该方法相对于应用单一多普勒频率或距离观测量的方法对参数估计性能的改善,并应用数值计算方法对参数估计性能进行了分析,最后通过计算机仿真验证了该方法的有效性。
分布式相参阵列及其二维高精度方向估计
陈根华, 陈伯孝, 杨明磊
2012, 34(11): 2621-2627. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00043
[摘要](1307) [PDF 346KB](650)
摘要:
针对米波雷达波束宽及角分辨率低等问题,该文结合干涉雷达结构与2维方向估计方法,提出一种扩展孔径的分布式相参阵列及其2维方向估计方法。对于分布式孔径带来的测角模糊问题,该方法采用双尺度酉ESPRIT算法解模糊,再利用信号子空间与噪声子空间的渐近正交特性实现方位角与仰角的配对,从而得到高精度的方向估计,有效地扩展了孔径。最后用分段误差法(MIE)分析了分布式阵列2维方向估计的门限效应,并给出了填充系数门限与SNR门限的近似计算方法。仿真结果验证了该文提出的阵列及2维方向估计算法的有效性。
基于贝叶斯信息准则的极化干涉SAR图像非监督分类
杨文, 颜卫, 涂尚坦, 廖明生
2012, 34(11): 2628-2634. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00448
[摘要](1587) [PDF 513KB](696)
摘要:
该文提出一种利用贝叶斯信息准则自动确定聚类类别数的极化干涉SAR非监督分类算法。该方法首先利用Shannon熵特征对极化干涉SAR图像进行初始分类,然后利用期望最大化(Expectation-Maximization, EM)算法和标号代价(LabelCost)优化算法对分类结果进行迭代优化,同时通过贝叶斯信息准则(Bayesian Information Criterion, BIC)自动确定非监督分类的最佳类别数。实验结果表明该算法能够较准确地确定分类类别数,并具有较为满意的分类效果。
干涉式矢量传感器MIMO雷达的DOD/DOA和极化联合估计
郑桂妹, 杨明磊, 陈伯孝, 杨瑞兴
2012, 34(11): 2635-2641. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00407
[摘要](1434) [PDF 330KB](568)
摘要:
该文结合干涉测量理论与简化矢量传感器多输入多输出(MIMO)雷达,提出一种干涉式矢量传感器MIMO雷达的发射方位角(DOD)、接收方位角(DOA)和极化联合估计方法。利用干涉发射阵列的长、短基线空间平移不变性采用多分辨ESPRIT算法获取DOD高精度估计值;同理,利用矢量接收阵的多分辨特性得到高精度DOA估计值;利用与阵列结构无关的极化域旋转不变性求取极化辅角和极化相位差。最后给出随机信号源模型下的闭式克拉美罗界推导。该干涉矢量MIMO阵列,可同时获取MIMO雷达的波形分集和矢量传感器的极化分集,且在不增加阵元数和硬件复杂度情况下大大扩展有效孔径,提高了角度估计精度。另外简化矢量传感器减少了传统矢量传感器的互耦效应更有利于工程实现。仿真结果证明了该文多参量估计算法的有效性。
基于椭圆轨道的Geo-SAR精确多普勒参数解析计算方法
赵秉吉, 齐向阳, 宋红军, 韩晓磊
2012, 34(11): 2642-2647. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00148
[摘要](1373) [PDF 297KB](594)
摘要:
该文综合考虑了轨道偏心率、地球扁率和地球自转三方面的因素,推导得出高精度星载SAR多普勒中心频率和多普勒调频率解析式。鉴于2维姿态导引对于Geo-SAR的必要性,进一步分析了姿态导引后和零姿态导引两种情况下的多普勒参数,为Geo-SAR的多普勒参数计算提供了实用且有效的方法。该文得到的多普勒参数解析计算式适用于任意轨道高度和任意姿态的星载SAR,且具备很高的精度。基于该结论,研究了运行于椭圆轨道的Geo-SAR多普勒中心和多普勒调频率特性。
中国移动多媒体广播外辐射源雷达相干积累的非均匀采样实现
易建新, 万显荣, 方亮, 岑博, 饶云华
2012, 34(11): 2648-2653. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00540
[摘要](1576) [PDF 336KB](634)
摘要:
中国移动多媒体广播(CMMB)与欧洲数字视频地面广播(DVB-T) 的信号结构有显著区别,使得CMMB外辐射源雷达信号处理方法和实时并行计算面临一些新问题。该文针对CMMB信号的特殊结构,提出了一种易于并行实现的非均匀采样相干积累方法。首先阐述了算法的内在机理和处理流程,接着分析了该方法的分辨率与主旁瓣性能,最后通过实测数据处理验证了所提方法的有效性。
考虑多普勒效应的脉冲无意调制特征比较
叶浩欢, 柳征, 姜文利
2012, 34(11): 2654-2659. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00400
[摘要](1677) [PDF 337KB](665)
摘要:
脉内无意调制特征是雷达特定辐射源识别的基础和关键。该文在考虑多普勒效应的条件下,对工程中常用的脉内无意调频与无意调相特征进行了可分性比较。首先给出了高斯白噪声以及中、高信噪比条件下,脉内信号相位的简化观测模型;在分析以往关于两种待比较特征的提取流程的基础上,给出了特征定义;然后利用基于离散度矩阵的可分性判据对两种特征进行了理论的可分性比较。结果显示,脉内无意调相特征对噪声的鲁棒性相对更强。仿真实验以及104个实测雷达的个体识别试验验证了上述结果。
顺轨干涉SAR海洋表面流场迭代反演算法
于祥祯, 种劲松, 洪文
2012, 34(11): 2660-2665. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00381
[摘要](1408) [PDF 385KB](686)
摘要:
该文在分析传统顺轨干涉SAR表面流场速度分离方法不足的基础上,根据海面微波成像仿真模型建立了顺轨干涉SAR海洋表面流场迭代反演算法。利用该迭代反演算法对JPL AIRSAR获得的机载顺轨干涉SAR数据进行流场反演,并将反演流场与普林斯顿海洋模型(POM)的输出流场进行对比,两个流场具有很好的一致性,证实了该迭代反演算法的有效性。
基于空间相关性约束稀疏表示的高光谱图像分类
刘建军, 吴泽彬, 韦志辉, 肖亮, 孙乐
2012, 34(11): 2666-2671. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00577
[摘要](1770) [PDF 341KB](1063)
摘要:
该文提出一种新的基于稀疏表示的高光谱图像分类方法。首先利用训练数据构造结构化字典,建立基于稀疏表示的高光谱图像分类模型;然后添加空间相关性约束项和训练数据的空间信息,提高稀疏表示模型分类的准确性;最后采用快速的交替方向乘子法求解模型。实验结果表明:该文方法能够有效提高分类精度,且分类结果稳定。
基于各向异性自适应高斯加权方向窗的非局部三维Otsu图像门限分割
颜学颖, 焦李成
2012, 34(11): 2672-2679. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00859
[摘要](1527) [PDF 698KB](659)
摘要:
针对传统3维Otsu(3D-Otsu)门限分割方法中的滤噪性能和小目标保持性能的不足,该文提出一种基于各向异性自适应高斯加权方向窗的3D-Otsu门限分割的新方法。新方法改进了3D-Otsu的邻域窗口设置方法,采用中心点的局部特征来自适应地确定邻域各向异性高斯加权方向窗口的尺寸、尺度和滤波方向。然后,提出非局部多方向相似度测量来更有效地捕捉图像中的模式冗余。最终,结合像素点灰度值、加权均值、加权中值构建3维直方图,并基于最大类间方差计算门限矢量进行分割。实验结果表明:与目前广泛使用的2维Otsu, 2维最大熵以及传统3维Otsu方法相比,新方法有着更好的门限分割效果,并具有更好的滤噪性能和小目标保持性能。
一个动态门限的基于属性签密方案
张国印, 付小晶, 马春光
2012, 34(11): 2680-2686. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00342
[摘要](1344) [PDF 262KB](633)
摘要:
签密能同时实现加密与签名,并且代价小于传统的先签名再加密。该文在Li等人(2010)签名方案的基础上提出了一个动态门限的基于属性签密方案,除具有一般签密方案的保密性和认证性外,还同时具有签密者属性隐私安全性和多接收者特性。在随机预言机模型下,利用判定双线性Diffie-Hellman (DBDH)问题和计算Diffie- Hellman (CDH)问题的困难性,证明了该方案满足在适应性选择密文攻击下的不可区分性及适应性选择消息下的不可伪造性。
能量有效的无线传感器网络协作压缩感知机制
吴大鹏, 孙青文, 唐季超, 王汝言
2012, 34(11): 2687-2693. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00554
[摘要](1651) [PDF 301KB](774)
摘要:
单一的稀疏基无法适应无线传感器网络节点压缩感知过程的复杂性,该文提出一种适用于无线传感器网络的协作压缩感知策略,根据各自的能量消耗状态,节点之间以协作的方式选择稀疏基,进而,通过冗余字典增大数据表示过程中的稀疏度,并有效地增强传输过程的鲁棒性,达到降低能耗的目的。仿真结果表明该文提出的策略能够有效地延长网络生存时间,同时,数据恢复的准确性得到了极大地改善。
高级量测电气信息流多服务质量传输约束路由算法
杨挺, 盆海波, 陈培丽, 孙雨耕
2012, 34(11): 2694-2699. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00636
[摘要](1363) [PDF 308KB](589)
摘要:
智能微电网是实现可再生能源高效利用的有效途径,系统要求具有鲁棒自愈性。高级量测和可靠通信技术是实现以上目标的核心支持技术。基于流量工程理论和分布式代理技术,该文提出一种应用于智能微电网高级量测(AMI)系统的电气信息流传输多服务质量(QoS)保证路由算法(EIF-MQC)。首先设计了基于IEC61850电气标准的信息分形差分服务代码点(DSCP)映射模型,实现异构电气参量数据整形标记。并通过电气信息流多服务质量传输约束路由算法(EIF-MQC)选择满足流量QoS需求的最优路由。理论证明算法计算传输路径是有效最短路径。仿真实验采用电气可靠性技术解决方案联合会(CERTS)微网系统结构进行算法性能评价,在轻度和重度通信负载条件下,算法均具有较好带宽利用率,并比基于链路状态路由协议(OSPF)和负载均衡最短路径路由协议(LB-SPR)配置路径传输延迟低且丢包率小,从而有效避免网络拥塞,提升AMI系统传输性能。
数据库复杂网络构造算法及特征分析
李春芳, 刘连忠, 刘振国
2012, 34(11): 2700-2706. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00491
[摘要](1263) [PDF 327KB](702)
摘要:
数据库复杂网络是对管理信息系统软件复杂性的一种度量,提供了一种精简的可视化业务逻辑描述,为软件增量设计提供了自说明文档。为抽取数据库复杂网络,提出了两种算法:(1)基于数据表主外键关联的网络构造算法;(2)基于隐性语义关联的构造算法及扩展算法。通过对9个软件数据库的分析,研究了该类网络的统计特性,发现其无标度特性入度分布比出度分布更不均匀,入度大的节点是系统的骨干节点。为精准构造直接辅助软件工程的数据库复杂网络,提出了针对语义隐性关联的一组命名规范。
区域化的无线蜂窝网自主节能管理机制
喻鹏, 李文璟, 邱雪松
2012, 34(11): 2707-2714. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00508
[摘要](1342) [PDF 390KB](530)
摘要:
为了实现无线蜂窝网的区域化节能,该文基于自主管理技术提出了区域化的自主节能管理机制(AESMM)。首先分析了无线蜂窝网的节能模型,之后提出AESMM流程。针对AESMM中核心问题,提出了区域化双基站补偿法和智能自主覆盖优化算法,以在保证区域覆盖率的同时实现区域节能的最大化。该机制在WCDMA/HSDPA 城区场景中进行了仿真,并与参考文献中的两种算法进行对比,验证了该机制能够在保证有效业务质量和良好的覆盖情况下,节约区域约17%的能量,实现最大化的节能。
基于帧填补的MMM Clos网络按序分组交换算法
高雅, 邱智亮, 张茂森, 黎军
2012, 34(11): 2715-2720. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00617
[摘要](1587) [PDF 277KB](569)
摘要:
与其它类型的Clos网络相比,各级带缓存的MMM(Memory-Memory-Memory)Clos网络使得交换网络的配置时间最小化,但是MMM交换中间级缓存的存在会引起输出端口的信元乱序。该文提出了一种满帧填补扩展算法(EPF),采用逐帧转发的方式来避免MMM Clos网络中的乱序问题。新算法在输入级和输出级采用固定周期轮转方式,中间级采用最早信元优先输出调度,具有复杂度低,可分布式控制,以及不需要缓存加速的特点。分析和仿真结果表明该算法是稳定的,即输入输出为可允许业务时,算法可达100%吞吐率。
基于网络编码的多跳无线网络可靠组播
文瑞涵, 冯钢
2012, 34(11): 2721-2727. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00364
[摘要](1379) [PDF 316KB](887)
摘要:
多跳无线网络中实现可靠组播面临许多挑战,数据丢失恢复是其中的核心问题之一。该文提出一种基于域的随机线性网络编码的多跳无线网络中高效可靠组播(Network Coding Reliable Multicast, NCRM)算法,克服了XOR编码方式的局限性,将原始数据包划分成不同代(generation)进行发送,恢复节点采用随机线性网络编码方式发送编码包,发生丢包的组播组成员发送携带丢包比特向量的NACK(Negative ACKnowledgement),经过邻居恢复、多跳恢复或源端恢复,完成可靠组播过程。该文建立了节点丢失恢复过程的齐次马尔科夫链数学模型,给出理论平均时延和重传跳数。NS2仿真结果验证了理论分析模型的准确性。数值结果表明,与PGM(Pragmatic General Multicast)和CoreRM可靠组播协议相比,NCRM算法显著改善了网络吞吐量和丢失恢复延时等性能。
60 GHz毫米波通信中上行链路混合波束赋形技术研究
张伟, 李斌, 刘云, 赵成林
2012, 34(11): 2728-2733. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00603
[摘要](1455) [PDF 315KB](1706)
摘要:
该文针对60 GHz通信网络上行链路提出一种基于码本的混合波束赋形技术,实现复杂度与接收性能之间的折中。用户设备采用固定码本波束切换发射信号,接收设备首先利用码本执行到达角预估,在此基础上进一步设计最佳接收波束,以抑制上行链路相互干扰;并设计一种改进的最小均方误差(LMS)波束形成算法,通过设置有效初值提升迭代性能。仿真结果表明,混合波束赋形算法可有效提升60 GHz通信系统传输性能,同时验证新算法能显著提高接收信号的信干噪比。
星上Clos交换网络的分治调度算法
张茂森, 邱智亮, 高雅, 黎军
2012, 34(11): 2734-2740. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00553
[摘要](1246) [PDF 361KB](578)
摘要:
针对星上交换的特殊要求,该文提出了基于MSM (Memory-Space-Memory)型Clos交换网络的分治调度算法。通过引入冲突域的概念,分治调度算法将MSM型Clos网络中的匹配问题分解成在冲突域内为每个中间级模块选择信元的问题。该调度算法限制了冲突发生的范围,简化了调度的复杂度,并且具有硬件实现简单、能适应多种业务等优点。仿真表明,分治调度算法在各种业务模型下的吞吐率都能接近100%,并具有良好的时延性能,满足了卫星通信的要求。
非正交自适应多址中继系统复数域网络编码方案性能分析与优化功率分配
蔡曦, 陈庆春, 范平志, 颜矛
2012, 34(11): 2741-2747. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00466
[摘要](1497) [PDF 287KB](765)
摘要:
无线中继与网络编码是提高无线通信系统数据可靠性和吞吐率的重要技术手段。该文重点分析了单中继非正交自适应多址系统复数域网络编码问题,即在中继采用选择解码转发自适应策略下的系统可靠性能及其优化设计。首先,论文推导了非正交自适应多址系统复数域网络编码方案的误符号率性能上界、分集度和编码增益;然后,论文以系统编码增益为优化目标,讨论了最优功率分配问题。结果表明,在保证系统满分集的前提下,非正交多址中继系统采用选择解码转发自适应中继策略能以更低的系统实现复杂度获得优于中继采用链路自适应再生策略所能获得的系统性能。此外,优化源节点和中继节点的功率分配因子可以有效地增加系统编码增益、改进系统性能。
不对称速率双向中继传输策略研究
魏浩, 郑宝玉, 侯晓赟, 朱艳
2012, 34(11): 2748-2754. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00424
[摘要](1401) [PDF 351KB](593)
摘要:
在实际双向中继信道的通信传输中,由于信道质量,发射功率,业务需求等条件的不对称,双向信道的传输速率往往也是不对称的。该文针对双向中继信道中不对称速率传输的情况进行了研究,基于物理层网络编码,提出两种不对称传输的方案。第1种方案采用级联信道编码;第2种方案采用子集编码和子集调制。这样设计使得中继节点对接收到的叠加信号只需一次译码就可以直接解出信息比特的异或,从而降低了译码复杂度。仿真结果表明,结合信道编码的不对称传输设计,在提高系统有效性的同时,进一步降低了误比特率,保证了系统的可靠性。
基于最小二乘法的高动态条件下抗频偏的精确同步方法
王徐华, 柏鹏, 李明阳, 李寰宇, 李孟达
2012, 34(11): 2755-2760. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00518
[摘要](1326) [PDF 284KB](519)
摘要:
如何在高动态条件下实现精确同步是当今军事作战中必须解决的一个技术难题。在此条件下,码率偏移和载波频偏会影响精确同步的精度。该文提出一种改进的基于最小二乘法的伪码(PN)相位测量方法,并通过理论分析和仿真验证该方法在高动态条件的精确同步能力。理论推导可知,该方法消除了载波频偏的影响,并且具有强的抗噪声能力。数值仿真说明在选择PN序列不长的情况下该方法对码率偏移不敏感,并证明其具有很强的抗频偏能力。最终得到的测量结果说明该方法不仅有很高的测量精度,同时具有很好的抗噪声和频偏能力。
基于量化压缩感知的IR-UWB接收信号重构研究
张巧玲, 吴绍华, 张钦宇, 刘良
2012, 34(11): 2761-2766. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00133
[摘要](1757) [PDF 324KB](759)
摘要:
压缩感知理论为IR-UWB信号的低速采样接收提供了新的思路,但现有的低速率压缩采样架构大都理想化了量化过程。该文充分考虑量化噪声的实际影响,拟设计出抗噪性强的IR-UWB接收信号重构方法。基于对压缩采样值中噪声分布特性的分析,修正了信号重构模型,并通过仿真对比了DS (Dantzig-Selector)法求解和传统重构算法求解的性能差异。在此基础上,提出了一种在DS和SP (Subspace Pursuit)算法中自适应选择的信号重构方法(联合DS-SP)。仿真结果表明,联合DS-SP以折中于DS和SP之间的复杂度在不同噪声情形下获得了最优的重构性能,且相对经典重构算法有较大的性能提升,为压缩感知框架下的IR-UWB接收机数字后端提供了一种新的信号重构策略。
基于EGARCH过程的电磁频谱占用状态波动特性分析
王磊, 苏东林, 谢树果, 王国玉
2012, 34(11): 2767-2773. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00165
[摘要](1316) [PDF 431KB](612)
摘要:
针对传统频谱占用度自回归移动平均(ARMA)模型由于未考虑序列的条件二阶矩,导致无法准确描述频谱占用状态的非线性时变特性问题,该文提出一种基于指数广义自回归条件异方差(EGARCH)过程的频谱占用状态时间序列建模方法。首先通过对ARMA模型的剩余残差进行条件异方差性检验,表明频谱占用时间序列存在明显的时域波动集聚性;其次基于EGARCH过程构建频谱占用度时间序列模型以及对实测数据的分析,表明该模型相较ARMA模型对频谱占用度的拟合与预测精度更高;最后由EGARCH模型参数存在杠杆效应系数,表明频谱占用状态变化对电磁环境波动的影响具有非对称性。研究结果表明EGARCH模型能够量化反映频谱占用状态的复杂非线性时变过程。
综述评论
防御差分功耗分析攻击技术研究
汪鹏君, 张跃军, 张学龙
2012, 34(11): 2774-2784. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00555
[摘要](1587) [PDF 474KB](1649)
摘要:
差分功耗分析(DPA)攻击依赖于密码芯片在执行加密/解密过程中功耗与数据及指令的相关性,利用统计学等方法对收集到的功耗曲线进行分析,盗取关键信息,对密码芯片的安全性构成极大威胁。防御DPA攻击技术的开发与研究,已经成为信息安全领域的迫切需求。该文在归纳DPA攻击原理的基础上,对主流防御DPA攻击技术的理论与设计方法进行概述与分析,指出防御DPA前沿技术的研究进展。重点讨论防御DPA攻击技术的原理、算法流程和电路实现,包括随机掩码技术、功耗隐藏技术、功耗扰乱技术等等,并详细分析这些技术存在的优缺点。最后,对该领域潜在的研究方向与研究热点进行探讨。
研究简报
双基地高频地波雷达系统矢量流速探测精度分析
何缓, 柯亨玉, 潘谊春, 尤君, 程丰
2012, 34(11): 2785-2789. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00596
[摘要](1425) [PDF 262KB](577)
摘要:
随着高频地波雷达海流探测技术的日益成熟,海流测量精度得到了海洋学者的高度关注。该文旨在分析T/Rm-Rb双基地雷达系统的矢量流速探测精度,得到该系统进行矢量流速探测的最佳工作区域。文章首次从矢量流速度的均方误差角度进行分析。首先将T/Rm单基地雷达测得的径向流速度和T-Rb双基地雷达测得的双曲流速度进行组合得到矢量流速度;然后通过全微分得到矢量流速度的误差,并分成Ⅰ型误差(测量多普勒速度的有限分辨率引起的误差)和Ⅱ型误差(观察散射角时的误差)来讨论其均方误差;最后绘制均方误差的水平分布图,确定矢量流速探测的最佳工作区域,即:T/Rm-Rb双基地雷达系统在提取矢量流速时,应尽量避免基线和双基地接收机Rb附近的区域。
一种超薄吸波材料及其在缝隙天线中的应用
杨欢欢, 曹祥玉, 高军, 刘涛, 姚旭, 李文强
2012, 34(11): 2790-2794. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00676
[摘要](1631) [PDF 373KB](1042)
摘要:
该文设计了一种超薄雷达吸波超材料,从等效电路和表面电流、电场分布分析了其吸波机理,并将其应用于波导缝隙天线的带内雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)减缩。该吸波材料仅由两层金属及中间的有耗介质板组成,厚度约为/175,最大吸波率达99.9%,且具有入射角和极化稳定吸波特性。将该吸波材料加载到波导缝隙天线上,实验结果表明:加载后的天线,回波损耗和增益几乎不变,在21~21角域,天线带内RCS减缩均在3 dB以上,法线方向RCS减缩最大超过17 dB。

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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