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2012年34卷3期

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论文
基于全局最优的快速一致性点漂移算法
赵键, 孙即祥, 周石琳, 李智勇, 王亮亮
2012, 34(3): 509-516. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00916
[摘要](2152) [PDF 422KB](1681)
摘要:
目前受到广泛关注和研究的一致性点漂移(CPD)算法是一种基于高斯混合模型的点模式匹配算法,虽然该算法具有较强的鲁棒性,但其存在局部最优性和收敛速度随点集大小增加而下降等问题。针对上述问题,该文提出了一种新的基于全局最优的快速一致性点漂移算法。该算法首先将点集进行正交标准形约简,利用约简后点集的重要性质,推导出不完全观测数据的对数似然函数在全局最优解附近凸函数区域的边界值,再以该边界值为基础,采用多重初始化策略来实现全局最优。最后,提出了基于置信域的全局收敛二次平方迭代期望最大化算法,实现了全局优化算法的超线性收敛。模拟仿真与真实数据实验验证了该文算法是有效的、快速的以及鲁棒性较强的。
基于小基高比的快速立体匹配方法
边继龙, 门朝光, 李香
2012, 34(3): 517-522. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00826
[摘要](1881) [PDF 344KB](1228)
摘要:
为了提高立体匹配效率和获得高精度的亚像素级视差,该文提出一种快速的小基高比立体匹配方法。该方法首先利用积分图像加速自适应窗口和规范互相关度量的计算,然后根据可靠性约束进一步拒绝错误匹配,再采用基于迭代二倍重采样的亚像素级匹配方法为可信点计算亚像素级视差,最后利用基于图分割的视差平面拟合方法获得稠密的亚像素级视差图。实验结果表明该方法不但可获得高精度的亚像素级视差而且还提高了算法的匹配效率,满足了小基高比立体重建的需求。
基于重尾噪声分布特性的多分类人脸识别方法
张如艳, 王士同
2012, 34(3): 523-528. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00633
[摘要](1940) [PDF 322KB](696)
摘要:
针对传统人脸识别方法不能有效地适应重尾噪声下的人脸图像的拖尾情况,该文提出具有良好抗重尾噪声能力的t分布下的多分类人脸识别方法。该算法通过调整t分布中的自由度参数v,使t分布能够很好地适应添加重尾噪声后的人脸图像的多种拖尾情况,提高人脸识别效果。ORL和Yale数据集上的实验结果,验证了所提出的算法的可行性和有效性。
一种红外和可见光双通道视频目标跟踪方法
赵高鹏, 薄煜明, 尹明锋
2012, 34(3): 529-534. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00757
[摘要](1978) [PDF 402KB](678)
摘要:
室外场景下由于场景背景条件变化容易导致视频目标跟踪稳定性差。该文提出一种利用红外和可见光传感器的双通道视频目标跟踪方法。该算法利用可见光图像的目标颜色特征和红外图像的目标轮廓特征,结合均值漂移算法与水平集曲线演化实现目标定位,并给出了目标尺度和模板更新方法;对多目标跟踪的互相遮挡问题,通过判断目标合并与分离实现遮挡时多个目标的定位。实验结果表明,该文方法能够有效处理光照变化、阴影、遮挡等情况,实现目标的稳定跟踪。
非线性分类的分割超平面快速集成方法
胡文军, 王士同, 王娟, 王培良
2012, 34(3): 535-542. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00700
[摘要](1699) [PDF 300KB](721)
摘要:
直接营销策略的分割超平面(Separating HyperPlane, SHP)方法所构建的线性超平面(Linear HyperPlane, LHP)函数集的Vapnik-Chervonenkis (VC)维不超过9,并且能够快速分类和保护数据隐私,但其训练速度慢,对样本分布敏感以及不能解决非线性等问题。为此,该文提出一种适合大样本问题的非线性分类方法,称为分割超平面的快速集成方法(Fast Ensemble of Separating HyperPlane, FE-SHP)。此方法先将训练样本划分为多个集合并分别构造它们的次优线性超平面,然后利用径向基函数(Radical Basis Function, RBF)改善次优线性超平面的非线性能力,同时引进优化权提升次优线性超平面的非线性集成效果,并将集成输出转化为概率输出,进而通过梯度下降法最大化训练样本的交叉熵对数似然函数求解相关参数。UCI数据集的实验结果表明,FE-SHP在处理大样本方面具有较好的优势。
面向Weblog的模糊协同聚类算法
宗瑜, 金萍, 陈恩红, 李红, 刘仁金
2012, 34(3): 543-548. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00782
[摘要](1858) [PDF 267KB](909)
摘要:
面向Weblog的协同聚类算法具有同时发现用户聚类及与之对应的页面聚类的能力,已成为Weblog数据挖掘的重要研究内容。由于现有的面向Weblog的协同聚类算法大多采用硬划分方法将用户和页面分配到聚类,因此,无法很好地处理聚类边界的问题,即一个用户可能属于多个聚类,从而影响了聚类质量。该文给出了一种面向Weblog的模糊协同聚类FCOW (Fuzzy CO-clustering for Weblog)算法来解决协同聚类算法的边界问题,以提高聚类结果的质量。该算法首先利用矩阵Hadamard积运算发现Weblog中隐含的独立用户模式PA={pa1,paK};其次,依据pak所对应的页面子集将剩余用户分配到该独立模式中,从而产生协同聚类结果{CSk, CPk}, k=1,,K;最后计算每个用户和页面与协同聚类之间的模糊隶属度,并以该隶属度作为个性化推荐的依据。实验结果表明,FCOW算法具有获得高质量聚类结果的能力。
一种Web服务综合描述模型
马于涛, 张海粟, 刘玉超, 陈桂生
2012, 34(3): 549-556. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00784
[摘要](1597) [PDF 424KB](1020)
摘要:
Web 2.0时代,人网交互的便捷赋予了Web服务更多的社会化特性(如评分、评论等),却往往被服务的提供者忽视,导致难以有效实现基于用户体验的服务推荐。针对不同的用户视角,该文提出了一种Web服务综合描述模型,以多视图的方式集成Web服务的技术属性(如操作、消息等)和社会化特性。首先,从逻辑设计的角度出发,给出了其概念模型;然后,从工程应用的角度出发,构造其元模型,指导具体模型的设计;最后,根据一个应用案例,验证了方法的可行性。该模型和相关工具将为实现服务超市中服务的主动推荐奠定基础。
一种新的去噪模型的分裂Bregman算法
郝岩, 冯象初, 许建楼
2012, 34(3): 557-563. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00724
[摘要](1787) [PDF 418KB](1489)
摘要:
该文在研究两步模型的基础上,提出了一种新的变分去噪模型。通过分析新模型的性质,给出一种高效且快速的数值算法。由于新模型耦合了两个变量,因此新算法首先利用交替极小化方法化原模型为两个简单的子模型,然后再对两个子模型分别利用分裂Bregman方法进行数值求解。实验结果表明,新算法不但收敛速度较快,而且在去噪过程中能够减缓阶梯效应并能较好地保持图像的边缘信息。
频率估计的一种多段同频正弦信号频谱相关算法
肖玮, 涂亚庆, 刘良兵, 莫正军
2012, 34(3): 564-570. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00665
[摘要](2036) [PDF 331KB](786)
摘要:
为提高低信噪比条件下正弦信号的频率估计精度,针对多段同频正弦信号,该文提出一种基于频谱相关的频率估计算法。首先,构造加权因子对多段同频正弦信号频谱进行加权积累,得到最优加权积累频谱;然后,将多段同频正弦信号的最优加权积累频谱和累加频谱进行相关运算,得到频谱相关谱;最后,谱峰搜索频谱相关谱,实现频率的精确估计。模拟结果验证了该文算法的有效性。
基于最大似然可变子空间的快速说话人自适应方法
张文林, 牛铜, 张连海, 李弼程
2012, 34(3): 571-575. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00839
[摘要](1507) [PDF 207KB](701)
摘要:
该文提出一种基于最大似然可变子空间的说话人自适应方法。在训练阶段,对训练集中的说话人相关模型参数进行主分量分析,得到一组说话人基矢量;在自适应阶段,通过最大似然准则选取与当前说话人相关性最大的基矢量子集,进而将新的说话人相关模型限制在这组基矢量所张成的说话人子空间中,通过求解每一个基矢量对应的系数从而进行说话人自适应。与经典的基于子空间的说话人自适应方法不同,该文中的说话人子空间是在自适应阶段动态选取的,所需要估计的参数更少,在少量自适应数据下可以得到更稳健的自适应结果。在基于微软语料库的连续语音识别自适应实验中,给定极少量自适应数据(小于5 s),在有监督和无监督条件下,该文方法均优于经典的本征音自适应方法和基于最大似然线性回归的方法。
未知信源数目的DOA估计方法
李鹏飞, 钟子发, 张旻
2012, 34(3): 576-581. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00611
[摘要](1722) [PDF 270KB](1446)
摘要:
针对信源数目未知情况下的DOA估计问题,该文提出了两种基于稀疏表示的DOA估计方法。一种是基于阵列协方差矩阵特征向量稀疏表示的DOA估计方法,首先证明了阵列协方差矩阵的最大特征向量是所有信号导向矢量的线性组合,然后利用阵列协方差矩阵的最大特征向量建立稀疏模型进行DOA估计;另一种是基于阵列协方差矩阵高阶幂稀疏表示的DOA估计方法,根据信号特征值大于噪声特征值的特性,通过对协方差矩阵的高阶幂逼近信号子空间,利用协方差矩阵的高阶幂的列向量建立DOA估计的稀疏模型进行DOA估计。理论分析和仿真实验验证,两种方法都不需要进行信号源数目的估计,具有较高的精度、较好的分辨力,对相干信号也具有优越的适应能力。
基于矢量传感器的扩展孔径双基地MIMO雷达多目标定位算法
王克让, 何劲, 贺亚鹏, 顾陈, 朱晓华
2012, 34(3): 582-586. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00801
[摘要](2007) [PDF 244KB](702)
摘要:
该文研究基于电磁矢量传感器的扩展孔径多输入多输出(MIMO)雷达多目标定位算法。提出了一种新型MIMO雷达系统,发射阵列采用常规阵元,而接收阵列采用电磁矢量传感器,且传感器间距大于半波长。算法首先采用ESPRIT算法获得目标波达角(DOA)高精度模糊估计,随后利用矢量传感器的内在结构特点结合子空间旋转不变性获得目标DOA低精度无模糊估计进行解模糊,从而得到目标高精度DOA估计。最后利用已知DOA信息,采用1维MUSIC算法获得目标波离角(DOD)高精度估计。与已有算法相比,该算法大大提高了MIMO雷达的目标定位精度,且无需配对和2维搜索,具有较低的运算量。仿真结果证明了所提算法的有效性,其估计精度与CRB界接近。
基于压缩感知的双通道SAR地面运动目标检测方法研究
王伟伟, 廖桂生, 朱圣棋
2012, 34(3): 587-593. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00713
[摘要](2184) [PDF 351KB](773)
摘要:
针对目前双通道SAR地面运动目标检测(GMTI)方法采样数据量过大的问题,该文提出一种基于压缩感知的双通道SAR运动目标检测方法。该方法首先沿方位向进行随机稀疏采样得到双通道原始回波数据,然后通过匹配滤波方法实现距离向聚焦,并利用压缩感知技术实现方位聚焦,最后运用传统相位中心偏置天线(DPCA)技术进行杂波抑制。通过公式推导从理论上分析了该算法利用双通道方位稀疏采样数据实现杂波抑制的可行性,同时详细分析了运动参数对目标成像的影响。仿真与实测数据实验表明该算法在方位向欠采样情况下仍具有良好的杂波抑制性能。
一种复合多基地雷达密集多目标检测的新方法
闵涛, 赵锋, 肖顺平
2012, 34(3): 594-601. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00751
[摘要](1587) [PDF 510KB](617)
摘要:
密集多目标探测是当前雷达技术领域面临的前沿课题和紧迫任务。该文提出了一种T/R-R2复合多基地雷达信号融合方法,建立了单基地雷达接收机和多基地雷达接收机的目标回波信号模型,针对3维空间,基于距离信息提出了复合多基地雷达信号融合模型,采用最大似然法对密集多目标进行检测,分析了信噪比、目标数量、目标起伏、检测门限以及复合多基地雷达几何配置对检测性能的影响。蒙特卡洛仿真结果表明该文方法对密集多目标的检测是有效的。Swerling II型目标为本文推导的假设条件,但在Swerling 0和IV型目标起伏条件下该文的检测算法仍然有效。
弹道目标平动补偿与微多普勒特征提取方法
罗迎, 柏又青, 张群, 段艳丽, 朱丰
2012, 34(3): 602-608. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00607
[摘要](1982) [PDF 842KB](694)
摘要:
针对传统逆合成孔径雷达(ISAR)成像中的平动补偿方法并不适用于弹道目标平动补偿的问题,该文提出了一种弹道目标平动补偿与微多普勒(m-D)特征提取方法。在分析有翼弹道目标未完成平动补偿时的m-D效应的基础上,首先采用形态学中的骨架提取方法抑制1维距离像旁瓣,再在快时间频率(距离)-慢时间平面上搜索分离各散射点的m-D特征曲线,然后对其进行经验模式分解(EMD)分解,利用分解结果中的趋势项分量完成目标回波的平动补偿,并通过分析EMD分解结果获得了目标的自旋频率、锥旋频率等特征信息。仿真实验验证了所提方法的有效性与鲁棒性。
进动圆锥弹头双基地微多普勒特性分析
邹小海, 艾小锋, 李永祯, 赵锋, 肖顺平
2012, 34(3): 609-615. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00546
[摘要](1871) [PDF 310KB](636)
摘要:
微动特征是弹道中段目标雷达识别的有效特征之一。该文首先利用由几何绕射理论推导的圆锥弹头散射中心模型确定了3个散射中心分别是锥顶及双基地角平分线在锥底平面上的投影与底面边缘的2个交点;然后建立了进动圆锥弹头双基地微多普勒模型,经化简可知双基地微多普勒模型与双基地角平分线上单基地雷达微多普勒模型相似,且双基地微多普勒幅值为单基地微多普勒幅值的半双基地角的余弦倍,这与单双站散射等效定理吻合;再通过分析3个散射中心的微多普勒模型得出了可用于进动和结构参数估计的3种相关性;最后利用电磁计算软件FEKO计算了圆锥弹头模型的双基地雷达截面积(RCS),通过对RCS序列的时频分析,验证了该文理论分析的正确性。
宽角合成孔径雷达二维缺失数据自适应幅相估计成像方法
刘启, 洪文, 谭维贤, 王彦平, 吴一戎
2012, 34(3): 616-621. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00650
[摘要](1666) [PDF 346KB](657)
摘要:
宽角合成孔径雷达(WASAR)由于数据获取时间长,强电磁体、无线频段及方位扰动等因素会造成接收数据出现缺失,采用常规FFT处理方法会造成图像混叠,模糊及高旁瓣等问题。该文首先将自适应幅相估计(ATAPES)方法扩展至2维,其次,将tuning因子引入缺失数据外推过程,提出一种2维缺失数据自适应幅相估计(ATMAPES)方法,算法将最优外推估计结果填补回原始数据得到完整2维频域数据,通过循环迭代得到目标位置及幅度的准确估计结果。仿真实验验证了算法的有效性。
基于子孔径参数估计的双基地ISAR图像融合方法研究
许然, 李亚超, 邢孟道
2012, 34(3): 622-627. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00472
[摘要](1615) [PDF 335KB](644)
摘要:
双基地逆合成孔径雷达(Bistatic ISAR)能够同时获取两个视角下的目标雷达回波,将分别所成的图像进行融合处理可以获得质量更高的ISAR图像以提供更丰富的目标信息,但由双基地角带来的目标像尺寸形状不一致等问题将造成融合困难。该文针对转台模型目标,提出一种基于子孔径参数估计的双基地ISAR图像融合方法,利用孤立强散射点在不同子孔径下的多普勒差值估计出目标的转动角速度和半双基地角,再将不同视角下的数据映射到同一个坐标平面中进行融合处理,得到效果更好的图像,最后利用仿真实验结果验证了该方法的有效性。
方位多通道合成孔径雷达数据重建方法
李云涛, 陈永光, 邓云凯, 尹灿斌
2012, 34(3): 628-632. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00702
[摘要](1707) [PDF 416KB](753)
摘要:
多通道合成孔径雷达可以突破传统SAR不能同时实现高分辨宽测绘带的限制,是SAR发展的必然趋势,在成像处理时,它必须重建方位均匀采样数据。该文提出了一种基于降升调频斜率技术的处理方法,利用线性调频信号特性对方位非均匀数据进行解线性调频处理,然后采用升采样参考函数进行逆解线性调频处理,即完成方位数据的均匀重建。文中给出了信号处理流程,并与重建滤波器组法进行了比较。仿真结果证明了理论分析的正确性。
基于滑窗MCMC的弹道导弹分导团目标数据关联研究
俞建国, 刘梅, 王骏
2012, 34(3): 633-638. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00750
[摘要](1497) [PDF 335KB](683)
摘要:
弹道导弹在再入过程中为了提高自身突防能力往往伴随着分导现象。由于分导弹头数目未知,距离目标近且再入速度非常相近,使其以团状形态运动,在未知导弹任何先验信息前提下如何对分导弹头进行快速关联已成为亟待解决的难题。该文提出了一种改进的实时滑窗马尔可夫链-蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo, MCMC)次优数据关联算法,它应用蒙特卡洛采样方法对监控区域的测量集合进行组合优化,获得最大的后验概率密度进而逼近马氏链的平稳分布。该算法结合弹头分导实际情况,重新分配关联假设权值并优化了继承性,极大地减小了关联时间。仿真结果表明该算法与经典的多假设算法相比,关联概率随着目标密集程度增加而显著提高,并且计算量远小于多假设算法。
大气噪声模型参数的非线性回归估计
应文威, 蒋宇中, 刘月亮
2012, 34(3): 639-643. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00673
[摘要](1415) [PDF 235KB](705)
摘要:
Class B噪声模型是描述大气噪声的一种很好的统计物理模型。该文采用非线性回归算法估计Class B模型的参数。该算法从Class B噪声模型的特征函数出发,推导非线性回归模型,并优化算法迭代过程。同时设计了初始值估计方案,加速了算法的收敛。并采用特殊设计的序列计算对数特征函数,解决了特征函数估计的零点波动的问题。仿真和实测结果表明,该算法收敛快,精度高,有很高的实用价值。
超宽带信道建模中基于压缩感知的解卷积算法
李德建, 周正, 李斌, 翟世俊
2012, 34(3): 644-649. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00567
[摘要](1956) [PDF 305KB](815)
摘要:
针对频域测量方式下的超宽带(UWB)信道测量数据后处理,该文提出了用具有高斯滚降特性过渡带的类高斯窗,提取符合中国UWB频谱规范的信道测量数据,并将类高斯窗对应的时域脉冲作为先验信息,使用基于压缩感知(CS)的算法对时域信道测量信号解卷积,使得解卷积后的信道冲激响应具有高分辨率特性。利用频域加窗补零,以及改变解卷积算法中参数化波形字典原子的步长,可以得到不同分辨率的解卷积结果。采用匹配追踪(Matching Pursuit, MP)算法作为CS的重构算法。针对一间办公室的视距(LOS)与非视距(NLOS)信道测量数据处理结果表明,基于压缩感知的解卷积算法可以用较少的观测值获得和CLEAN算法相近的解卷积性能。
基于快速变极化的认知无线电频谱感知算法
刘芳芳, 冯春燕, 郭彩丽, 魏冬
2012, 34(3): 650-656. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00394
[摘要](1748) [PDF 278KB](1013)
摘要:
为充分利用授权信号的极化状态矢量信息进行频谱感知,该文提出一种基于K臂赌博机的快速变极化算法,通过将双自由度搜索问题转化为K个1维问题,能够实现满足实时频谱感知要求的授权信号极化状态识别。给出了算法收敛时预期收益的上下确界。最后分析了基于该算法进行极化匹配接收的频谱感知性能。仿真结果表明,算法能够快速收敛,并高精度识别授权信号极化状态,对频谱感知性能提升显著。
基于上下行对偶性的多用户MIMO下行链路鲁棒收发机设计
于斌, 刘拥军, 胡捍英
2012, 34(3): 657-663. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00330
[摘要](1692) [PDF 278KB](835)
摘要:
针对多用户多天线(MIMO)下行链路信道状态信息(CSI)非理想的条件,该文研究SINR平衡问题及功率最小化问题的收发机设计。在信道误差受限情况下,该文建立worst-case SINR上下行链路对偶性,并基于该对偶性,为两种鲁棒收发机提出新的设计策略。该策略避免了凸优化内点迭代算法,从而大大降低复杂度。仿真结果显示,所提算法与现有的凸优化算法性能一致。
莱斯信道下多载波异步发射分层空时码设计
刘田, 莫韬甫, 文荣, 唐友喜
2012, 34(3): 664-669. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00655
[摘要](1783) [PDF 325KB](638)
摘要:
视距路径的存在使多天线信道矩阵的条件数增加,造成同步多载波分层空时码的线性检测性能严重下降甚至失效。针对这一现实问题,该文提出了一种新的发射信号设计方法:在频域上将每个天线上的多载波信号异步发射。在莱斯信道中得到了联合迫零检测的误比特率表达式,并在未编码和Turbo编码情况下与同步多载波分层空时码进行了仿真对比。理论分析和仿真结果表明:异步多载波发射结构能够突破同步多载波分层空时码对接收天线数的限制,利用线性检测方法可以获得系统的最大可能空间分集度。
异构网中宏、微基站间存在频偏时的干扰协调方法
凌为, 韩圣千, 徐志昆, 杨晨阳
2012, 34(3): 670-676. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00515
[摘要](1802) [PDF 280KB](688)
摘要:
该文考虑骨干网只能进行少量信息交换的多载波异构蜂窝网络,研究微系统进行下行传输时对宏系统的干扰协调问题。针对多载波宏基站和微基站之间存在频偏的场景,在保证对宏用户的干扰小于预定干扰门限的前提下,以最大化微系统数据率为目标,在已知瞬时干扰信道和统计干扰信道信息的条件下分别设计最优和次优发射预编码。分析和仿真的结果表明,次优算法只需迭代一次就能达到接近最优算法的性能,因此具有较低的计算复杂度。所提出的方法只需要在宏基站和微基站之间通过骨干网交换少量信息,具有较低的信息共享资源开销。所提出的方法适用于微基站附近存在多个宏用户的场景。
基于网络编码的III型HARQ无线广播跨层设计
吕振兴, 许魁, 徐友云
2012, 34(3): 677-682. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00707
[摘要](1874) [PDF 281KB](641)
摘要:
为提高无线广播效率,该文设计一种基于网络编码的III型混合自动重传请求(HARQ)机制,同时为执行网络编码重传,提出一种异或型联合策略。其主要思想是通过网络编码(NC),使重传数据包能服务于尽量多的用户,并且每个用户能获得丢失包的软信息,以实施联合网络-信道译码。文章进一步利用机会中继的思想,将所提NC-HARQ III型机制扩展到中继广播系统。数值分析和仿真表明,NC-HARQ III型机制能显著降低广播系统的平均传输次数,与I型HARQ和NC-HARQ I型机制相比,其性能增益应归功于网络编码的潜在优势和联合网络-信道译码技术带来的较低的误包率。
60 GHz毫米波通信中一种新的波束搜索算法
邹卫霞, 杜光龙, 李斌, 崔志芳, 胡玉聪, 张芳
2012, 34(3): 683-688. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00436
[摘要](1608) [PDF 296KB](1185)
摘要:
采用毫米波进行信号传输,使多天线技术集成实现成为可能,继而可利用阵列天线波束赋形技术。然而,当天线阵元数增多时,将导致最优波束对的搜索算法复杂度急剧增加。该文充分利用不同数目阵元产生的波束特性,提出一种基于划区而治的逐步细化高效搜索算法;通过逐步增加使能天线数目,有效缩小搜索空间,最终实现最优波束对搜索。相比于现有方案,该算法能显著降低搜索过程中信令传输及能量消耗,仿真结果进一步验证了该算法的有效性。
一种改进的分布式最大权独立集算法
王向阳, 张源
2012, 34(3): 689-693. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00732
[摘要](3239) [PDF 230KB](1021)
摘要:
能快速准确寻找给定图中的最大权独立集的分布式算法,对于解决无线网络中的资源调配、无线骨干网构建等问题具有非常重要的指导意义。该文以基于最大乘信用传播的分布式算法为框架,假设所有节点了解自己邻居节点之间的局部拓扑信息,启发式地提出一种新的相邻节点间交换消息的计算方法以及相应的分布式最大权独立集算法。仿真结果表明,所提算法摆脱了文献中已有算法对图结构必须是树或者二分图的要求,且权和性能优于已有的分布式算法。
10轮3D分组密码算法的中间相遇攻击
苏崇茂, 韦永壮, 马春波
2012, 34(3): 694-697. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00888
[摘要](2140) [PDF 219KB](776)
摘要:
3D密码算法是一个代换-置换网络(SPN)型结构的新分组密码。与美国高级加密标准(AES)不同的是3D密码算法采用3维状态形式。该文利用3D算法结构,构造出一个5轮中间相遇区分器,并由此给出10轮3D的新攻击。结果表明:新攻击的数据复杂度约为2128选择明文,时间复杂度约为2331.1次10轮3D加密。与已有的攻击结构相比较,新攻击有效地降低了攻击所需的数据复杂度以及时间复杂度。
双目立体视频最小可辨失真模型及其在质量评价中的应用
张艳, 安平, 张秋闻, 张兆杨
2012, 34(3): 698-703. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00799
[摘要](2090) [PDF 236KB](968)
摘要:
该文针对目前最小可辨失真(JND)模型只能应用于评价单视点视频的问题,探索一种以双眼亮度关系为基本出发点的双目立体视频的JND模型。首先根据立体视频特性引入双眼亮度关系模型,然后考虑了背景亮度掩盖、纹理掩盖、帧间掩盖、空间时间对比灵敏度、眼睛运动等因素,提出了双目JND模型,最后将该双目JND模型应用到立体视频质量评价方法中。实验结果表明该文提出的质量评价方法符合人类的视觉感知特性,更接近于主观测试结果。
提高蜂窝网络中数据分发效率的D2D协作转发算法
周斌, 胡宏林
2012, 34(3): 704-709. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00828
[摘要](2534) [PDF 266KB](1746)
摘要:
Device-to-Device(D2D)通信是一种移动终端在蜂窝通信系统的控制下使用授权频段进行点到点通信的新型技术。通过允许接收终端间的数据转发,D2D通信可以用来提高蜂窝网络中的数据分发效率。现有的终端间转发算法,没有充分考虑D2D链路的差异,很难实现频谱资源的高效利用。为此,该文提出了一种基于多跳中继的D2D协作转发算法,包括多播和单播两个模式。该算法根据D2D链路质量自适应地选择最优的中继、路由及传输跳数,能够充分利用D2D链路的多信道分集增益。仿真结果表明,该文所提出的算法能够显著地提高D2D转发的资源利用率,进而提升数据分发业务的吞吐量。
一种基于改进蚁群算法的光网络波长路由分配算法
程希, 沈建华
2012, 34(3): 710-715. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01032
[摘要](1628) [PDF 296KB](744)
摘要:
路由与波长分配(RWA)是下一代光网络的需要解决的核心问题之一。论文提出了一种基于改进蚁群算法的光网络RWA算法SA-DRWA算法。算法在转移概率中加入了链路的空闲率作为约束条件,同时还引入了随机扰动以防止传统蚁群算法中迭代次数较少时就过早收敛于局部最优路径的缺点。理论分析表明,SA-DRWA算法可以有效地实现光网络中的负载均衡。对不同网络拓扑中算法的性能进行了仿真,结果表明,SA-DRWA算法比传统Dijkstra+FF算法在阻塞率及资源利用率等方面有明显改进,在规则网格型网络中阻塞率和资源利用率分别改善了0.23。
基于压缩感知的无线传感器网络多目标定位算法
何风行, 余志军, 刘海涛
2012, 34(3): 716-721. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00405
[摘要](2281) [PDF 295KB](2443)
摘要:
目标定位是无线传感器网络的重要应用场景。该文提出了一种将压缩感知应用于无线传感器网络多目标定位的方法,把基于网格的多目标定位问题转化为压缩感知问题。应用多分辨率分析的思想,设计了迭代回溯的压缩感知算法,该方法的特点是可同时进行多目标定位,并且大大减少了网络通信的数据量从而延长网络寿命,代价是融合中心的算法复杂度的增加。仿真结果显示,采用迭代回溯算法定位精度提高了以上,具有较好的多目标定位效果。
非耗散耦合复杂网络受控同步能力分析
刘歌群, 许晓鸣
2012, 34(3): 722-727. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00753
[摘要](1582) [PDF 309KB](685)
摘要:
该文研究了非耗散耦合网络的受控同步能力问题。在分析非耗散耦合网络外耦合矩阵特征值分布规律的基础上,给出了非耗散耦合网络的同步控制律。发现外耦合矩阵最大最小特征值之差越小,网络受控同步能力越强,耦合强度越小,网络越有可能通过控制取得同步,但在某些情况下所需要的控制增益绝对值也越大。最后以Lorenz振子小世界网络在混沌轨道上的同步为例对相关结论的有效性进行了验证。
太赫兹微加工波导滤波器
杜亦佳, 鲍景富, 赵兴海, 郑英彬
2012, 34(3): 728-732. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00832
[摘要](1752) [PDF 307KB](1072)
摘要:
该文提出应用微加工(Micromachining)技术设计制作太赫兹6阶并联电感耦合波导带通滤波器的方法。立足于现有工艺条件,通过分析加工因素对滤波器电磁性能的影响,将工艺和设计参数相互折中达到优化设计的目的,避免因工艺原因造成的器件性能急剧恶化,最终得到插入损耗小、可靠性好、可集成的太赫兹滤波器。采用微加工深刻蚀(ICP)、溅射电镀金属、键合等工艺步骤,最终制作完成的单个微加工滤波器划片后体积为24.0 mm5.0 mm1.66 mm。应用可调测试夹具固定微加工滤波器,通过功率计测试其功率衰减,得到其中心频率为141.5 GHz, 3 dB带宽为10.6%,中心频率处功率衰减小于1 dB,验证了工艺方法的有效性。
查找表联合记忆效应补偿技术的宽带自适应预失真算法
胡欣, 王刚, 王自成, 罗积润
2012, 34(3): 733-738. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00654
[摘要](1776) [PDF 269KB](756)
摘要:
为了能够对记忆型功率放大器线性化处理,并能一定程度克服其记忆效应,该文介绍一种自适应数字预失真器。该数字预失真器采用查找表与记忆效应补偿技术相结合的方法,并且利用内插值方法有效减小了查找表幅度量化过程产生的误差。相比记忆多项式预失真器,这种预失真器的计算复杂度较小,却能够得到与其相近的线性化效果。基于功率放大器记忆多项式模型,利用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)宽带信号验证该文提出的预失真器对记忆型非线性功率放大器的良好线性化效果。
分布作用速调管大信号计算模型的研究
黄传禄, 丁耀根, 王勇, 谢兴娟
2012, 34(3): 739-743. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00580
[摘要](1479) [PDF 251KB](577)
摘要:
该文建立了分布作用速调管(EIK)注波互作用模拟的大信号计算模型。该模型基于1维电子圆盘模型,考虑了电子圆盘间的空间电荷力。在电子与高频场互作用计算中采用双间隙耦合腔等效电路方法,并在间隙阻抗矩阵的计算中考虑了耦合腔中每个间隙电子电导的影响。依据该模型编写了计算程序,并与MAGIC3D仿真结果进行了比较验证,结果相符合。该计算模型可以扩展到三间隙乃至更多间隙谐振腔的分布作用速调管注波互作用的大信号计算模拟中。
研究简报
基于数字锁相相关计算结构的优化算法
李刚, 周梅, 何峰, 林凌
2012, 34(3): 744-748. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00333
[摘要](1596) [PDF 201KB](878)
摘要:
为了兼顾数字锁相检测的速度和精度,提高信号检测系统的综合性能,该文提出了一种基于数字锁相相关计算结构的高速算法并结合过采样对算法性能优化。该方法在过采样的基础上将采样频率还原为4倍于原信号的频率,快速数字锁相算法对下抽样后q个周期的4q个采样点进行加减法运算即可实现,与传统数字锁相算法相比几乎消除了所有的乘法运算,大幅度地提高了数字锁相算法实现的速度。同时引入修正因子改善了由于降采样所带来的误差。实验结果表明,该方法既有过采样和锁相检测的高精度,能够检测到较低信噪比的信号,又具备较高的速度,使得该算法对微弱信号的实时检测在普通微处理器上的实现成为可能。
基于单快拍极化平滑处理的DOA跟踪算法
虞飞, 陶建武
2012, 34(3): 749-753. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00417
[摘要](1860) [PDF 237KB](706)
摘要:
该文研究了基于电磁矢量传感器阵列的相干信号波达方向(DOA)跟踪问题。首先,对一种增强阵列有效孔径的单快拍极化平滑估计算法(SSPSA)的解相干性能进行了分析,此算法可以用于相干信号的DOA快速估计。在此基础上,提出了一种基于迭代的相干信号DOA跟踪算法,此算法无需奇异值分解和矩阵求逆运算,具有较快的跟踪速度。仿真实验验证了算法的有效性。
基于霍夫变换的高速微弱目标检测算法
庞存锁, 侯慧玲, 韩焱
2012, 34(3): 754-757. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00621
[摘要](1915) [PDF 273KB](730)
摘要:
该文针对高速微弱目标检测提出一种快速的目标参数估计方法,首先分析了高速目标回波脉冲间距离单元走动的影响因素,指出回波间距离走动与积累时间近似为直线;其次利用霍夫变换(HT)可对直线进行检测的特点,分析了HT参数和目标初始距离和径向速度的关系,提出了一种并行HT(PHT)方法,该方法利用并行叠加原理能够提高HT运算速度,满足实时性的要求;最后给出了算法实现流程和仿真实例,仿真结果证明了算法的有效性。
基于距离向量的本原-LFSR序列研究
胡大亮, 曾光, 韩文报, 谭刚敏
2012, 34(3): 758-762. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00725
[摘要](1549) [PDF 236KB](537)
摘要:
距离向量是本原-LFSR序列的重要参数,但目前关于距离向量的研究还很少。该文基于距离向量,首先证明了m=2时采样猜想是正确的,然后对本原-LFSR的采样性质进行了研究,最后给出了Z本原-LFSR序列和本原-LFSR序列新的构造方法。

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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