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2012年34卷8期

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论文
基于局部结构张量的无参考型图像质量评价方法
邵宇, 孙富春, 刘莹
2012, 34(8): 1779-1785. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00042
[摘要](2189) [PDF 374KB](1627)
摘要:
该文提出一种基于局部结构张量奇异值分解的无参考型图像质量评价方法,由于图像局部结构张量能反映图像几何结构,因此利用张量特征值之间的关系来度量图像噪声与模糊水平,将两个度量结合得到图像质量的综合评价。通过分析仿真图像和实际图像的质量评价结果,该方法能同时度量因噪声和模糊造成失真后的图像质量。与图像质量评价数据库的主观评价结果比较表明,该文方法与主观评价结果相关性强,能很好地反映图像质量的视觉感知效果,并且易于实现。
基于视觉感知和零水印的部分参考立体图像质量评价模型
周武杰, 郁梅, 蒋刚毅, 彭宗举, 邵枫
2012, 34(8): 1786-1792. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01135
[摘要](1936) [PDF 374KB](849)
摘要:
通过分析人类视觉系统的纹理方向特性和立体感知特性,并结合数字水印的半脆弱性和支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)的泛化学习能力,该文提出一种基于视觉感知和零水印的部分参考立体图像质量客观评价模型。该模型利用立体图像左右视点经小波分解后在同一空间频率的水平和垂直方向子带系数关系构造反映图像纹理方向特征的视点零水印,同时,利用左右视点视差值与自适应阈值的大小关系构造反映立体感质量的视差零水印,然后利用SVR来学习两类零水印恢复率(视觉加权视点零水印恢复率和视差零水印恢复率)与主观评价值的关系,最后用训练好的SVR完成立体图像质量预测。实验结果表明该模型符合人眼视觉特性,所得到的客观评价值与主观评价值具有较好的一致性。
对称升余弦键控信号相关性分析
郭黎利, 周彬, 孙志国, 刘湘蒲
2012, 34(8): 1793-1799. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01361
[摘要](1712) [PDF 291KB](587)
摘要:
对称升余弦键控(Symmetric Raised Cosine Keying, SRCK)调制是一种新型的二进制数字调制方法,通过改变频率变化曲线的极性来载荷信息。SRCK信号相位连续,频率变化平滑,具有能量集中度高、频带利用率高、抗幅度衰落能力强等特点。为了分析SRCK信号的通信性能,对SRCK信号波形样本的自相关系数和互相关系数表达式进行了推导,找到用第一类贝塞尔函数来推导其解析表达式的方法,并通过仿真验证,进一步分析了影响其相关值变化的因素。提出一种正交的SRCK调制方法,并对其特性进行了分析,为下一代高效调制通信系统的实现提供了一种新的途径。
一种快速的混合参数宏模型无源性补偿方法
潘健, 李玉山, 高崧
2012, 34(8): 1800-1805. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01296
[摘要](1672) [PDF 310KB](541)
摘要:
针对高速数字系统的混合参数宏建模,采用模态矢量拟合算法具有模型拟合精度高,易于电路仿真集成的优点,但是初始生成的宏模型可能会在局部频带内不满足系统无源性。该文提出一种基于特征值模态的混合参数宏模型无源性补偿方法。首先构建了包含宏模型特征对的无源性目标函数,利用特征对加权的形式来控制参数扰动带来的模型精度变化,然后结合相应的无源性约束条件,将无源性补偿过程等效为可以解析求解的最小二乘优化问题。该方法在补偿混合参数宏模型无源性的同时,兼顾模型在任意端接激励源条件下的应用要求。结合实例并与留数扰动、模态扰动等无源性补偿方法进行比较,结果表明该方法在精度或效率方面均具有一定的优势。
一种基于频域采样的序列快速捕获算法
陈松, 黄开枝, 吉江
2012, 34(8): 1806-1812. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01383
[摘要](1694) [PDF 388KB](660)
摘要:
该文针对长周期序列捕获中存在的运算开销大、接收序列有限条件下捕获效果差等问题,提出一种基于频域采样的序列快速捕获算法。依据序列时频关系,建立部分频域捕获模型,通过采样构造本地序列部分频域集,利用最优采样频域集与接收序列相关实现捕获。序列频域采样等效为时域内引入相位权值后分段叠加,降低运算开销的同时改变了非峰值项概率分布,有利于抑制背景噪声。仿真结果表明,当本地序列周期217时,该文算法可降低运算开销27倍,较扩展重叠算法平均捕获成功率提高约50%。
模型噪声中的稀疏恢复算法研究
韩学兵, 张颢
2012, 34(8): 1813-1818. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01234
[摘要](1957) [PDF 368KB](918)
摘要:
针对观测和传感矩阵都存在噪声扰动的欠定线性系统的稀疏恢复问题,该文基于FOCUSS(FOCal Underdetermined System Solver)算法提出了一种改进算法SD(Synchronous Descending)-FOCUSS。文中由MAP(最大后验)估计方法推导出系统模型的的目标函数,应用松弛迭代算法对其进行优化从而找到近似最优的稀疏解。SD-FOCUSS算法可应用于MMV(多观测向量)模型。可证明SD-FOCUSS是收敛算法;最后用仿真实验展示了与其他算法相比时,新算法在准确性、稳定性等方面的优越性。
一种基于部分基矩阵稀疏约束非负矩阵分解的抵抗大强度剪切攻击视频水印构架
同鸣, 张伟, 张建龙, 陈涛
2012, 34(8): 1819-1826. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01117
[摘要](1947) [PDF 395KB](772)
摘要:
该文提出一种部分基矩阵稀疏约束的非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization with Sparseness Constraints on Parts of the Basis Matrix, NMFSCPBM)方法,其次将水印嵌入在NMFSCPBM分解后的基矩阵大系数中,利用NMFSCPBM提取视频运动特征自适应控制水印嵌入强度。最后,在水印检测时,只要残余视频中包含有视频最小剩余子块数,就可以恢复出完整基矩阵,进而提取出完整水印。实验表明,与同类方法相比,该方法抵抗强剪切攻击的能力获得了较大程度提升。
基于分水岭分割和尺度不变特征点的多目标全自主跟踪算法
胡珂立, 谷宇章, 王营冠, 邹方圆, 金锋
2012, 34(8): 1827-1832. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01323
[摘要](1961) [PDF 365KB](731)
摘要:
该文针对多目标的鲁棒跟踪问题,设计了一种基于图像分水岭分割和尺度不变特征变换(SIFT)特征点的多目标全自主跟踪算法。为规避图像平坦区域,提出在原图上叠加规则坡度图的思想,并在浮点域进行一定尺度高斯模糊处理,将区域极小值点作为种子点完成分水岭分割,并将极值点作为目标特征点,通过前后帧分水岭映射生成特征点短时轨迹,自动检测运动目标。之后依据目标所处状态(是否发生遮挡)和分水岭分割图建立、更新目标SIFT特征池,结合分水岭映射、SIFT特征池匹配完成对目标的鲁棒跟踪。实验结果表明,该算法能有效完成视频中多目标的持续跟踪,并对目标遮挡有较好的鲁棒性。
基于编码项补偿的OFDM信号SAR成像
范崇祎, 黄晓涛
2012, 34(8): 1833-1839. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01256
[摘要](1788) [PDF 446KB](580)
摘要:
该文探讨了正交频分复用(OFDM)波形在SAR中可能的应用,重点讨论了基于该信号体制的SAR成像。OFDM波形改变了传统线性调频信号平坦的频谱,给高分辨成像带来了新的问题。该文深入分析了OFDM波形的信号特点,推导了其2维频谱,提出了一种适合OFDM SAR精确成像的方法。该成像算法利用对编码项的补偿,实现了OFDM波形下的距离迁徙校正,有效降低了编码信号对旁瓣的影响,充分提高了OFDM波形的成像性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。
基于瞬时多普勒频率的匀速移变双基SAR的二维频谱及其成像算法的应用
熊涛, 周松, 邢孟道
2012, 34(8): 1840-1846. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01044
[摘要](1513) [PDF 299KB](528)
摘要:
该文提出一种新的方法求解匀速移变双基SAR的2维频谱表达式。通过使用瞬时多普勒频率,引入两个独立的方位频率,并由此推导出精确的严格解析谱。然后,利用匀速移变双基SAR的成像几何模型,求出这两个方位频率的表达式,从而得到最终的2维频谱。作为该频谱对于成像算法的一个应用,该文提出适用于平行等速双基SAR数据的距离多普勒算法。仿真数据的处理结果不仅证明了所得到的2维频谱的精确性,也证明了该文的距离多普勒算法的有效性。
基于后向投影变换的进动旋转对称目标成像新方法
胡杰民, 占荣辉, 牛威, 欧建平
2012, 34(8): 1847-1852. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01425
[摘要](1474) [PDF 338KB](646)
摘要:
弹道中段目标成像技术是弹道导弹防御系统的核心技术之一。由于弹道导弹中段飞行过程中具有空间进动形式,不满足小转角近似,导致RD算法成像模糊。该文提出一种进动旋转对称目标的宽带雷达成像方法,新方法通过后向投影变换将目标散射中心分布在距离时间域上的复数信号进行相干累加,实现目标散射中心的2维重构,该方法较广义Radon变换方法在抑制旁瓣性能上有较大的改进,利用暗室测量数据的实验结果验证了算法的有效性。
独立属性散射中心参数降耦合估计方法
段佳, 张磊, 盛佳恋, 邢孟道
2012, 34(8): 1853-1859. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01302
[摘要](1869) [PDF 339KB](673)
摘要:
属性散射中心模型是基于几何绕射(GTD)模型完善得到,其模型参数具有频率和方位依赖特性,相比点散射模型对目标特征描述更为准确。但属性散射中心模型中也引入了参数维数增加的问题,模型参数估计相对困难。针对属性散射中心模型的参数估计,该文对图像分割后获得的独立散射中心进行研究,提出一种将部分参数降耦合的参数估计算法。通过建立合理的代价函数进行参数估计。相对传统参数估计方法,该方法无需获取准确的参数的初始值,从而在复杂性和时效性上有很大的改进。最后,基于仿真数据的实验论证了该文方法的有效性。
基于SISE方程的广义gamma分布参数估计方法
秦先祥, 高贵, 周石琳, 邹焕新
2012, 34(8): 1860-1865. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01260
[摘要](1949) [PDF 331KB](769)
摘要:
广义gamma分布是近年来用于SAR图像统计建模重要分布之一,参数估计是制约其应用的核心问题。该文提出了一种新的参数估计方法。首先分析了的对数累积量参数估计方法(Mehtod-of- Log-Culmulants, MoLC)的不足,接着推导了基于SISE (Scale-Independent-Shape-Estimation)方程的参数估计表达式,并给出了具体的求解方法。最后,利用蒙特卡洛仿真的实验结果表明,该文方法稳定性和有效性优于MoLC。
基于快速Radon-Fourier变换的雷达高速目标检测
吴兆平, 符渭波, 苏涛, 郑纪彬
2012, 34(8): 1866-1871. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01180
[摘要](1967) [PDF 337KB](876)
摘要:
Radon-Fourier变换(RFT)是一种根据目标的运动参数对位于距离-慢时间平面中的目标轨迹进行积分来积累雷达目标能量的方法。该文针对RFT算法的运算量大和未插值时由量化误差引起能量积累损失这两个问题,提出一种基于Chirp-Z变换(CZT)的快速RFT算法,该算法在频域实现,并将其实现过程和CZT算法结合在一起,成功的解决了以上问题。另外,在不增加运算量的前提下,该方法还能通过补偿目标的多普勒频率来消除匹配滤波损失。实验结果表明在理想情况下该方法的目标能量积累性能接近理论最优值。
一种基于压缩感知的地面运动目标检测方法
王伟伟, 廖桂生, 朱圣棋, 许京伟
2012, 34(8): 1872-1878. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01285
[摘要](2077) [PDF 320KB](912)
摘要:
针对实际非均匀环境空时自适应处理(STAP)难以获取足够独立同分布样本的问题,该文提出一种基于压缩感知的运动目标检测方法。该方法首先将待检测距离门的回波数据变换至2维频率域进行能量积累,并构造相应2维频率域的冗余字典,然后利用贝叶斯压缩感知技术提取若干强静止散射点谱峰,估计杂波谱能量支撑区,最后通过基于加权的最小l1范数优化模型实现杂波抑制与运动目标检测。理论分析及仿真实验结果表明该方法具有较高的角度和多普勒分辨率,并且在低信噪比情况下也可以获得良好的检测效果。
一种滑动聚束模式FMCW-SAR快速回波模拟算法
于彬彬, 刘畅, 王岩飞
2012, 34(8): 1879-1884. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01211
[摘要](1448) [PDF 290KB](611)
摘要:
当调频连续波合成孔径雷达(FMCW-SAR)工作在滑动聚束模式下,在时域和频域中都不存在一个合适的方位向窗函数,能够同时符合场景中所有点目标的回波形式。因此场景回波模拟只能采用时域算法,导致模拟回波时运算量巨大。针对这一问题,该文提出一种新的距离多普勒域快速回波模拟算法。该算法在一定近似条件下,通过引入方位向线性调频信号,解决了场景回波信号方位向窗函数的构造问题,并在距离多普勒域生成回波信号的相位信息,在保持较高回波模拟精度的同时,极大地提高了运算速度,并且场景目标点数越多时运算速度提高的倍数越大。仿真结果验证了理论分析的正确性。
基于目标物理特征和压缩感知的地雷目标鉴别方法
王鹏宇, 宋千, 周智敏
2012, 34(8): 1885-1892. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01239
[摘要](1461) [PDF 412KB](686)
摘要:
通过压缩感知(Compressed Sensing, CS)算法可以实现对目标的稀疏成像,并获取其空间散射结构用于目标鉴别和识别。该文针对穿透地表成像的前视超宽带虚拟孔径雷达(Forward Looking Virtual Aperture Radar, FLVAR)实测数据,以CS理论为基础对地雷目标进行稀疏成像,利用地雷目标电磁散射的稀疏性实现其散射结构的提取,将目标散射特性转化为与物理结构相关的几何特征,并基于该特征进行目标的分类鉴别。新方法不仅拓展了地雷鉴别的新思路,而且也为压缩感知在目标散射结构提取和目标鉴别上的应用进行了初步有效的尝试。
大气折射对雷达低仰角跟踪误差的影响分析
王红光, 吴振森, 朱庆林
2012, 34(8): 1893-1896. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01186
[摘要](1594) [PDF 211KB](754)
摘要:
该文基于雷达测角原理和确定性电波传播模型,采用等效地球半径法考虑大气折射效应,建立仰角误差预测方法;计算不同大气折射环境下的仰角误差。研究结果证明:大气折射与多路径的综合效应中,折射环境的变化会对仰角误差造成很大影响,表明大气折射是低仰角跟踪时需要考虑的重要因素。
改进的一维时变海面模型及其分数阶功率谱研究
陈小龙, 黄勇, 关键, 何友
2012, 34(8): 1897-1904. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01197
[摘要](1493) [PDF 330KB](517)
摘要:
该文针对经典双尺度海面模型不能有效分析高海况和低掠射角条件下的非Bragg散射问题,在模型中引入调频率描述多普勒频率的变化,提出了一种更符合工程实际的1维时变海面散射模型。然后,通过计算改进模型的海面平均散射功率,得到了时变海面的角度散射特性。其次,研究了改进模型的分数阶功率谱(FPS)特性,得出在分数阶Fourier变换(FRFT)域,海面散射信号的功率谱由多分量冲激信号组成,其在FRFT域的位置可用于估计模型的频率参数。最后,采用X波段实测海面回波数据对改进模型进行验证,并讨论了入射波长和变换角对FPS的影响,仿真结果表明该模型适合分析和提取时变海面回波的频率变化及多普勒频移。
基于小波核主成分分析的相关向量机高光谱图像分类
赵春晖, 张燚, 王玉磊
2012, 34(8): 1905-1910. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01282
[摘要](1891) [PDF 295KB](703)
摘要:
相关向量机(RVM)高光谱图像分类是一种较新的高光谱图像分类方法,然而算法本身存在对于高维大样本数据训练时间过长、分类精度不高的问题。针对这些问题,该文提出一种基于新型核主成分分析的RVM分类方法。该方法首先将核函数引入到主成分分析中,然后应用小波核函数代替传统核函数,利用小波核函数的多分辨率分析特点,进一步提高核主成分分析(KPCA)非线性映射能力,最终将新型核主成分分析算法与相关向量机相结合,对高光谱图像进行分类。仿真实验结果表明,将所提出的方法应用于AVIRIS美国印第安纳州实验田高光谱数据预处理后,类内类间距离比降低20%,方差整体增幅较大,最终将处理后的数据应用于相关向量机的高光谱图像分类中,分类精度提升3%~5%。
A5/1时空折中攻击模型的参数选择研究
李磊, 韩文报, 王政
2012, 34(8): 1911-1916. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01217
[摘要](1519) [PDF 223KB](446)
摘要:
作为全世界使用最广泛的移动通信系统,全球移动通信系统(GSM)中使用的A5/1加密算法安全性研究有重要的现实意义。该文通过对A5/1算法状态空间缩减性质的分析,描述了基于可变可辨点的多表瘦彩虹表时空折中攻击模型,并给出此模型各个指标的计算公式及确定相关参数的方法。通过利用FPGA硬件平台和参数选择确定,实现了成功率是99%的实时破译计算平均耗时为1 s,从而增加了攻击的现实可用性。此攻击模型的相关参数确定方法对其他平台及限制条件下的攻击实现有一定的参考价值。
一种基于Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)序列的量子安全直接通信协议
李凯, 黄晓英, 滕吉红, 李振华
2012, 34(8): 1917-1922. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01155
[摘要](1564) [PDF 223KB](934)
摘要:
为了提高量子安全直接通信协议的安全性并同时降低其成本,该文通过对协议中检测窃听过程的分析给出了一种有效的方法,并从量子安全直接通信和量子秘密共享两种角度验证了这种方法的可行性。合法通信者使用携带有秘密消息的传输粒子检测窃听,并且不会泄露任何秘密消息。分析表明,合法通信者在不用制备单独用来检测窃听的检测粒子情况下,不仅能够让协议的量子比特理论效率达到100%,而且可以确保其无条件安全。
2n-周期二元序列的3-错误序列分布
周建钦, 刘军
2012, 34(8): 1923-1927. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01315
[摘要](1422) [PDF 200KB](529)
摘要:
线性复杂度和k- 错线性复杂度是度量密钥流序列密码强度的重要指标。为了更好地研究序列的随机性,该文通过将序列的k-错线性复杂度的计算转化为求Hamming重量最小的错误序列的方法,讨论了序列不同k-错线性复杂度条件下对应的k-错误序列的分布情况。基于Games-Chan算法,该文给出了线性复杂度为2n的2n-周期二元序列的3错误序列的计数公式,计算机编程验证了该文方法的正确性。
基于图像像素划分的主动隐写分析
刘静, 汤光明
2012, 34(8): 1928-1933. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01422
[摘要](1461) [PDF 245KB](642)
摘要:
隐写分析的研究主要集中于隐写检测,而对主动隐写分析研究的较少。该文从隐写检测角度出发,将图像像素划分为不同类点,通过对信息嵌入、最低位平面置反带来的各类点频次变化的分析,提出一种针对空域图像LSB (Least Significant Bit) 替换隐写术的主动隐写分析方法,解决了主动隐写分析中的密钥恢复问题。所提出的方法物理意义直观,实现简单。实验结果表明,该方法在一定嵌入率范围内均可成功恢复隐写密钥。
信度向量正交投影分解的网络安全风险评估方法
刘刚, 李千目, 张宏
2012, 34(8): 1934-1938. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01387
[摘要](1658) [PDF 228KB](591)
摘要:
传统安全风险评估方法大都存在着主观性和片面性问题,该文针对网络节点的漏洞和攻击层面的风险分析需求,提出了漏洞信度和攻击信度的概念,设计了一种信度向量正交投影分解的网络安全风险评估方法。该方法首先将攻击所依赖的漏洞信息和节点本身漏洞信息相关联,结合网络中各节点自身的权重,量化从节点至全网的安全风险分析;其次,在漏洞信度计算时,为了排除漏洞扫描工具自身的不确定因素和数据源的单一性,将多个扫描工具的检测结果融合,构成数据源;最后,基于欧式空间向量投影的思想提出了一个信度向量投影分解算法。实验结果验证了该文方法的有效性。
基于人工噪声的多用户MIMO系统加密算法
赵家杰, 彭建华, 黄开枝, 吉江
2012, 34(8): 1939-1943. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01068
[摘要](1540) [PDF 267KB](635)
摘要:
当多用户MIMO系统中的用户数多于或等于发射端天线数时,现有的基于人工噪声的物理层加密算法会导致合法用户无法正常接收。为提高此时的多用户MIMO系统的安全性,该文提出一种新的基于人工噪声的多用户MIMO系统加密算法。首先,发送端对多个合法用户进行联合处理,建立多用户联合信道状态矩阵;然后,将联合信道状态矩阵进行奇异值分解,并根据最小的奇异值进行预编码,以消除人工噪声对合法用户的影响;最后,提出一种优化功率分配的方案。仿真结果表明,该算法将多用户MIMO系统的保密容量平均增加了0.1 bit/(s?Hz),从而提高多用户MIMO系统的安全性。
基于收益的认知无线电多信道阶梯排队接入机制分析
王玲, 彭启琮, 彭启航
2012, 34(8): 1944-1949. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01244
[摘要](1719) [PDF 260KB](642)
摘要:
为了简化分析认知无线电系统中授权用户享有更高优先级对认知用户造成的影响,该文将2维生灭排队过程等效为1维非占先排队模型进行分析;并在多信道情景下,提出了一种基于信道收益的阶梯式排队接入方案,给出了由队列结构系数决定的系统性能参数阻塞概率及强制中断率的解析结果。仿真与数值计算验证了等效1维非占先排队模型的有效性;同时比较几种排队机制的性能参数,该文接入方案有较低的阻塞率,并且可根据系统环境自适应调整队列结构将强制中断率控制在较低范围内,不会随系统负荷率增高而增高。
基于能效优化的用户调度与资源分配算法
胡莹, 黄永明, 俞菲, 杨绿溪
2012, 34(8): 1950-1955. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00011
[摘要](2145) [PDF 273KB](963)
摘要:
该文针对多用户OFDMA移动通信下行系统,提出了基于能效优化的用户调度和资源分配方法。所提方法在满足用户服务质量(QoS)要求的前提下,以最大化系统能效为准则建立优化模型,假设在发射端完全已知信道状态信息(CSI)的情况下,充分利用系统内在的分集,给出了用户调度与速率分配的策略,有效地提高了系统的能量使用效率。仿真结果表明,所提算法的性能在较低复杂度前提下能够取得接近最优算法的性能。
基于实时业务挤占的OFDMA系统的无线资源分配方案
王斌, 付茂豹, 王文鼐
2012, 34(8): 1956-1961. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01378
[摘要](1746) [PDF 224KB](582)
摘要:
为了在实时业务和非实时业务共享无线资源的场景中增加系统吞吐量,该文提出了一种基于实时业务挤占的无线资源分配方法,该方案首先实施统一调度,然后进行实时业务挤占过程。在保证对实时业务服务的情况下,实时业务挤占的无线资源分配方案提高了多用户分集效果,增加了系统的吞吐量。理论和仿真分析表明,与已有的传统的实时业务和非实时业务共享无线资源的调度方案相比,该方案能够提供更高的系统吞吐量和频谱效率。在实际应用中,该方案具有一定的可行性和可操作性。
多播网络中基于网络编码的高效丢失恢复机制
周志恒, 周亮
2012, 34(8): 1962-1967. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01233
[摘要](1388) [PDF 301KB](577)
摘要:
网络编码为无线网络中可靠多播通信提供了有效解决途径。该文分析了网络中编码机会的变化规律,研究了解码失败的编码数据包对网络编码性能的影响,提出了新的基于网络编码的丢失恢复算法(NCLR)。NCLR要求节点缓存解码失败的编码数据包,并反馈信息给发送节点。根据各个节点的丢包情况,NCLR通过优先传输对编码性能影响较大的数据包,并在需要重传的已编码数据包和原始数据包中选择编码组合,来充分挖掘网络中的编码机会。仿真结果表明相对于已有算法,NCLR算法可以在重传次数和丢失恢复时延方面有显著性能改善。
用于MIMO-OFDM系统QR分解的分布式脉动阵列处理算法
朱勇旭, 吴斌, 周玉梅, 蔡菁菁, 夏凯锋
2012, 34(8): 1968-1973. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00768
[摘要](1911) [PDF 304KB](1066)
摘要:
针对多载波系统中信道矩阵QR(正交三角矩阵)分解的延时问题,该文提出适用于MIMO-OFDM系统QR分解的分布式脉动阵列处理(Distributed Systolic Array Processing, DSAP)算法。该算法包含两种处理机制,一是交织预处理,对不同子载波信道矩阵行矢量进行分组交织处理,按照延时递增规律将每列信道矩阵元素读出并输入到脉动阵列;二是分布式脉动阵列计算,通过脉动阵列边界单元和内部单元中流水线CORDIC计算和子载波同步处理实现信道矩阵QR分解分布式处理,实现不同子载波QR分解分布于脉动阵列边界单元和内部单元中CORDIC不同级。与串行脉动阵列处理(Serial Systolic Array Processing, SSAP)算法比, DSAP算法充分利用时钟周期,分解延时约为SSAP算法的8%,有效减少数据处理延时,而复杂度几乎没有增加。
基于对偶理论的多点协同联合发送波束成形算法
何世文, 黄永明, 杨绿溪
2012, 34(8): 1974-1979. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00010
[摘要](1702) [PDF 280KB](649)
摘要:
该文针对单基站功率约束的多点协同联合发送多输入单输出干扰下行链路系统,利用拉格朗日对偶理论研究了下行链路最大化最小信干噪优化问题与虚拟上行链路最小化最大信干噪比优化问题间的对偶关系。基于对偶关系和次梯度理论,提出了一种求解虚拟上行链路最小化最大信干噪比优化问题的内外层交替迭代优化波束成形算法;同时,给出了所提算法的收敛性证明;利用实数浮点运算理论分析了所提算法的复杂度;数值仿真验证了所提算法的有效性。
一种低复杂度自适应信道估计方案
马天鸣, 施玉松, 李凤荣, 王营冠
2012, 34(8): 1980-1985. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01153
[摘要](1690) [PDF 278KB](625)
摘要:
针对最小平方估计方法精度有限的问题,该文提出一种自适应信道估计方案。该方案首先采用矩阵对角化的思想对最小均方误差估计方法进行改进,使得其在保持估计精度的同时大幅度降低计算复杂度。然后根据自适应的理论提出一种新的方案,该估计方案能够根据当前信道状况自适应地选择合适的算法进行信道估计,显示了较高的灵活性。仿真结果表明,该方案可以在计算复杂度较低的情况下进一步改善系统的误码率和均方误差,具有良好的实际应用价值。
可逆QC-LDPC码的构造及其在水声通信系统中的性能
戚肖克, 李宇, 黄海宁
2012, 34(8): 1986-1992. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01373
[摘要](1909) [PDF 302KB](592)
摘要:
该文提出一种通过合理设置零矩阵构造可逆准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)的方法,解决了传统QC- LDPC码校验矩阵不满秩及编码复杂度高的问题。将循环矩阵对应于有限域中的多项式,利用扩展的欧几里德算法构造可逆校验矩阵,克服了传统QC-LDPC码码率大于设计码率的问题。编码时先将校验矩阵分块,然后利用扩展欧几里德算法回溯求解循环矩阵的逆矩阵,显著降低了编码复杂度。EXIT图证明了译码器的收敛性。仿真表明短码时纠错性能优于随机LDPC码,适用于水声通信系统。另外,将可逆QC-LDPC码应用于ZP-OFDM系统的仿真表明QC-LDPC码能较大地提高水下通信系统的鲁棒性。
基于Command and Control通信信道流量属性聚类的僵尸网络检测方法
苏欣, 张大方, 罗章琪, 曾彬, 黎文伟
2012, 34(8): 1993-1999. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01098
[摘要](1838) [PDF 260KB](1068)
摘要:
僵尸网络(Botnet)是一种从传统恶意代码形态进化而来的新型攻击方式,为攻击者提供了隐匿、灵活且高效的一对多命令与控制信道(Command and Control channel, CC)机制,可以控制大量僵尸主机实现信息窃取、分布式拒绝服务攻击和垃圾邮件发送等攻击目的。该文提出一种与僵尸网络结构和CC协议无关,不需要分析数据包的特征负载的僵尸网络检测方法。该方法首先使用预过滤规则对捕获的流量进行过滤,去掉与僵尸网络无关的流量;其次对过滤后的流量属性进行统计;接着使用基于X-means聚类的两步聚类算法对CC信道的流量属性进行分析与聚类,从而达到对僵尸网络检测的目的。实验证明,该方法高效准确地把僵尸网络流量与其他正常网络流量区分,达到从实际网络中检测僵尸网络的要求,并且具有较低的误判率。
基于最小连通支配集的无线传感网拓扑构建研究
洪榛, 俞立, 张贵军, 陈友荣
2012, 34(8): 2000-2006. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01029
[摘要](1557) [PDF 322KB](988)
摘要:
基于通信虚拟主干网的拓扑构建是关闭冗余节点,节省全网能耗的有效方法。该文将全连通网络环境下寻找最优虚拟主干网问题抽象转化成最小连通支配集求解问题(MCDS),并建立了基于混合整数规划的数学模型(NMIP-MCDS)。NMIP-MCDS在分析MCDS解的基础上,确定以令牌分发数与节点能耗乘积为目标的优化函数,通过令牌分发同时辅以全网能量负载均衡的方式,构建最优MCDS。仿真实验结果验证了NMIP-MCDS的有效性,并可进一步实际应用在中等规模的无线传感网中。
多频率段物理不可克隆函数
项群良, 张培勇, 欧阳冬生, 冯忱晖
2012, 34(8): 2007-2012. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01249
[摘要](1445) [PDF 249KB](1345)
摘要:
物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions, PUF)是一种用于保护集成电路芯片安全的新方法。传统的基于振荡器的PUF在产生响应过程中振荡器的振荡频率固定不变,因此存在着被攻击的隐患。该文提出一种新的利用多频率段的PUF(Multiple Frequency Slots based PUF, MFS-PUF)来解决这个问题,通过可配置的振荡器,每产生一位响应,振荡器的振荡频率便发生转移。在每一种振荡频率下,由于不可避免地制造差异,振荡器之间的频率会有微小差别,这些略有差异的频率组成了一个频率段(frequency slot),整个系统中则存在着多个频率段。各个频率段之间随机转变,相比于传统的基于振荡器的PUF,系统输入输出响应对(Challenge-Response Pairs, CRPs)的值更大,也更加不可预测,这使得攻击者使用建模攻击的复杂度大大增加,在保证了自身性能的同时增强了本身的安全性。
研究简报
有限反馈机会中继通信系统的中断概率性能
惠鏸, 李维勤, 吴亚丽
2012, 34(8): 2013-2017. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00024
[摘要](1831) [PDF 259KB](622)
摘要:
该文针对放大转发机会中继通信系统,研究了有限反馈条件下系统的中断概率及分集性能。在有限反馈条件下,量化误差将影响最优中继的选择进而恶化机会中继通信系统的性能。该文首先推导了有限反馈条件下机会中继系统的中断概率近似表达式,并在此基础上分析获得两个结论:在有限反馈条件下,无论备选中继数目为何,系统的分集阶数可达且只可达到2;当备选中继个数一定时,随着反馈比特数的增加,系统中断概率将趋近于选择最佳中继节点所能获得的性能。仿真结果验证了中断概率的理论表达式及其分析结论,可为有限反馈条件下的中继传输协议设计提供理论支持。
一种适用于高阶QAM系统Bussgang类盲均衡新方法
阮秀凯, 蒋啸, 李昌
2012, 34(8): 2018-2022. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01403
[摘要](1840) [PDF 316KB](561)
摘要:
该文提出一种适用于高阶QAM系统的新Bussgang类多模盲均衡算法。将新的代价函数与星座匹配误差函数结合,给出一种瞬时双模切换混合算法,然后设计了一种基于判决圆的模式切换准则,从而达到进一步有效降低新算法稳态误差的效果。最后,仿真结果以高阶256QAM信号为例,验证了该算法对于高阶QAM信号的盲均衡能力和良好效果。
60 GHz缺陷态同轴布喇格波导窄带带通滤波器设计及性能分析
赖颖昕, 谭永明
2012, 34(8): 2023-2027. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00319
[摘要](1374) [PDF 265KB](543)
摘要:
基于缺陷态同轴布喇格波导的通带特性,该文采用多波耦合理论及Ansoft HFSS对一种工作频率为60 GHz的新型波导滤波器原型进行了概念性设计,并进行性能分析。结果表明:大尺寸的缺陷态布喇格滤波器在高频工作时,主模与竞争模式之间的寄生耦合会破坏通带结构;当波纹幅度引入汉明窗分布,可以有效地消除这一负面影响。该滤波器具有通带窄(相对带宽小于0.1%)、中心插入损耗小(低于1.5 dB)、结构横向大尺寸大(半径7~10 mm)的优点,能够适用于毫米波段高功率应用场合中对窄频带信号选择。
任意行波管慢波结构中导体和介质损耗的三维有限元分析
徐立, 杨中海, 李建清, 李斌
2012, 34(8): 2028-2032. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01332
[摘要](1408) [PDF 241KB](508)
摘要:
该文给出一种用于精确计算任意行波管慢波结构中介质和导体损耗的3维有限元分析方法。给出一种新型的慢波结构指定频率本征分析方法。不像传统的指定相移本征分析方法在慢波结构有耗有限元仿真中必须求解一个非线性的广义本征问题,指定频率本征分析方法仅仅需要求解一个线性的广义本征问题,而且慢波结构的导体和介质损耗可以不需要任何的后处理而精确地得出。通过仿真实际的慢波结构,验证了指定频率本征分析方法可以精确地计算出慢波结构的导体和介质损耗。

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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