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2012年34卷9期

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论文
基于稀疏互质电磁矢量阵列的MUSIC算法
邵华, 苏卫民, 顾红, 王灿
2012, 34(9): 2033-2038. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00021
[摘要](2353) [PDF 338KB](852)
摘要:
为增加传统MUSIC算法可分辨的信号源数,该文构造了一对具有互质关系的2维稀疏电磁矢量阵列,并基于此阵列提出了一种基于3维平滑的MUSIC算法。该算法利用两个阵列间的互质关系形成具有更多自由度的互质差合成阵列,并基于3维(2维空域加极化域)平滑算法恢复其自相关矩阵的秩,达到应用于传统MUSIC算法的目的。该算法的最大优势是仅使用二阶统计量即可系统地增加了原阵列的自由度。计算机仿真结果表明所提算法能估计多于物理阵元数的信号且分辨率高。
一种强鲁棒性的盲分离混合矩阵估计方法
陈永强, 王宏霞
2012, 34(9): 2039-2044. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00150
[摘要](1642) [PDF 250KB](716)
摘要:
针对传统盲分离混合矩阵估计鲁棒性差、易受初始值影响、精度不高等问题,该文将人工蜂群算法(ABC)用到盲分离中,结合稀疏信号混合矩阵估计的特点,提出一种基于不同搜索策略和编码方式的两阶段蜂群算法的混合矩阵估计方法,通过新的蜜蜂搜索行为和子蜂群之间的协同作业,明显加快了算法的收敛速度,提高了混合矩阵的估计精度。仿真实验表明,该方法在源个数较多、弱稀疏、低信噪比的情况下仍然可以很好地估计混合矩阵。相比已有方法,该方法不仅具有很强的鲁棒性和很高的估计精度,而且不需要太大的计算量。
基于稀疏最小二乘支持向量回归的非线性自适应波束形成
王录涛, 金钢, 徐红兵, 王文平
2012, 34(9): 2045-2050. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00118
[摘要](1890) [PDF 280KB](807)
摘要:
该文基于最小二乘支持向量回归(LS-SVR)模型提出一种非线性自适应波束形成算法,以提高模型失配、小样本数、复杂多干扰等情况下的自适应波束形成器的鲁棒性。推导了高维矩阵逆矩阵求解的递推快速算法,实现了回归参数的实时求解。采用奇异性准则实时寻找输入样本集的具有较小信息冗余度的子集,并在该子集上完成波束形成计算,使得LS-SVR波束形成的求解得以稀疏化,提高了学习效率,降低了计算复杂度与系统存储空间需求。对比仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性。
一种分解迭代二阶锥规划鲁棒自适应波束形成算法
金伟, 贾维敏, 姚敏立, 邹翔
2012, 34(9): 2051-2057. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00146
[摘要](1615) [PDF 358KB](695)
摘要:
为有效克服导向矢量大失配误差对自适应波束形成器的影响,该文提出了一种最差性能最优的分解迭代鲁棒自适应波束形成算法。该算法对非凸的幅度响应约束问题进行分解处理,将问题转化为迭代的二阶锥规划问题,从而可对鲁棒响应区的波束宽度和纹波水平进行自由控制,并可得到较高的输出信干噪比。此外,与现有大部分该类鲁棒波束形成方法相比,提出的算法直接对权矢量进行优化,无需使用谱分解算法,避免了阵列结构的限制,可适用于任意阵形。仿真结果验证了算法的正确性和有效性。
基于局部自适应色差阈值的彩色图像边缘检测
杨娴, 李勃, 丁文, 陈启美
2012, 34(9): 2058-2063. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00203
[摘要](1979) [PDF 416KB](1294)
摘要:
为了使彩色图像的边缘检测器更符合人眼对图像信息的分辨情况,防止视觉不敏感区域的边缘的过检测问题,该文提出一种自适应色差阈值的估计方法并与不同的色彩梯度算子结合应用于彩色图像的边缘检测中。构建包括亮度掩模与对比灵敏度的局部色差可视阈值的权重因子,结合局部背景亮度以及亮度与色彩的空间频率对人眼视觉的影响。利用信噪比(SNR), Pratt因子与时间复杂度对提出的算法的抗噪性与边缘定位的准确性以及时间代价进行定量评价,表明该算法能准确检测出图像边缘且有效地抵抗噪声对图像的干扰。
一种基于词袋模型的图像优化分类方法
赵春晖, 王莹, Masahide KANEKO
2012, 34(9): 2064-2070. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00047
[摘要](2068) [PDF 406KB](2686)
摘要:
该文应用词袋模型对图像进行分类,并针对传统词袋模型存在的不足进行改进,提出了一种基于兴趣区域(Region Of Interest, ROI)提取以及金字塔匹配原理的优化方法。首先对训练图像进行ROI提取,对得到的ROI区域进行密集尺度不变特征变换(Scale-Invariant Feature Transform, SIFT)特征的抽取和描述并生成视觉词典,由此产生的视觉词典更能精确的描述图像的特征,且能够抵抗多变的位置信息及背景信息的影响。其次应用金字塔匹配原理对图像进行基于视觉词典的直方图表示,代入支持向量机(Support Vector Machine, SVM)分类器进行分类。通过对Caltech 101和Caltech 256两个数据库进行实验,结果表明该方法较传统方法提高了分类的正确率,且能够在训练图像较少的情况下达到良好的分类效果。最后通过与现有同类方法的比较验证了该方法的优越性。
基于多尺度区域混色的RGB欠采样图像颜色错误评价
赵小明, 邵晓鹏, 张建奇, 周筱媛
2012, 34(9): 2071-2077. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00088
[摘要](1753) [PDF 535KB](859)
摘要:
针对彩色阵列显示设备中由于采用亚像素寻址技术引起的颜色错误问题,该文提出了一种定位和量化的方法。基于人眼空间混色特性,指出颜色误差的度量应在多尺度混色区域下进行。以亚像素矩型排布为例,从点阵理论的结构基元出发,设计多尺度混色区域的形状与大小,实现了颜色错误的定位与量化。分析和实验表明,以多尺度区域混色颜色误差为基础的自适应颜色误差消除法在弱化颜色错误的同时保持了更多原有图像的细节。
融合多尺度分析和水平集的交互式图分割方法
汪云飞, 毕笃彦, 史德琴, 黄天军, 刘迪
2012, 34(9): 2078-2084. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00005
[摘要](1598) [PDF 421KB](639)
摘要:
针对快速水平集算法用于图像分割时,存在水平集初始化和阈值设置的困难,该文提出一种融合金字塔模型、随机游走及水平集(PYR-RW-LS)的新算法。首先将多尺度分析引入随机游走算法,把分割结果作为快速水平集算法的初始化曲线,解决其初始化问题;接着把水平集演化看成对曲线上的点不断进行模式分类的过程,引入贝叶斯分类决策和最小距离分类决策交替工作,产生曲线演化所需的驱动力,同时将两种分类决策的失效条件作为新算法迭代停止的条件,解决了快速水平集算法阈值设置的困难。仿真实验结果表明:PYR-RW-LS算法比只采用模式分类思想的快速水平集算法拥有更高的计算效率,且在抗噪性方面亦优于随机游走算法,同时保留了随机游走算法对弱边缘不敏感的优点,尤其适用于大尺寸,高清晰度的图像处理。
一种基于检错音网络的发音错误检测新算法
安丽丽, 吴延年, 刘志, 刘润生
2012, 34(9): 2085-2090. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00125
[摘要](3427) [PDF 253KB](826)
摘要:
该文通过将计算机辅助语言学习(Computer Assisted Language Learning, CALL)系统的标准发音网络加入插入和删除路径的方法提出了一种发音错误检测新算法:检错音网络(Error-Detecting Network of Pronunciation, EDNP)错误检测算法。该算法首先对待测语音进行EDNP错误检测,然后通过对检错音网络的二级识别结果使用一级多候选词图进行错误召回的策略,进行错误检测,该算法易于实现并具有平台无关性。实验结果表明:该文提出的EDNP错误检测方法在中国四级考生语音测试库上使删除错误虚警率和漏报率分别达到7.38%和12.25%,插入错误虚警率和漏报率分别达到4.94%和26.17%,且客观评分与专家评分相关度比强制对齐方法的相关度提高了4.29%。
一种用于语音转换的区域最近邻迭代训练算法
简志华, 王向文
2012, 34(9): 2091-2096. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00398
[摘要](1427) [PDF 300KB](696)
摘要:
针对非对称语音库情况下的语音转换,该文提出一种新的改进的语音转换训练算法ILNCA。与原有的训练算法INCA不一样的是,ILNCA首先利用高斯混合模型(GMM)分别对源、目标语音特征参数空间进行分类。然后根据KullbackLeibler(KL)距离最小原则对源、目标GMM模型的子空间进行匹配,最后利用最近邻准则在相对应的子空间中进行源、目标语音特征参数矢量的对齐。客观测试和主观听觉实验都表明由于该文算法采用了更加精确的矢量对齐方法,能取得比INCA算法更优异的转换性能。
多特征融合的英语口语考试自动评分系统的研究
李艳玲, 颜永红
2012, 34(9): 2097-2102. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00172
[摘要](1764) [PDF 255KB](847)
摘要:
该文主要针对大规模英语口语考试自动评分系统的问答题型,采用多特征融合的方法进行评分。以语音识别文本作为研究对象,提取了3类特征进行评分。这3类特征分别是:相似度特征、句法特征和语音特征。总共9个特征从不同方面描述了考生回答与专家评分之间的关系。在相似度特征中,改进了Manhattan距离作为相似度。同时提出了基于编辑距离的关键词覆盖率的特征,充分考虑了识别文本中存在的单词变异现象,为给考生一个客观公平的分数提供依据。所有提取的特征利用多元线性回归模型进行融合,得到机器评分。实验结果表明,提取的特征对机器评分是十分有效的,并且在以考生为单位的系统评分性能达到了专家评分性能的98.4%。
星载多站方位多通道高分辨宽测绘带SAR成像
杨桃丽, 李真芳, 刘艳阳, 保铮
2012, 34(9): 2103-2109. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00097
[摘要](1648) [PDF 272KB](514)
摘要:
结合数字波束形成技术,星载方位多通道合成孔径雷达(SAR)系统可以克服最小天线面积限制,实现高分辨宽测绘带(High Resolution and Wide Swath, HRWS)SAR成像。结合多站SAR系统即可实现高分辨干涉合成孔径雷达(Interferometric SAR, InSAR)地形测绘。该文通过分析星载多站模式下各接收通道接收回波的信号模型,推导得到了其相对于参考接收通道接收回波的通用相位补偿公式,该公式同时补偿了由沿航向和垂直航向基线引起的相位误差,然后对基于最优Capon法的多相位中心解模糊成像的保相性进行了分析证明,由此得到了解模糊后每个方位时刻回波所对应的卫星轨道信息,为后续干涉处理及目标定位等奠定基础,最后利用地球椭球模型仿真的星载双通道多普勒模糊回波数据验证了该文方法的有效性。
基于稀疏表示的Shearlet域SAR图像去噪
刘帅奇, 胡绍海, 肖扬
2012, 34(9): 2110-2115. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00200
[摘要](1955) [PDF 359KB](1078)
摘要:
该文通过分析SAR图像的噪声成因以及其斑点噪声模型,结合图像的稀疏表示理论提出一种基于稀疏表示的Shearlet域SAR图像去噪算法。算法从整体上对SAR图像进行去噪:首先对SAR图像进行Shearlet变换,然后利用稀疏表示模型构造出去噪的最优化模型,在此基础上进行迭代去噪,然后重构SAR图像得到去噪后的图像。实验结果表明:该文所提出的算法不仅可以显著去除相干斑噪声,提高去噪图像的峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR),还明显地改善了图像的视觉效果,更好地保留了图像纹理信息。
基于经验模态分解的空中飞机目标分类
王宝帅, 杜兰, 刘宏伟, 李彦兵, 冯博
2012, 34(9): 2116-2121. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00147
[摘要](1788) [PDF 258KB](694)
摘要:
该文研究常规窄带雷达体制下喷气式飞机、螺旋桨飞机和直升机目标的分类问题。首先根据微多普勒效应利用多散射中心模型从理论上分析了飞机目标旋转部件的雷达回波模型;然后针对3类飞机目标回波在多普勒域频率调制的不同,提出一种基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)算法的特征提取方法;最后基于仿真数据训练、实测数据测试的模式,使用支持矢量机(Support Vector Machine, SVM)分类器的分类结果表明新方法较现有方法在较高信噪比条件下具有更好的分类性能。
自旋尾翼弹头的双基地微多普勒研究
邹小海, 艾小锋, 李永祯, 赵锋, 肖顺平
2012, 34(9): 2122-2127. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00071
[摘要](1602) [PDF 473KB](578)
摘要:
微动特征是弹道中段目标雷达识别的有效特征之一。针对基于自旋尾翼弹头的双基地微多普勒的自旋和结构参数估计问题,该文首先建立了自旋尾翼弹头双基地散射中心的微多普勒模型,然后利用FEKO计算了尾翼弹头的双基地散射系数,通过对散射系数序列的时频分析,验证了模型的正确性,同时总结了自旋尾翼弹头的双基地微多普勒特性,再分析了估计自旋和结构参数的可行性,最后,由于闪烁效应导致Hough变换已不能有效估计参数,该文提出了利用闪烁效应估计参数的新思路。
机载雷达极化空时自适应滤波性能分析
吴迪军, 徐振海, 熊子源, 张亮, 肖顺平
2012, 34(9): 2128-2134. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00053
[摘要](1667) [PDF 340KB](584)
摘要:
该文针对极化空时自适应处理时,目标极化状态未知的瓶颈问题,提出了先预估计目标的极化状态,然后再进行滤波的方法。该方法无需在极化域专门设置滤波器组进行搜索,大大减少了计算量。提出了最小方差无偏估计和正交投影估计两种极化矢量的估计方法,并将估计性能与Cramer-Rao界进行了比较,从理论上证明了最小方差无偏估计性能较好。与之相对应,提出了两种极化空时自适应滤波方法。仿真验证了特别当目标慢速运动时,极化空时自适应滤波明显优于空时自适应滤波。
交替收发模式下SAR-GMTI沿航迹基线形式及其影响分析
束宇翔, 廖桂生, 杨志伟
2012, 34(9): 2135-2142. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01393
[摘要](1898) [PDF 497KB](577)
摘要:
采用子孔径交替收发的工作模式,可以增加沿航迹基线长度和相位中心个数,是提升单平台多通道SAR系统地面动目标检测(GMTI)性能的有效途径。该文在建立交替收发模式下多通道动目标信号模型的基础上,通过分析推导明确了形成GMTI基线的必备条件。以建立的模型和推导为依据,给出了交替收发工作模式的设计考虑,通过对同一系统采用不同天线孔径划分和交替方式下的GMTI性能的比较,说明了合理选择天线孔径划分和交替方式对提升GMTI性能的重要性。仿真和实测数据处理结果验证了结论的正确性。
基于非线性最小二乘的空中机动目标检测方法
李海, 吴仁彪, 王小寒
2012, 34(9): 2143-2148. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00220
[摘要](1876) [PDF 313KB](590)
摘要:
针对强杂波背景下的空中机动目标检测问题,该文提出一种基于非线性最小二乘(Nonlinear Least Squares, NLS)的空中机动目标检测方法。该方法通过构造目标信号模型,并利用NLS算法使其和杂波抑制后的数据具有最小的平方和距离来进行参数估计。该方法在脉冲点数有限的情况下,依然能够获得很好的参数估计结果。仿真结果证明了该方法的有效性。
一种基于像素差值编码度量不确定SAR图像相似性的新方法
项德良, 赵凌君, 唐涛, 陆军, 粟毅
2012, 34(9): 2149-2155. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00362
[摘要](2006) [PDF 481KB](602)
摘要:
在SAR图像目标识别、图像匹配等应用中,定义合理可靠的相似度尤为重要。该文在分析现有SAR图像相似度基础上,提出一种基于像素差值编码的相似度准则。首先将SAR图像按照相邻像素灰度差异生成编码图像,然后以编码图像之间的一致性作为相似度。该文从理论上证明了该相似度对SAR图像中相干斑噪声、部分遮挡和模糊等因素的鲁棒性和适应性,还讨论了将该准则应用于SAR图像匹配时,如何针对不确定性,给出一定置信水平下所有合理的匹配位置。理论和实验结果表明该文提出的相似度准则对SAR图像上相干斑噪声、部分遮挡以及模糊不敏感,能有效应用于不确定SAR图像的匹配。
模2n加法最佳线性逼近关系研究
薛帅, 戚文峰
2012, 34(9): 2156-2160. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00096
[摘要](1576) [PDF 196KB](594)
摘要:
该文研究了模2n加法运算的最佳线性逼近问题。利用权位分量函数的线性逼近关系,该文首先给出了模2n加法最佳线性逼近相关值的计算公式。其次通过递归构造得到了模2n加法最佳线性逼近集的生成方法。该文的研究从理论上更清楚地刻画了二元模2n加法最佳线性逼近的内在规律,有助于更好地利用该线性逼近关系实现对实际密码算法的有效分析。
对简化版LBLock算法的相关密钥不可能差分攻击
詹英杰, 关杰, 丁林, 张中亚
2012, 34(9): 2161-2166. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00201
[摘要](1970) [PDF 206KB](714)
摘要:
LBLOCK是吴文玲等人于2011年设计的一种轻量级密码算法。该文利用一个特殊的相关密钥差分特征,对19轮的LBlock算法进行了相关密钥不可能差分攻击,攻击的计算复杂度为O(270.0),所需要的数据量为264。进一步,提出了一种针对21轮LBlock的相关密钥不可能差分攻击,计算复杂度为O(271.5),数据量为263。
一种轻量化的边界网关协议路径验证机制
赵宸, 孙斌, 杨义先, 杨焱
2012, 34(9): 2167-2173. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00285
[摘要](1483) [PDF 279KB](590)
摘要:
由于边界网关协议(Border Gateway Protocol, BGP)存在安全问题,路径信息(AS_PATH属性)易遭受各种攻击。已有的路径验证方案中,过程复杂和开销巨大严重阻碍了方案的实际部署。基于对AS_PATH属性的分析,该文提出一种轻量化的BGP路径验证机制FTAPV(First-Two-AS based Path Verification)。FTAPV中,更新报文只需要携带AS_PATH中前两个AS的签名信息就可以有效地为路径信息提供保护。安全分析和性能评估表明,与已有方案相比,该机制在保证安全能力的同时,有效地减少了路由资源的消耗和所需证书的规模,具有良好的可扩展性。
无线传感器网络能量有效时间同步算法研究
王义君, 钱志鸿, 王桂琴, 张旭
2012, 34(9): 2174-2179. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00236
[摘要](1648) [PDF 288KB](940)
摘要:
针对无线传感器网络中随着节点数目增多,传统的参考广播同步算法网络开销非常大的问题,该文提出一种能量有效的参考广播同步算法。该算法首先只对不相邻的两个接收节点在多个参考广播消息的条件下求平均相位偏差,并且对计算得出的相位偏差进行最大后验估计;其次采用最小二乘线性回归方法周期性地拟合时钟偏移,完成同步过程。仿真结果表明,能量有效的参考广播同步算法在同步精度方面有所改进的同时,有效减少了无线传感器网络的能量消耗。
能量异构无线传感器网络容错拓扑研究
尹荣荣, 刘彬, 李雅倩, 郝晓辰
2012, 34(9): 2180-2186. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01421
[摘要](1599) [PDF 373KB](857)
摘要:
该文针对能量异构无线传感器网络中的节点失效问题,提出度分布可调的容错拓扑结构(ADD),并给出了拓扑的度分布表达式,进而通过解析度分布属性对拓扑容错性的影响,得出在能量耗尽与环境损毁综合节点失效情况下可较长时间维持监测任务的网络拓扑。仿真实验结果表明,新的容错拓扑结构获得了更长的生存时间,具有更好的容错性能。
基于动态分簇路由优化和分布式粒子滤波的传感器网络目标跟踪方法
蒋鹏, 宋华华
2012, 34(9): 2187-2193. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00059
[摘要](1676) [PDF 385KB](695)
摘要:
针对无线传感器网络中节点通信能力及能量有限的情况,该文提出基于动态分簇路由优化和分布式粒子滤波的传感器网络目标跟踪方法。该方法以动态分簇的方式将监测区域内随机部署的传感器节点划分为若干个簇,并对簇内成员节点与簇首节点之间、簇首节点与基站之间的通信路由进行优化,确保网络能耗的均衡分布,在此基础上,被激活的簇内成员节点并行地执行分布式粒子滤波算法实现目标跟踪。仿真结果表明,该方法能有效地降低传感器网络中节点的总能耗,能在实现跟踪的同时保证目标跟踪的精度。
一种基于收集树协议的工业无线传感器网络动态路由机制
赵阿群, 刘昌阳
2012, 34(9): 2194-2199. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00075
[摘要](1660) [PDF 217KB](1111)
摘要:
无线HART(Highway Addressable Remote Transducer)是当前工业无线传感器网络中应用最为广泛的协议,但无线HART没有提供动态路由机制以满足对工业无线网络应用至关重要的稳定性和鲁棒性。该文在无线HART协议基础上,提出一个基于收集树协议的可应用于工业无线传感器网络的动态路由机制。它占用时分多址(TDMA)超帧中的前几个时间片来产生和维护网络拓扑。通过仿真实验从3个方面对该动态路由机制进行了评估:拓扑生成时间,链路质量及网络拓扑的稳定性。仿真和评估结果表明该动态路由机制可以在基于TDMA的工业无线传感器网络中应用。
基于曲率距离的时间序列相似性搜索方法
刘博宁, 张建业, 张鹏, 王占磊
2012, 34(9): 2200-2207. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00019
[摘要](1538) [PDF 316KB](806)
摘要:
针对几种时间序列相似性度量方法存在的序列元素值依赖性,对序列信息挖掘不充分等问题,该文提出一种新的时间序列分段、近似表示和相似性度量方法。在对序列信息和规律充分挖掘的基础上,对时间序列进行分段并建立了各分段的精确拟合模型,用分段的拟合曲线在各时刻处曲率组成的曲率序列对原时间序列进行近似表示,给出了时间序列的曲率距离定义。最后,提出了基于曲率距离的时间序列相似性搜索算法。该方法充分挖掘了序列信息,对时间序列的主要形态特征进行了有效保留和识别,经实验验证了该方法的有效性、稳定性和准确性。
基于循环平稳性的异构网OFDM系统窄带干扰消除
杨赞, 赵辉, 赵玉萍
2012, 34(9): 2208-2212. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00144
[摘要](3670) [PDF 267KB](664)
摘要:
在异构网正交频分复用系统中,异系统窄带干扰会造成系统性能的下降。该文提出一种基于信号循环平稳性的异系统窄带干扰消除算法,对干扰进行估计和消除,推导了干扰消除的信干噪比增益。仿真结果表明,与传统的线性预测滤波算法相比,该文提出的方法可以更为准确地估计窄带干扰信号,消除异系统干扰,提高系统性能。
认知无线电频谱切换目标信道访问机制
郑仕链, 杨小牛
2012, 34(9): 2213-2217. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00309
[摘要](1714) [PDF 229KB](701)
摘要:
针对认知无线电先应式决策频谱切换,该文提出按照信道平均空闲时间递减的顺序对目标信道进行访问的机制,证明了该机制在主用户信道空闲时间服从均匀分布、Rayleigh分布以及Weibull分布下均能够保证频谱切换失败概率最小。仿真结果表明所提机制得到的频谱切换失败概率要远远小于随机访问机制的切换失败概率。另外,当能够获得数十次信道空闲时间观测样本情况下,虽然存在估计误差,但所得频谱切换失败概率与理想最优频谱切换失败概率非常接近。
高速移动环境下基于多天线角域分辨力接收算法
曾嵘, 姚英彪, 方昕
2012, 34(9): 2218-2223. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00275
[摘要](1675) [PDF 282KB](629)
摘要:
在高速移动环境下,OFDM系统由于信道的时变性破坏了子载波间的正交性,而使系统性能急剧下降。针对此问题,该文分析了高速移动产生的信号多普勒扩展的数学模型,提出了一种基于多天线角域分辨力接收算法。该算法采用正交角域子空间投影,将多普勒扩展简化为各个正交角域空间上的多普勒频移,并通过多普勒参数估计来抑制时变信道对系统性能的影响。仿真结果表明,在高速移动环境下,该文提出的算法有效地抑制了OFDM系统中子载波间干扰,获得了较好的系统性能。
基于马尔科夫过程的异构网络性能分析与优化
施政, 朱琦
2012, 34(9): 2224-2229. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00251
[摘要](1686) [PDF 304KB](700)
摘要:
该文给出了一种基于马尔科夫过程的异构网络性能优化方法。该方法将用户的移动性作为影响系统性能的一个重要因素,通过切换率来反映用户的移动性,并采用马尔科夫过程来分析异构网络的系统性能,得到异构网络系统的总吞吐量表达式。考虑到在两个网络的重叠区域用户需要选择接入的网络,将在重叠区域选择其中一个网络的业务到达率占该区域总的业务到达率的比例作为一个优化因子,通过选择合适的因子来最大化系统的吞吐量,最后通过黄金分割法来求解该优化问题。仿真结果表明,该算法能够有效提高异构网络系统的吞吐量,改善异构网络中无线资源的利用率。
融合QoS与负载均衡的基础服务集信道分配算法
廖勇, 杨士中, 李平, 杨宏, 杨力生
2012, 34(9): 2230-2235. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00121
[摘要](1839) [PDF 334KB](695)
摘要:
针对目前在同一热点区域内高密度部署无线接入点(AP)造成的信道干扰问题,该文结合同一个基础服务集(BSS)内终端的服务质量(QoS)和BSS间的负载均衡的需要,分析了基于IEEE 802.11e的3维离散马尔科夫链模型,并修订了其中竞争窗、退避计数器以及重传次数的量化关系,完善了该模型,得到了更为准确的基于QoS的终端归一化吞吐量表达式;其次,在信道分配设计时,既考虑了每个BSS内终端和AP之间通信的QoS,又考虑了每个AP范围内所有与之关联的终端受到相邻AP信道干扰下整体吞吐量的公平性,并对信道干扰进行了分析,将信道分配问题建模为一个最优化问题。最后,通过遗传算法获得了AP之间的最优信道分配。数值分析结果表明,基于公平和服务质量的信道分配方法CAFQ与Hsum和CAOTR算法相比,可以使BSS间的互干扰最小,BSS内基于QoS的吞吐量得到最大的保证,同时在BSS间的负载均衡方面也体现了较好的公平性。
下行多业务OFDMA系统中基于有效容量的资源分配算法研究
严伟, 朱晓荣, 邵世祥
2012, 34(9): 2236-2240. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01331
[摘要](1562) [PDF 255KB](565)
摘要:
该文对多业务OFDMA系统的下行链路资源分配进行了研究,侧重考虑了实时业务用户的QoS要求,建立2维马尔可夫无线信道模型,采用自适应调制技术、有效容量理论以及有效带宽理论,为实时用户分配资源;并实现了非实时业务用户、尽力而为业务用户的资源分配。仿真结果表明,所提算法保证了下行OFDMA系统吞吐量的同时,在实时业务的延时和丢包率等方面都有一定的优越性。
基于频域稀疏性的时间交替模数转换器时间相位失配盲测量算法
徐祥俊, 邹月娴
2012, 34(9): 2241-2246. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00029
[摘要](1686) [PDF 306KB](526)
摘要:
该文研究时间交替模数转换器(TIADC)的通道间时间相位失配参数的盲测量问题。基于TIADC系统架构、输入模拟信号的频域稀疏性和非混叠频率点,以采样定理和欠采样理论为基础,探索TIADC系统输入信号、输出信号以及与子ADC输出信号之间的频谱关系,推导出了一种新的基于非混叠频率点的相对频谱的离散傅里叶逆变换序列的相位信息的TIADC通道间时间相位失配参数的盲测量算法。仿真实验表明该文所提出的盲测量算法具有可以与正弦拟合算法相比拟的参数测量精度,并且具有对噪声不敏感,对输入信号频率无限制,对TIADC系统通道数无限制,不需要对输入信号过采样等突出优点。TIADC系统真实捕获数据测试进一步验证了该算法的准确性和有效性。
三维集成电路中硅通孔缺陷建模及自测试/修复方法研究
余乐, 杨海钢, 谢元禄, 张甲, 张春红, 韦援丰
2012, 34(9): 2247-2253. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00048
[摘要](1511) [PDF 459KB](892)
摘要:
硅通孔(Through Silicon Via, TSV)是3维集成电路(3D IC)进行垂直互连的关键技术,而绝缘层短路缺陷和凸点开路缺陷是TSV两种常见的失效形式。该文针对以上两种典型缺陷建立了TSV缺陷模型,研究了侧壁电阻及凸点电阻与TSV尺寸之间的关系,并提出了一种基于TSV缺陷电阻端电压的检测方法。同时,设计了一种可同时检测以上两种缺陷的自测试电路验证所提方法,该自测试电路还可以级联起来完成片内修复功能。通过分析面积开销可得,自测试/修复电路在3D IC中所占比例随CMOS/TSV工艺尺寸减小而减小,随TSV阵列规模增大而减小。
开关电容式闭环微加速度计的稳定性研究
叶珍华, 杨海钢, 尹韬, 刘飞
2012, 34(9): 2254-2258. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00077
[摘要](1280) [PDF 378KB](676)
摘要:
该文对开关电容式闭环微加速度计的系统稳定性进行了深入研究。提出了可通用于该类微传感系统的动态特性分析方法,并具体研究了传感器品质因子、力反馈延迟、电路补偿单元的参数多种因素对系统稳定性的影响。基于 CMOS工艺实现了一款接口电路芯片实例,实验结果表明,充分的电路补偿设计对于保证系统稳定性十分关键,实际的系统稳定边界与理论分析结果也较为吻合,从而证明了理论分析方法的正确性。
学术讨论
对Zodiac算法的中间相遇攻击
海昕, 唐学海, 李超
2012, 34(9): 2259-2262. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.01023
[摘要](1670) [PDF 204KB](662)
摘要:
Zodiac算法是由一批韩国专家设计的一个分组密码算法。该文首次研究了Zodiac算法抵抗中间相遇攻击的能力。找到了Zodiac算法新的9轮区分器和10轮区分器,基于这两个区分器分别对15轮和完整16轮Zodiac算法进行了中间相遇攻击。结果表明完整16轮Zodiac-128/192/256是不抗中间相遇攻击的。
研究简报
基于Goldstein滤波器的SAR海洋图像增强方法
张问一, 胡东辉, 丁赤飚
2012, 34(9): 2263-2267. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00185
[摘要](1886) [PDF 378KB](854)
摘要:
增强具有风浪纹理的SAR海洋图像并保持其他海洋特征可以推动其在海洋学中的应用。该文引入干涉图Goldstein滤波器,通过图像谱中风浪成分与噪声比率自适应地确定增强系数,实现高频风浪纹理增强;通过SAR成像参数及海面风速,确定图像谱中分离波数,实现低频中/大尺度海洋特征保持。原理分析和实验表明,该方法具有显著的风浪纹理增强效果,同时保持了中/大尺度海洋纹理,实现效率高且适用性较强。
基于稀疏表示的两级图像去噪
何艳敏, 甘涛, 陈武凡
2012, 34(9): 2268-2272. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00136
[摘要](1866) [PDF 236KB](1195)
摘要:
在噪声较严重的情况下对图像进行恢复,至今仍是一个挑战。该文提出一种基于图像稀疏表示的去噪方法。在原子库训练中,引入基于相关系数的匹配准则和原子库裁剪方案,很好地处理了图像结构提取和人为噪声抑制之间的矛盾。实验结果表明,该方法在主客观去噪性能上较同类方法有了显著的提高,在噪声强度较大的情况下,获得了比当前先进方法更好的主客观图像恢复质量。
关于旋转对称布尔函数线性结构的几点注记
高光普, 刘文芬
2012, 34(9): 2273-2276. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00193
[摘要](1507) [PDF 185KB](630)
摘要:
该文研究了旋转对称布尔函数(RSBF)的线性结构特征,讨论了RSBF的代数次数与线性结构点之间的关系。证明了代数次数为n-1且平衡的偶数元RSBF不存在非全0的线性结构点这个公开问题。给出了自共轭轨道的计数公式,并以此计算了以全1向量为其线性结构点的RSBF的个数。
带认证的ZigBee密钥分配方案
郁滨, 杨同豪
2012, 34(9): 2277-2281. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00104
[摘要](1687) [PDF 264KB](1403)
摘要:
针对ZigBee节点组网时缺乏身份认证,密钥分配安全性不足的问题,该文提出一种基于身份的无双线性对运算的ZigBee节点身份认证及密钥分配方案。该方案继承了基于身份的认证方案的优点,在实现身份认证的同时完成了ZigBee密钥分配过程,具有较高的安全性和可扩展性。实验结果表明,该文方案具有存储开销小、能耗低等优势。
L波段10 MW同轴腔多注速调管双端口输出系统的研究
张瑞, 王勇
2012, 34(9): 2282-2286. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00064
[摘要](1415) [PDF 388KB](507)
摘要:
该文对L波段10 MW多注速调管输出系统开展了模拟和实验研究。计算分析了新型双端口6注同轴输出腔谐振频率、品质因数、特性阻抗等高频参数;设计了扁波导耦合输出窗,在波导内设置金属杆以调节阻抗匹配,使输出窗在工作频点1.3 GHz的驻波比计算值小于1.01,驻波比1.2以下带宽为100 MHz;加工了输出系统实物,开展了冷测实验,实验值与设计值吻合良好;利用PIC软件对输出系统注-波互作用特性进行了计算,获得了大于10 MW的输出功率,计算注-波转换效率大于65%。

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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