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2013年35卷7期

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论文
基于感兴趣区域搜寻的机载下视阵列3D SAR波数域快速成像方法
彭学明, 王彦平, 谭维贤, 洪文, 吴一戎
2013, 35(7): 1525-1531. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01287
[摘要](1611) [PDF 401KB](968)
摘要:
3维波数域成像处理方法对回波信号距离历程不做近似,成像重建精度高。机载下视阵列3D SAR跨航向阵列长度相比跨航向幅宽小很多,需将回波信号尺寸补零到成像场景尺寸以防止FFT时出现卷绕,过高的补零倍数给波数域成像处理带来内存需求和运算量的激增。如果能够仅对ROI (Region Of Interest) 而非整个观测场景进行成像处理就能够极大程度降低补零倍数,提高该算法的时效性。该文提出的波数域快速成像方法首先在波传播-航迹向和波传播-跨航向完成两次2维成像处理,结合两次2维成像处理结果确定ROI,最后使用3维波数域算法对ROI进行3维精确重建。实验数据验证了该文算法的有效性。
基于几何绕射理论模型高精度参数估计的多频带合成成像
田彪, 刘洋, 徐世友, 陈曾平
2013, 35(7): 1532-1539. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01364
[摘要](1633) [PDF 432KB](903)
摘要:
针对多频带信号融合成像的相干化处理,论文提出一种基于几何绕射理论模型高精度参数估计的多频带合成算法。该方法利用不同频带的全极点模型中极点及散射中心幅度的相位差异来估计非相干量,通过缺损数据幅度相位联合估计算法对相干化处理后的频带数据进行填补,利用全频带数据对几何绕射-全极点模型参数进行精确估计,得到融合数据。实验表明,由融合数据得到的1维距离像和ISAR像的分辨率高于单个频带数据得到的结果,从而验证了该方法的有效性。
基于FRFT-CLEAN的机动目标逆合成孔径激光雷达成像算法
阮航, 吴彦鸿, 叶伟
2013, 35(7): 1540-1546. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01423
[摘要](1712) [PDF 398KB](719)
摘要:
逆合成孔径激光雷达(Inverse Synthetic Aperture Ladar, ISAL)对机动目标成像时,其回波信号存在距离向色散和方位向多普勒时变的问题。对于机动性满足二阶运动近似的目标,分析了其ISAL回波信号特征,该文提出一种基于FRFT-CLEAN的ISAL成像算法。该算法利用分数阶Fourier变换(FRactional Fourier Transform, FRFT)消除距离色散。在运动补偿后,利用FRFT并结合CLEAN技术(FRFT-CLEAN)实现对机动目标的方位成像。仿真实验证明了该方法的有效性。
基于TSB-HMM模型的雷达高分辨距离像目标识别方法
潘勉, 王鹏辉, 杜兰, 刘宏伟, 保铮
2013, 35(7): 1547-1554. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01190
[摘要](1763) [PDF 304KB](879)
摘要:
针对雷达高分辨距离像(HRRP)的识别问题,该文提出了一种基于时域特征的截断Stick-Breaking过程隐马尔可夫模型(TSB-HMM),并建立了基于TSB-HMM模型的分层识别算法,利用TSB-HMM模型结合时域特征和功率谱特征对HRRP进行分层识别。实测数据的实验结果表明,该方法是一种有效的雷达HRRP识别方法,分层识别的算法可极大提高目标的平均识别率。特别是在训练样本数极少的情况下,TSB-HMM模型仍能获得较好的识别性能。
基于Bayes框架的复合高斯杂波下稳健检测
邹鲲, 廖桂生, 李军, 李伟
2013, 35(7): 1555-1561. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01333
[摘要](1547) [PDF 354KB](875)
摘要:
复合高斯杂波中的纹理分量决定了杂波的非高斯性,而纹理分量的不确定性会影响常规检测器的性能。基于Bayes框架,该文采用先验分布描述杂波纹理分量的不确定性,分析先验模型选择对检测器检测性能与稳健性的影响。先验信息模型包括无信息先验分布和有信息先验分布。无信息先验分布包括Jeffery先验模型和广义无信息先验模型两种,所得到的检测器结构就是归一化匹配滤波器(NMF)。有信息先验模型采用共轭先验分布,得到的是一种知识辅助的归一化匹配滤波器(KA-NMF),该检测器结构与判决门限都是先验分布参数的函数,该文分析了KA-NMF检测性能对先验分布参数的敏感性。进一步采用无信息先验模型描述先验分布参数,可以获得分层Bayes归一化匹配滤波器(HB-NMF)。计算机仿真与实测海杂波数据分析结果表明,HB-NMF的性能与分布参数无关,稳健性优于KA-NMF,而检测性能优于NMF。
线性调频连续波信号的检测和参数估计
朱文涛, 郑纪彬, 苏涛, 朱凯然, 张龙
2013, 35(7): 1562-1568. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01356
[摘要](1490) [PDF 380KB](1160)
摘要:
针对长时间积累较难在线性调频连续波信号的检测和参数估计中应用的问题,该文提出一种联合变窗长相干平均法与循环平稳法的线性调频连续波信号检测与参数估计算法。首先基于分段相干的思想采用变窗长相干平均法提高信噪比的增益,然后利用循环平稳法完成信号的检测和参数估计。该算法以较低计算复杂度实现信号的长时间积累,并且解决了起始时间给信号检测和参数估计带来的问题,在低信噪比条件下具有较好的估计性能。仿真结果验证了方法的有效性。
一个高精度无人机载多功能SAR系统
王岩飞, 刘畅, 詹学丽, 李和平
2013, 35(7): 1569-1574. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01601
[摘要](2279) [PDF 598KB](1434)
摘要:
该文介绍了中国科学院电子学研究所研制的一个高精度无人机载多功能SAR系统,该系统可灵活工作在Ku和X波段,具有高分辨率、干涉、全极化成像能力。该文对该系统的指标、功能、组成进行了描述,提出了高精度运动补偿、宽带信号产生和中频接收、多通道幅相一致性保持等方案,通过车载和无人机飞行实验,验证了无人机装载多功能SAR系统的可行性。
基于GNSS-R的海面风速探测技术研究
周旋, 叶小敏, 于暘, 邵连军, 刘书明, 李紫薇
2013, 35(7): 1575-1580. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01396
[摘要](1794) [PDF 379KB](1309)
摘要:
该文利用数值仿真手段分析了全球导航卫星系统海面反射(GNSS-R)信号的时延相关功率曲线特征,讨论了风速、风向、GNSS卫星高度角、接收机平台高度和速度等因素对海面散射信号相关功率的影响,给出了GNSS-R海面风速的反演方法和技术流程,并进行了试验验证。结果表明,在中低风速条件(20 m/s)下,GNSS-R测量的海面风速与实测风速的基本一致,说明GNSS-R探测海面风速的可行性以及该文给出的海面风速反演方法的正确性。当风速超过20 m/s时,由于受海浪谱模型的限制,其反演的结果明显低于实测风速。最后,根据试验结果,初步给出了GNSS-R测量海面风速的修正模型。
一种矢量跟踪环路及其抗干扰性能分析
王伟, 李强, 徐定杰, 沈锋
2013, 35(7): 1581-1586. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01490
[摘要](1824) [PDF 312KB](1271)
摘要:
针对GPS信号在接收端的功率较弱,接收机在载噪比低的环境中很容易受到其他信号的干扰,该文提出一种基于矢量跟踪环路的接收机设计方法,在跟踪环路环节对干扰信号进行抑制。以实际的伪距、伪距率误差为状态量,量测得到的伪距、伪距率误差为观测量构建跟踪环路滤波器,利用更新后的接收机位置,计算出接收机与可视卫星间的观测矢量,完成闭合反馈回路。接收机的信号跟踪与导航解算部分融合一体,改变了传统接收机的结构。对比分析标量和矢量跟踪环路的预测伪距方差,来研究矢量跟踪环路对干扰信号的抑制性能。采用实际卫星星历进行仿真实验,验证了矢量跟踪环路比标量跟踪环路的预测伪距方差小,抗干扰能力强。
远距离干扰环境下目标跟踪的扩展卡尔曼粒子滤波算法
侯静, 景占荣, 羊彦
2013, 35(7): 1587-1592. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01476
[摘要](1769) [PDF 296KB](947)
摘要:
该文在扩展卡尔曼粒子滤波算法的基础上融合了负信息(没有接收到观测值的扫描)来实现远距离干扰环境下的目标跟踪。在整个实现过程中,由传感器模型推导出的高斯和似然函数充分考虑了正负信息,直接用于计算粒子权重更新。并且通过扩展卡尔曼滤波算法产生重要性密度函数,利用当前时刻的量测,使得粒子的分布更接近其后验概率分布,而且使用较少的粒子个数即可达到较好的跟踪效果。仿真证明,扩展卡尔曼粒子滤波算法在航迹连续性和跟踪精度方面明显优于扩展卡尔曼滤波算法,但计算复杂度较高。
时变有色观测噪声下基于变分贝叶斯学习的自适应卡尔曼滤波
徐定杰, 沈忱, 沈锋
2013, 35(7): 1593-1598. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01457
[摘要](1864) [PDF 299KB](968)
摘要:
针对卡尔曼滤波中观测噪声是有色的且随时间变化这一情形,该文提出基于变分贝叶斯学习的自适应卡尔曼滤波算法。该算法先利用差分法,将时变噪声模型当中的有色观测噪声进行白化处理,从而使模型转换成了过程噪声与观测噪声相关的白噪声模型。考虑噪声相关条件下的卡尔曼滤波,并使之与变分贝叶斯学习结合,将白噪声方差与系统状态变量一起作为参数进行联合的递推估计。仿真结果表明,该自适应算法对时变的噪声具有较好的跟踪效果,相对经典卡尔曼滤波有着较高的滤波精度,最终得到时变有色观测噪声下的状态估计。
基于高阶谱和时域分析的电台稳态特征提取算法
钱祖平, 许渊, 邵尉, 陈金
2013, 35(7): 1599-1605. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01227
[摘要](1481) [PDF 378KB](921)
摘要:
该文针对稳态条件下通信电台指纹特征的提取问题,提出一种基于高阶谱和时域分析的电台稳态特征提取算法。首先对电台的稳态工作状态进行数学建模,分析现有双谱特征提取算法的不足。进而充分利用矩形积分双谱的周期性,并结合时域分析提出一种改进的电台稳态特征提取算法,从理论上证明了该算法适用于任意阶的高阶谱特征提取。最后,通过实测数据验证了该算法的有效性和可靠性。与传统矩形双谱特征提取算法相比,该算法将识别正确率从90%提高到97%;在识别率相同的情况下,该算法的效率相比原算法有了很大提升。
复杂脉冲序列的有限新息率采样方法
王亚军, 李明, 刘高峰
2013, 35(7): 1606-1611. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01329
[摘要](1586) [PDF 301KB](794)
摘要:
有限新息率(Finite Rate of Innovation, FRI)框架是针对非带限信号进行采样与重构的有效理论,然而该方法对脉冲频谱有特殊要求,对于复杂脉冲波形,方法可能失效。针对该问题,该文基于指数再生核设计了一种FRI采样与重构系统,其突出优势是能够通过合理地设置再生核参数来增加对复杂波形的适应性。另一方面,考虑到系统稳定性和采样核的实现,再生核参数还需要满足额外的约束条件,文中具体分析了这些约束因素,并给出了设置方法。最后以线性调频相位编码混合波形为例进行了仿真,结果验证了该文方法的有效性。
优化式着色算法的混色机制
张可为, 申群太
2013, 35(7): 1612-1618. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01454
[摘要](1669) [PDF 323KB](889)
摘要:
基于局部关系模型的优化式着色方式,难以定量描述其全局特性信息诸如着色结果与用户输入间关系。该文首先提出一种优化式着色框架,证明两种常用算法为其特例而且等价,然后将每个像素的着色结果转化为各涂抹颜色的组合形式,并通过数学分析推导出组合系数非负且归一化,从而证明优化着色具有混色机制,其结果由涂抹颜色混色而成,并推导出混色权重与首达概率的等价性,最后基于混色机制对现有算法提出改进。实验结果表明混色机制的引入既有助于提高着色效果对涂抹数量与位置的鲁棒性,也便于实时挑选涂抹颜色。
基于贝叶斯原理的多维Spike Train分类预测模型
樊一娜, 郎波, 危辉
2013, 35(7): 1619-1623. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01453
[摘要](1909) [PDF 307KB](1110)
摘要:
神经元集群编码和spike train分析是神经信息处理的关键问题。该文介绍了一种利用高阶多维泊松模型对spike train进行分类预测的方法,并从spike的强度分布、匹配准确性和集成策略上进行了数学论证。最后利用该方法在大鼠U迷宫实验中选取20组作为训练集进行分类测试,实验结果表明,利用该方法得到的分类准确率在97%左右。
一种修正证据距离
彭颖, 胡增辉, 沈怀荣
2013, 35(7): 1624-1629. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01680
[摘要](1779) [PDF 259KB](814)
摘要:
Jousselme提出证据距离衡量一组表示分类结果的证据与代表真实结果证据之间的差异性程度。该文通过分析得到Jousselme证据距离衡量一般形式证据的差异性程度存在不足:证据基本信任分配分布的分散程度越大,Jousselme证据距离越小,两组完全不相同的非类别证据间的Jousselme证据距离不为最大值1。针对不足,该文提出一种修正证据距离。数值算例表明,修正证据距离扩展了Jousselme证据距离对证据差异性程度衡量的适用范围。
一种改进的量子神经网络训练算法
张翼鹏, 陈亮, 郝欢
2013, 35(7): 1630-1635. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01417
[摘要](1290) [PDF 273KB](1244)
摘要:
针对训练多层激励函数量子神经网络(MAF-QNN)时权值与量子间隔的目标函数存在冲突,导致收敛速度和网络性能下降的问题,该文提出一种改进的量子神经网络的训练算法。通过设计输出均方误差和这一目标函数对权值和量子间隔进行统一训练,同时引入Levenberg-Marquardt(LM)算法降低目标函数陷入局部极小值的概率,实现了对量子神经网络的高效训练。实验结果表明,该文提出的训练算法有效减少了迭代次数,显著提高了网络收敛精度,可应用于数据分类、函数逼近等场合,扩展了多层激励函数量子神经网络的应用领域。
视觉显著性检测:一种融合长期和短期特征的信息论算法
钱晓亮, 郭雷, 韩军伟, 胡新韬, 程塨
2013, 35(7): 1636-1643. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01251
[摘要](1961) [PDF 438KB](2673)
摘要:
针对传统视觉显著性检测算法单纯使用当前观测图像的信息或是先验知识的不足,该文引入了长期特征和短期特征的概念,分别代表先验知识和当前观测图像的信息,并提出了一种基于信息论的算法将它们融合。首先,分别根据人眼跟踪数据和当前观测图像的内容来训练长期和短期稀疏词典并对图像进行稀疏编码,将得到的稀疏编码作为长期和短期特征。其次,针对现有算法只能在整幅图像上或是在一个固定大小的局部邻域内进行统计的缺陷,该文提出一种基于信息熵的特征概率分布估计方法,该方法可以根据当前观测图像的具体情况自适应地选择一个最佳的区域大小来计算长期和短期特征出现的概率。最后,利用香农自信息来输出图像的显著性检测结果。同8种流行算法在公开的人眼跟踪测试库上进行的主观和定量的实验对比证明了该文算法的有效性。
一种新的空间直方图相似性度量方法及其在目标跟踪中的应用
姚志均
2013, 35(7): 1644-1649. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01535
[摘要](2049) [PDF 386KB](1797)
摘要:
在基于空间直方图的目标跟踪中,选择一种合适的度量两个空间直方图之间相似性的方法至关重要。该文提出一种新的空间直方图相似性度量方法。将空间直方图中的每个区间所对应像素的空间分布看作一个高斯分布,其均值和协方差矩阵为该区间内所有像素坐标的均值和协方差矩阵,然后用Jensen-Shannon Divergence(JSD)计算对应区间的空间分布相似度,而颜色特征的相似度采用具有强区分能力的直方图相交法来计算。理论和实验证明该文提出的相似性度量的稳定性好,区分能力强,其在静态图像上的整体性能优于已有度量方法,视频跟踪结果比已有方法更精确。
基于滑动窗的混合高斯模型运动目标检测方法
周建英, 吴小培, 张超, 吕钊
2013, 35(7): 1650-1656. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01449
[摘要](1675) [PDF 604KB](1553)
摘要:
在复杂场景下,传统混合高斯模型能较好地检测出运动目标,但随着时间的推移,模型参数收敛缓慢且难以适应场景中真实背景的实时变化,从而导致运动目标的错误检测率增加。该文利用滑动窗技术的短时历史记忆特性,提出一种新颖的基于滑动窗的混合高斯模型运动目标检测方法,该方法弥补了传统混合高斯背景模型不能及时形成新背景的缺点,提高了运动检测的完整性,并进一步降低了算法对场景光照变化的敏感性。多场景下的对比实验结果表明,该方法能更准确、完整地检测出运动目标并具有更好的环境适应性。
基于全变分的权值优化的多尺度变换图像融合
邓苗, 张基宏, 柳伟, 梁永生
2013, 35(7): 1657-1663. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01183
[摘要](1767) [PDF 497KB](989)
摘要:
在基于多尺度变换的图像融合中,通常对分解后的低频图像采用加权求和的融合规则,而对于异源图像融合的情形,两幅源图的低频分量之间亮度差距较大,这时权值的选择直接影响到融合图像的视觉效果,简单的平均规则会使融合图像对比度降低。针对这一问题,该文提出将加权系数看作一个函数,用全变分方法对其进行优化;为使该方法可适用于所有的多尺度变换像融合,分别建立了图像域和变换域上的全变分模型。实验表明该方法能得到细致准确的权值函数,很好地保持源图像中的显著目标,提高了融合效果,从而证明了该方法的有效性和优越性。
基于标记脉冲耦合神经网络的乳腺肿块分层检测方法
韩振中, 陈后金, 李居朋, 姚畅, 程琳
2013, 35(7): 1664-1670. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01473
[摘要](1398) [PDF 371KB](714)
摘要:
乳腺X线图像中的肿块检测是乳腺癌早期诊断的重要手段。该文提出了一种新的肿块检测方法。将脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Networks, PCNN)与标记符相结合设计了标记PCNN图像分层方法,继而利用多同心层 (Multiple Concentric Layers, MCL)模型得到可疑区域。最后,借助肿块的形态学特征剔除假阳性区域得到最终的肿块。实验结果表明,该文方法在保证假阳性率(False Positive Rate, FPR)的同时,肿块真阳性率(True Positive Rate, TPR)达到92.08%。同时针对东方女性致密型乳腺案例中检测结果明显优于MCL方法和MCA方法。
基于最大似然检测的(n,1,m)卷积码盲识别方法
解辉, 王丰华, 黄知涛
2013, 35(7): 1671-1676. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01578
[摘要](1625) [PDF 239KB](910)
摘要:
该文针对非合作信号处理中的(n,1,m)卷积码的盲识别问题,提出一种基于最大似然检测的识别方法。该方法将接收码序列按不同长度进行分段,构建卷积码校验多项式系数的线性方程组,利用最大似然检测方法估计线性方程组的解,并利用解向量与卷积码生成多项式的校验关系,构建生成多项式系数的线性方程组,最终求解得到卷积码的生成多项式。仿真实验验证了算法的有效性,并对算法的误码适应能力进行了理论和仿真分析,仿真结果表明该方法能够在较高误码率条件下实现(n,1,m)卷积码的检测与识别。
一种基于分层译码和Min-max的多进制LDPC码译码算法
杨威, 张为
2013, 35(7): 1677-1681. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01634
[摘要](1408) [PDF 264KB](825)
摘要:
该文在现有译码算法的基础上提出一种高效的非二进制低密度奇偶校验码(NB-LDPC)译码方法,充分利用了分层译码算法与Min-max算法的优点,不但译码复杂度低、需要的存储空间小,而且可将译码速度提高一倍。应用该算法,对一种定义在GF(25)上的(620,509)码进行了仿真。该码的仿真结果表明:在相同误码率下,该文译码算法所需最大迭代次数仅为Zhang的算法(2011)的45%。
使用边际信息降低复杂度的分阶统计软判决译码法
朱士信, 虞艺超
2013, 35(7): 1682-1686. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01595
[摘要](1388) [PDF 249KB](668)
摘要:
该文给出了在译码端使用边际信息缩小译码列表的算法,深入分析了边际信息缩减译码列表的原因,给出了基于移位寄存器序列的边际信息。相比于使用稳定信道传送边际信息的方法,其不使用额外的信道,不影响译码的性能与复杂度,更易于工程实现。最后改进传统分阶统计译码法,利用少量最可靠位作为边际信息,显著缩减译码列表。
多元位置相移键控调制功率谱的优化
苗圃, 吴乐南, 靳一
2013, 35(7): 1687-1693. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01259
[摘要](1760) [PDF 372KB](667)
摘要:
该文针对影响多元位置相移键控(MPPSK)调制信号功率谱旁瓣电平的离散线谱杂散,分析出MPPSK调制信号的频谱特性,找出了线谱分布规律,提出了波形优化法和多元满位置法来抑制MPPSK功率谱中的线谱杂散;设计了两类不同的解调器对两种功率谱优化了的MPPSK信号进行解调;从功率谱特性和解调性能方面,对两种方法进行了仿真验证和分析;结果表明,优化后的调制信号功率谱旁瓣电平低,线谱杂散被抑制,-40 dB带宽分别被紧缩了73.72%和43.72%,相同误码率指标下,波形优化法解调所需信噪比要比多元满位置法节省0.3~0.7 dB,表明了这两种方法在功率谱优化中的可行性和有效性。
一种认知无线电周期数据传输优化机制
许瑞琛, 蒋挺
2013, 35(7): 1694-1699. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01361
[摘要](1412) [PDF 287KB](723)
摘要:
如何合理选择频谱感知时间和数据传输时间使系统传输效率最大化是认知无线电研究的一个重要方向,具有极其广泛的应用背景。针对该问题,该文提出一种认知无线电周期数据传输优化机制,并分别给出频谱感知时间、信道搜索时间以及数据传输时间的优化计算方法。从数值及仿真结果可知,在不同的主用户到达强度的情况下,所得到的最优频谱感知时间、最优信道搜索时间和最优数据传输时间能够确保对主用户的保护性并有效降低数据传输延迟。
认知中继网络的多中继选择方法
杨龙, 阔永红, 陈健, 丁彦君
2013, 35(7): 1700-1706. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01337
[摘要](1353) [PDF 289KB](1155)
摘要:
将中继协作技术用于认知无线电网络可有效对抗信道衰落,提高频谱利用率,然而如何选择中继协助源节点传输信息是一个亟待解决的问题。该文根据多中继协作时目的节点信噪比的一阶偏导数特征,定义了中继协作效率,设计了基于协作效率的迭代中继选择方案。考虑到认知中继网络的非集中式结构,该文将虚拟计时器引入中继节点,提出了基于迭代中继选择方案的分布式算法,通过各中继基于协作效率的虚拟倒计时及信息交互实现了分布式迭代中继选择。复杂度分析和数值仿真结果表明,该算法复杂度较低,且性能接近最优解。
不对称双向中继信道中的再生双向中继选择及功率分配
吉晓东, 郑宝玉, 崔景伍
2013, 35(7): 1707-1712. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01313
[摘要](1476) [PDF 334KB](743)
摘要:
该文研究不对称双向中继信道下的被动式再生中继选择问题。首先,通过理论分析给出了传统3节点网络的可达速率域。然后,在瑞利衰落信道环境下,理论推导了系统中断概率的闭合表达式。接着,利用系统业务知识和信道状态信息,提出一种改进型的最大最小中继选择准则。进一步,研究中继端叠加信号的功率分配,提出了两种功率分配因子选择算法,并对所提算法进行了理论分析。仿真结果表明:通过被动式再生中继选择和功率分配可以显著提高系统的中断性能,在信道不对称情况下性能优势明显。
窄带细化Wigner-Ville分布分析的快速实现方法
田丰, 杨益新, 吴姚振, 杨龙
2013, 35(7): 1713-1719. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01446
[摘要](1915) [PDF 335KB](788)
摘要:
水下目标辐射线谱噪声的多普勒信息可用于估计目标上的噪声源参数。由于噪声源的低频和低速特性,其多普勒频移变化微弱,需要在选定窄带内进行高分辨率时频分析。Wigner-Ville分布(WVD)具有良好的时频聚焦性能,但是当频率分辨率要求较高时,其计算量和存储空间长度也大幅增加。该文提出一种选带细化WVD的快速数值计算方法。该方法对线性调频Z变换(CZT)进行改进并与WVD相结合,可以大幅提高选定窄带内高分辨率WVD时频分析的计算效率。数值仿真和海试数据验证了方法的有效性。
基于局部瞬时能量密度级的瞬态信号检测方法
王燕, 邹男, 付进, 梁国龙
2013, 35(7): 1720-1724. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01239
[摘要](1680) [PDF 333KB](929)
摘要:
为实现低信噪比条件下的水声瞬态信号检测,该文提出子波检测和局部瞬时能量密度级双重降噪方法。该双重降噪方法通过自适应选取含有用信号的某阶固有模态函数(IMF),计算Hilbert能量谱并进行局部积分,滤除子波检测残留下来的带外噪声。此外,结合宽度-包络联合检测机制,构造了水声瞬态信号局部瞬时能量密度检测器。湖试数据处理结果表明,局部瞬时能量密度检测器可有效降噪并在低信噪比条件下提取瞬态信号,较传统能量检测器具有更好的检测性能。
P2P流媒体网络中基于博弈理论的带宽请求分配策略
陈卓, 冯钢, 周江, 周杨
2013, 35(7): 1725-1731. doi: 1013724/SP.J.1146.2012.01586
[摘要](1046) [PDF 293KB](774)
摘要:
基于对等网(P2P)技术的视频流媒体系统以其较低的服务器开销和良好的可扩展性被广泛应用。但由于在这类系统中普遍存在节点的资源及视频播放位置的异构性,使得节点负载不均衡的问题极易发生,进而严重影响到节点的视频播放质量。该文重点研究面向节点负载均衡的节点带宽请求分配策略,将服务请求节点竞争服务提供节点带宽的行为建模为一个非协作博弈,通过寻求该博弈问题的Nash均衡解的方法确定优化的带宽请求分配(GBRA)策略。通过和典型的带宽请求分配策略进行实验对比,数值结果表明该文提出的GBRA 策略能有效改善P2P流媒体网络节点负载不均的问题并降低节点获取所需视频数据的平均延迟。
基于MapReduce的僵尸网络在线检测算法
蒋鸿玲, 邵秀丽, 李耀芳
2013, 35(7): 1732-1738. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01444
[摘要](1403) [PDF 366KB](1687)
摘要:
目前僵尸网络主要是通过网络流量分析的方法来进行检测,这往往依赖于僵尸主机的恶意行为,或者需要外部系统提供信息。另外传统的流量分析方法计算量很大,难以满足实时要求。为此该文提出一种基于MapReduce的僵尸网络在线检测算法,该算法通过分析网络流量并提取其内在的关联关系检测僵尸网络,并在云计算平台上进行数据分析,使数据获取和数据分析工作同步进行,实现在线检测。实验结果表明该算法的检测率可达到90%以上,误报率在5%以下,并且数据量较大时加速比接近线性,验证了云计算技术在僵尸网络检测方面的可行性。
基于最大频繁序列模式挖掘的App-DDoS攻击的异常检测
李锦玲, 汪斌强
2013, 35(7): 1739-1745. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01372
[摘要](1328) [PDF 342KB](1331)
摘要:
为了动态、准确、高效地描述用户的访问行为,实现对不同应用层分布式拒绝服务(Application-layer Distributed Denial of Service, App-DDoS)攻击行为的透明检测,该文提出基于最大频繁序列模式挖掘的ADA_MFSP(App-DDoS Detection Algorithm based on Maximal Frequent Sequential Pattern mining)检测模型。该模型在对正常Web访问序列数据库(Web Access Sequence Database, WASD)及待检测WASD进行最大频繁序列模式挖掘的基础上,引入序列比对平均异常度,联合浏览时间平均异常度、请求循环平均异常度等有效检测属性,最终实现攻击行为的异常检测。实验证明:ADA_MFSP模型不仅能有效检测各类App-DDoS攻击,且有良好的检测灵敏度。
基于分类的软件定义网络流表更新一致性方案
周烨, 杨旭, 李勇, 苏厉, 金德鹏, 曾烈光
2013, 35(7): 1746-1752. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01431
[摘要](1718) [PDF 315KB](1913)
摘要:
软件定义网络是近年来的研究热点,流表更新问题则是其中的一个重要问题。该文提出基于分类的流表更新一致性方案,在保证更新一致性的同时,具有通用性强、有效减轻控制负载等特点。文中引入逻辑证明来验证所提方案能够保证流表更新一致性。多个场景的仿真结果显示,与相关研究相比,该文方案有更好的通用性,更新时间基本一致,能有效降低控制负载。
基于粒子群优化的负载均衡的虚拟网络映射
黄彬彬, 林荣恒, 彭凯, 邹华, 杨放春
2013, 35(7): 1753-1759. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01212
[摘要](1855) [PDF 267KB](1044)
摘要:
虚拟网络映射忽略通信路径上中间节点的资源消耗,以底层物理网络资源消耗最小或路径最短为目标,导致最优路径上中间节点资源不足而出现瓶颈,影响整个底层网络的性能及后续虚拟网络请求成功率。该文针对这一问题考虑物理路径上中间节点资源消耗,以节点负载和链路负载同时达到均衡为目标,将路径跳数限制作为约束,建立虚拟网络映射的数学模型,并采用多目标负载均衡粒子群优化算法求解,记作LB-PSO。实验证明该算法有效地消除了资源瓶颈,为后续虚拟网络请求提供一个更为均衡的底层物理网络,从而提高了虚拟网络构建成功率、网络资源利用率以及基础设施提供商的收益。
基于马尔科夫决策过程的可适变业务流程建模及分析
张红霞, 邹华, 林荣恒, 杨放春
2013, 35(7): 1760-1765. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01413
[摘要](1320) [PDF 280KB](976)
摘要:
研究移动网络的适变业务流程的建模和模型分析对于部署和执行Web服务应用有着重要的意义。该文通过定义业务流程的相似性及数据类型的相容性,为可适变应用提供了候选集合,使得业务流程能够根据环境的变化动态地进行适变。为了有效地对适变业务流程实例进行分析,该文提出基于马尔科夫决策过程模型的适变业务流程建模方法,采用随机模型检测技术对模型的合理性进行验证和预测。针对具体实例,采用该文提出的方法对视频传输应用进行建模和分析验证,实验结果表明,该文为适变业务流程的建模和分析验证提供了一种有效的方法。
基于可信平台模块的外包数据安全访问方案
付东来, 彭新光, 杨玉丽
2013, 35(7): 1766-1773. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01321
[摘要](1536) [PDF 264KB](871)
摘要:
为了提高云计算中外包数据访问机制的安全性,该文完善了一种基于树的密钥管理方案,原方案适用于数据拥有者-写-用户-读/写的应用场景。针对场景中的恶意用户,新机制引入了可信平台模块(Trusted Platform Module, TPM),主要解决了原方案在数据访问过程中由会话密钥、数据加/解密密钥以及用户权限的变更产生的问题。此外,也考虑了如何确保用户的真实性和用户计算环境的安全性问题。同时,发现了原方案中的重放攻击和类型缺陷攻击,并提出了修正方案。最后,应用演算建模并利用验证工具ProVerif分析了新机制的安全性。结果表明,新机制增强了原方案的实用性和安全性。
研究简报
基于Cache优化的大点数FFT在TS201上的实现
马潇, 高立宁, 刘腾飞, 金烨
2013, 35(7): 1774-1778. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01608
[摘要](1579) [PDF 267KB](918)
摘要:
该文针对现有大点数快速傅里叶变换(FFT)在TS201处理器上的实现没有充分考虑Cache丢失对执行效率影响的问题,提出了改进型Winograd算法的实现方法。该改进型方法通过优化行列读取方法,最大程度利用Cache的读写特点,避免了三次显性转置;并通过重构蝶形运算,隐藏了乘铰链因子。实例测试与现有处理方法对比结果表明,Cache优化的大点数FFT执行速度有了明显提高,可用于雷达处理系统中的脉冲压缩的快速实现。

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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