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2013年35卷8期

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论文
基于单演信号理论的SAR图像配准
王国力, 周伟, 柴勇, 关键, 何友
2013, 35(8): 1779-1785. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01487
[摘要](2152) [PDF 463KB](1486)
摘要:
该文提出一种基于单演信号理论的SAR图像配准的新算法。利用单演信号局部特征构造一个单演相位一致函数,用来检测SAR图像特征。利用单演信号分量构造单演向量,通过求单演向量相关,解决SAR图像特征点的匹配问题。实验结果显示,算法能较好完成SAR图像自动配准。
基于视觉复杂度的自适应尺度遥感影像分割
黄志坚, 黎湘, 徐帆江
2013, 35(8): 1786-1792. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00191
[摘要](2122) [PDF 460KB](1550)
摘要:
遥感影像中的对象尺度差异巨大,任何单一尺度的分割很难产生令人满意的结果。该文认为可以根据场景的视觉复杂程度选择合适的分割尺度,并据此提出一种自适应尺度的分割算法。根据Watson视觉模型计算场景复杂度,用以调节统计区域合并(SRM)算法的分割尺度。此外,该文还将SRM改进为动态合并方式,并扩展到多波段的遥感影像。实验结果表明,该文提出的自适应尺度分割算法,比单一尺度下的分割精度更高。
Ku波段旋转扫描扇形波束散射计地面扩展目标在轨定标
朱金台, 董晓龙, 林文明, 朱迪
2013, 35(8): 1793-1799. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01591
[摘要](1519) [PDF 433KB](1213)
摘要:
旋转扫描扇形波束散射计(Rotating Fan-beam SCATterometer, RFSCAT)是一种新体制的海洋风场测量雷达散射计。RFSCAT对同一观测面元能够提供更多的方位角和入射角观测组合,改善海面风矢量场的反演精度。为了达到设计的风场反演精度,系统要求定标精度为0.5 dB。该文基于中法海洋卫星(Chinese French Oceanography SATellite, CFOSAT)雷达散射计的系统参数,考虑了在轨测量的主要误差源,分析了地面扩展目标在轨外定标的特点,给出了可行的RFSCAT在轨外定标方法,并利用仿真数据对该方法进行验证。 利用QuikSCAT散射计的L2A数据和图像重构(SIR)数据,针对地球表面归一化雷达后向散射系数(0)稳定的区域,给出了定标地图,为RFSCAT在轨定标提供参考。
SAR反演邻近岸海面风场方法
王珂, 洪峻, 张问一, 张月婷, 惠延波, 明峰
2013, 35(8): 1800-1805. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.0391
[摘要](1735) [PDF 288KB](1020)
摘要:
该文对SAR反演邻近岸海面风场的有关问题进行了深入研究。首先提出了邻近岸海面风向估计方法,在最小距离准则下利用邻近海域的风向估计所需的邻近岸海面风向。然后给出了使用ENVISAT/ASAR的IM成像模式PRI数据反演邻近岸海面风速的方法,比较了地球物理模型函数(Geophysical Model Function, GMF)模型性能,提出了海面风速分段反演算法。它们组成了完整的SAR反演邻近岸海面风场方法。通过实验、比较,验证了上述方法的有效性和合理性。
空时不等效对MIMO雷达采用ISAR技术成像影响的分析
陈刚, 顾红, 苏卫民, 邵华
2013, 35(8): 1806-1812. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01507
[摘要](1602) [PDF 353KB](751)
摘要:
MIMO雷达采用ISAR技术成像,可以综合利用MIMO的空间采样和ISAR的时间积累,减少阵元、提高成像质量。但当系统参数不完全匹配时,会出现空间与时间采样不等效现象。该文研究了空时不等效对成像质量的影响,经过详细推导,得到计算成像结果中虚假目标数量、位置的数学公式,给出了目标与最大假目标幅度比值的解析表达,并对目标幅度衰减情况进行了定量分析。在此基础上,对目标上特殊点进一步讨论,总结了它们方位像的特点。最后,通过仿真验证了分析推导的正确性。
基于Gabor幅值特征和相位特征相融合的ISAR像目标识别
王芳, 盛卫星, 马晓峰, 王昊
2013, 35(8): 1813-1819. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01500
[摘要](1699) [PDF 355KB](1411)
摘要:
该文提出一种基于Gabor小波变换幅值特征和相位特征相融合的ISAR像目标识别算法。首先将ISAR像进行Gabor多尺度分析,对不同尺度、不同方向的Gabor幅值图像划分为若干矩形不重叠的子块,分别计算每个子块的直方图分布,将其联合起来作为Gabor的幅值特征;然后结合象限二进制编码和局部异或算子提取Gabor相位信息的局部相位模式,对得到的局部相位模式同样提取分块直方图特征;再把提取的幅值特征和相位特征相融合作为ISAR像最终的Gabor特征;最后在2统计量作为不相似度量计算的特征空间里,采用最近邻分类器完成5类目标的分类识别。通过使用Greco电磁软件仿真的5类目标的ISAR数据对该方法进行目标识别的验证,并与目前已有的几种Gabor特征提取方法进行了对比,结果表明,该方法是可行且有效的,能够明显地提高识别率。
部分均匀环境中存在干扰时机载雷达广义似然比检测
刘维建, 谢文冲, 王永良
2013, 35(8): 1820-1826. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01492
[摘要](1542) [PDF 323KB](995)
摘要:
针对部分均匀环境中存在干扰时的机载雷达检测问题,该文提出一步广义似然比(1S-GLRT)和两步GLRT(2S-GLRT)检测器。基于上述检测器,在小训练样本情况下进一步提出了降秩GLRT(RR-GLRT)和对角加载GLRT(DL-GLRT)。新检测器均能有效地抑制干扰并实现目标检测,在小训练样本情况下RR-GLRT和DL- GLRT比1S-GLRT和2S-GLRT具有更好的检测性能。1S-GLRT和2S-GLRT均具有恒虚警(CFAR)特性,RR- GLRT和DL-GLRT具有渐近CFAR特性。最后通过计算机仿真验证了所提多通道空时自适应检测器的有效性。
线性调频连续波信号的周期分数阶Fourier变换检测与估计
朱健东, 赵拥军, 唐江
2013, 35(8): 1827-1833. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01201
[摘要](1747) [PDF 306KB](1001)
摘要:
分数阶Fourier变换(FRFT)对LFM信号具有最优检测能力,但对线性调频连续波(LFMCW)信号的检测与估计是次优的。由于LFMCW信号可视为LFM信号的周期拓展,基于FRFT对LFM信号的能量聚集和相干累积思想,该文提出一种新的信号处理方法周期分数阶Fourier变换,以实现对LFMCW信号的检测和估计。周期分数阶Fourier变换的核函数可以与LFMCW信号实现最佳匹配,理论分析和仿真实验表明,随着观测时间的增加,可以实现对LFMCW信号的渐进最优估计,具有比FRFT更优的检测性能。
基于精确二维频谱的调频连续波SAR动目标特性分析
罗运华, 宋红军, 王宇, 郑世超
2013, 35(8): 1834-1840. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01498
[摘要](1489) [PDF 295KB](691)
摘要:
传统的调频连续波(FMCW)SAR运动目标特性的分析方法大都在时域展开,导致其对目标的特性研究存在近似或者不全面。基于此,该文提出一种基于精确2维频谱模型的FMCW SAR动目标特性分析方法。该方法充分考虑了天线平台及运动目标在脉冲收发期间运动的影响,推导了解析的FMCW SAR运动目标斜距模型,进而求解了非停-走模型下的运动目标的2维频谱模型。基于该模型该文系统地分析了动目标的成像特性,精确定量地研究了动目标2维速度的影响。相对于传统时域分析方法,该方法更加精确全面而且有着更好的适应性。仿真实验验证该文分析中结论的合理性和有效性。
偶极子分离的矢量阵MIMO雷达多维角度估计算法
樊劲宇, 顾红, 苏卫民, 王钊
2013, 35(8): 1841-1846. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.016648
[摘要](1905) [PDF 314KB](1052)
摘要:
该文提出了一种基于2维矢量接收阵列的双基地MIMO雷达系统多目标ADOD(Azimuth Direction Of Departure), ADOA(Azimuth Direction Of Arrival)和EDOA(Elevation Direction Of Arrival)联合估计算法。雷达发射端采用均匀标量线阵,接收端将常规矢量阵元的每个电磁偶极子相互分离构成2维接收阵列。算法通过张量因子分解获取各流形矩阵,并利用ESPRIT算法估计目标的ADOD。文中给出了接收阵列的一种特定阵元排列方式,并改进了矢量叉积法用于估计目标的2D-DOA。与传统方法相比,该文所用阵列结构可通过扩展接收阵列孔径提高雷达的角度估计性能,相互分离的偶极子弱化了传统矢量阵的天线互耦效应。相应算法避免了谱峰搜索,能够自动配对,仿真实验证明了算法的有效性。
运动双基地MIMO雷达的参数估计性能
郑志东, 周青松, 张剑云, 杨波
2013, 35(8): 1847-1853. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00523
[摘要](1818) [PDF 358KB](828)
摘要:
该文研究了收发站运动情况下双基地MIMO雷达的参数估计性能。首先,给出了运动双基地MIMO雷达的信号模型,推导出多目标下参数估计克拉美罗界(CRB)的一般表达式;其次,给出了单目标情况下发射角和接收角估计的CRB闭式解,并分析了收发站运动时,各参数对CRB的影响。理论和仿真结果表明:增大某一站(发射站/接收站)的运动速度,将提高该站所对应的角度(发射角/接收角)估计性能,但同时也降低了另一站所对应的角度估计性能;当发射站/接收站的运动视角垂直于发射角/接收角,而另一站的运动视角平行于接收角/发射角时,发射角/接收角的估计性能最优。
短孔径ISAR方位定标
陈倩倩, 徐刚, 李亚超, 邢孟道, 保铮
2013, 35(8): 1854-1861. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01252
[摘要](1833) [PDF 470KB](823)
摘要:
短时间观测下的逆合成孔径雷达成像在应用中具有较多的优势。该文针对短孔径观测提出一种利用有限次脉冲实现ISAR方位定标的方法。基于ISAR图像的稀疏特征,利用压缩感知理论提高ISAR成像的分辨率,有效提高了散射中心定位精度。此外,基于2维快速傅里叶变换和极坐标映射的方法利用相关法进行转动角速度估计,同时利用压缩感知精确估计相关函数的峰值位置,提高转动角速度的估计效率和精度,最终实现目标的方位定标。仿真和实测数据实验结果验证了该方法的有效性。
一种星载多通道高分辨率宽测绘带SAR系统通道相位偏差估计新方法
刘艳阳, 李真芳, 索志勇, 保铮
2013, 35(8): 1862-1868. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01424
[摘要](1600) [PDF 306KB](870)
摘要:
方位多通道合成孔径雷达(SAR)可有效地抑制多普勒模糊以实现高分辨率宽测绘带(High-Resolution Wide-Swath HRWS)成像。通道间幅相误差将影响多普勒模糊抑制性能。基于星载SAR系统回波特性雷达回波在多普勒带宽外的能量通常远小于多普勒带宽内能量,该文提出一种多通道HRWS SAR系统通道间相位偏差估计新方法。该方法假定多普勒带宽外的信号近似为零,将单星多通道HRWS SAR系统相位偏差估计问题转换为恒模二次规划问题,然后利用经典二次规划问题求解方法特征值松弛法(Eigen-Value Relaxation, EVR)及半正定松弛法(Semi-Definite Relaxation, SDR)求解该问题,获取HRWS SAR系统通道间的相位偏差估计值。理论分析结果表明,该文算法可视为一种自适应加权最小二乘相位偏差估计算法。多通道SAR仿真实验结果验证了该文算法的有效性。
一种机载相控阵雷达杂波抑制的空时块对消器设计方法
向聪, 罗丁利, 冯大政
2013, 35(8): 1869-1874. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01643
[摘要](1684) [PDF 269KB](749)
摘要:
机载雷达的工作参数决定了地杂波在角度-多普勒空间的分布轨迹,该文首先在充分利用载机速度和雷达工作参数等先验信息的基础上,构建了机载相控阵雷达的杂波矩阵模型。然后基于空时等价性原理,提出了一种杂波空时块对消器的设计方法,该方法通过构造一个空时2维非自适应滤波器以对消杂波。仿真实验表明,该对消器可作为杂波预处理器,能有效改善常规MTI处理和降维STAP算法的杂波抑制性能。
一种针对多目标跟踪的多基雷达系统聚类与功率联合分配算法
严俊坤, 纠博, 刘宏伟, 保铮
2013, 35(8): 1875-1881. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01470
[摘要](1788) [PDF 372KB](817)
摘要:
为了使多基雷达系统(MSRS)能动态地协调各部雷达的发射参数及其所获得的量测的使用,进而在系统资源有限的约束下达到更好的性能,该文提出一种针对多目标跟踪的MSRS聚类与功率联合分配算法。首先,该文推导了目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗下界(BCRLB)。然后,以最小化多目标总体跟踪误差的BCRLB为目标,建立了包含聚类方式和发射功率两个优化变量的代价函数,并用循环最小化算法和投影梯度算法对这个双变量优化问题进行了求解。最后,通过仿真实验验证了提出算法的有效性。
一种基于特定Duffing振子的MPSK信号调制识别算法
靳晓艳, 周希元
2013, 35(8): 1882-1887. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01708
[摘要](1668) [PDF 314KB](833)
摘要:
该文利用混沌振子对噪声处理的优势,提出一种在低信噪比条件下基于混沌理论的调制识别方案,给出了对MPSK信号进行调制识别的原理与方法,并设计了新的Duffing振子模型用以提升识别效果。该算法仅仅利用载波频率的先验信息,无需对相偏、码速率、噪声功率等参数进行估计。仿真实验表明信噪比在-5 dB时,3种MPSK信号的正确识别概率在95%以上,证明了该文算法的有效性。
基于正交匹配追踪的欠采样LFM信号参数估计
马宁, 王建新, 董宁斐
2013, 35(8): 1888-1893. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01399
[摘要](1744) [PDF 299KB](1028)
摘要:
受限于目前数字采样水平,对宽带线性调频(LFM)信号进行欠采样参数估计具有重要的研究价值。该文基于线性调频信号具有近似矩形的幅频特性,对其频谱的差分过程进行处理,采用正交匹配追踪算法有效提取欠采样信号频谱的边缘信息,实现在欠采样环境下的宽带线性调频信号起始频率和终止频率的估计,具有较高的估计精度,仿真实验证明了其有效性。
基于边缘差异的虚拟视图像质量评价方法
张艳, 安平, 尤志翔, 张兆杨
2013, 35(8): 1894-1900. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01475
[摘要](1553) [PDF 534KB](1188)
摘要:
为了降低多视视频中的传输数据量,可适当减少包含纹理图及其对应深度图的多视数量,而在自由立体视频系统的终端采用基于深度图的绘制技术,生成新的虚拟视点。由于不准确的深度图估计、遮挡及合成算法等原因,合成虚拟视的边缘会出现高频噪声。对于这种特有的失真,用一般的评价方法并不能准确反映人眼的视觉感知。该文在分析失真虚拟视与原始视像素差异基础上,对各差异像素进行分类,并分配权重,提出了一种基于视觉加权的边缘差异质量评价方法,对边缘像素施加较高权重。经多视视频序列实验证明,该文方法相比于其它评价方法,能更好地预测人类视觉对虚拟视图像的主观感知。
改进的同心离散圆簇形状描述方法
孙景乐, 唐林波, 赵保军, 刘晴
2013, 35(8): 1901-1906. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01526
[摘要](1684) [PDF 419KB](909)
摘要:
形状特征是MPEG7中用来描述图像的重要特征之一。同心离散圆簇(Cluster of Concentric Discrete Circles, CCDC)形状特征提取方法具有特征提取速度快的优点。但该方法的特征函数使用圆环弧段的方差作为特征,由于内外环的离散点数不同,使得内外环的特征值变化范围不同,会产生特征掩盖现象。针对上述问题,该文对特征函数进行了重新设计,利用弧段的相对弧长或段数作为特征,将每一环的特征用4个子特征来描述,并将每一个特征值归一化为0~1范围内,提取过程比原来更简单,特征提取速度更快。改进后的新方法命名为改进的CCDC (Improved CCDC, ICCDC)。该文采用了MPEG7-CE1-B标准形状数据库进行测试,评价指标采用Precision-Recall曲线。实验表明,ICCDC比CCDC在性能方面有显著的提升,检索精度比原来提高了约50%,提取MPEG7-CE1-B图形库中所有图形特征所用的计算时间比原来减少了约25 ms。
Markov隐写检测特征的一种新设计
张昊, 平西建
2013, 35(8): 1907-1913. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01508
[摘要](1501) [PDF 248KB](805)
摘要:
如何在保持Markov特征隐写检测能力的同时降低其维数是隐写分析领域中一个重要问题。该文通过将空域图像各向同性的统计假设扩展到离散余弦变换(DCT)域,给出了一种新的特征设计方法。该方法可将传统的块内特征的维数降低36%,块间特征的维数降低72%,且广泛地适用于不同提取源不同阶数的Markov特征。实验表明,该文的设计方法降低维数的同时还提高了特征的检测性能。
一种适应相机抖动的运动目标检测方法
屠礼芬, 彭祺, 仲思东
2013, 35(8): 1914-1920. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01564
[摘要](2005) [PDF 428KB](1542)
摘要:
针对自然环境下运动目标检测时相机抖动问题,该文提出一种背景自适应方案。首先用Harris算子检测背景帧和当前帧感兴趣区域的角点,并在小范围内采用相关法和松弛法获取若干稳定的匹配点对。然后通过匹配点对的偏移量来估计相机的抖动参数,恢复出与当前帧匹配的背景帧。最后使用基于多分辨率金字塔模型的背景差分算法来检测运动目标,去除环境中的动态背景噪声和图像模糊引入的较小的相机偏移量估计误差。用公共测试图像的相机抖动序列对该算法进行了验证,并与当前较为先进的算法定性和定量地进行了比较,实验结果表明,该算法可以有效地解决自然环境下相机抖动问题,检测效果评价参数优于当前的算法。
基于显著性检测与HOG-NMF特征的快速行人检测方法
孙锐, 陈军, 高隽
2013, 35(8): 1921-1926. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01700
[摘要](2493) [PDF 329KB](3046)
摘要:
行人检测在机器人、驾驶辅助系统和视频监控等领域有广泛的应用,该文提出一种基于显著性检测与方向梯度直方图-非负矩阵分解(Histogram of Oriented Gradient - Non-negative Matrix Factorization, HOG-NMF)特征的快速行人检测方法。采用频谱调谐显著性检测提取显著图,并基于熵值门限进行感兴趣区域的提取;组合非负矩阵分解和方向梯度直方图生成HOG-NMF特征;采用加性交叉核支持向量机方法(Intersection Kernel Support Vector Machine, IKSVM) 。该算法显著降低了特征维数,在相同的计算复杂度下明显改善了线性支持向量机的检测率。在INRIA数据库的实验结果表明,该方法对比HOG/线性SVM和HOG/RBF-SVM显著减少了检测时间,并达到了满意的检测率。
基于抽象解释的二进制代码变量区间分析
高洪博, 李清宝, 王炜, 谢晓东, 朱瑜
2013, 35(8): 1927-1932. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01341
[摘要](1342) [PDF 245KB](941)
摘要:
在二进制代码分析中,传统的区间分析方法难以有效获得变量的取值范围。针对二进制代码变量特点,基于抽象解释理论,该文提出字级数据区间和位级数据区间的概念,分别对数值型数据变量和位级数据变量进行抽象表示;将抽象区间用于二进制代码变量运算,构建字级数据区间和位级数据区间的运算方法;引入区间集的概念,确立字级数据区间和位级数据区间的转换关系,提出字级数据区间和位级数据区间的相互转换算法。实验结果表明,该文提出的基于抽象解释的二进制代码变量区间分析方法能够精确高效地确定二进制代码变量的取值范围。
基于博弈论的入侵容忍系统安全性分析模型
周华, 周海军, 马建锋
2013, 35(8): 1933-1939. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01081
[摘要](1638) [PDF 321KB](940)
摘要:
入侵容忍是一种新的网络安全方法,在其被接受能为系统提供保护之前,分析和评估它的安全性能是非常重要的。该文提出基于博弈论的入侵容忍系统安全性分析模型,将网络攻击和入侵容忍之间的过程抽象为一个2人零和随机博弈。通过对博弈双方的最优行动策略和预期收益的研究,从安全属性平均失效时间的角度分析了入侵容忍系统的可用性、机密性和完整性,同时对影响攻击者选择行动策略的因素进行了分析,得出了攻击意愿、行动收益和行动策略之间的相互关系。研究结果揭示了入侵容忍系统与攻击者之间的内在联系,为更好地防御网络攻击和入侵提供了决策依据。
基于遗传策略的格基约化算法
刘向辉, 韩文报, 权建校
2013, 35(8): 1940-1945. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01560
[摘要](2017) [PDF 250KB](1165)
摘要:
格基约化算法是密码分析的重要工具。该文借鉴遗传算法的基本策略,通过对初始格基的调整变换,提出了一种新的格基约化算法,新算法总能得到给定格中长度更短的向量和质量更高的一组基。利用该算法,针对最短向量问题(SVP)挑战的部分数据进行了测试,新算法的输出结果达到或超过了挑战的公开记录,约化效果良好。
基于二维信息修正减小LDPC码安全间隙的译码算法
钟州, 金梁, 黄开枝, 白慧卿, 易鸣
2013, 35(8): 1946-1951. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01612
[摘要](1422) [PDF 261KB](853)
摘要:
该文通过分析安全编码的原理推导了安全间隙约束条件下高斯窃听信道保密速率的计算方法,并根据置信传播(Belief Propagation, BP)译码算法及其改进算法,针对基于中短码长LDPC码所设计的安全编码提出一种2维信息修正的分类归一化最小和译码算法。该算法先将输入校验节点信息绝对值分成最小值和次小值两类,然后在译码初始化时利用概率统计理论分别推导出相应的最佳归一化因子对分类后的信息进行修正。仿真结果表明,该算法在高信噪比区域的译码性能高于BP算法和归一化最小和算法,低信噪比区域误比特率迅速逼近0.5,且能减小不同安全编码速率LDPC码的安全间隙,提高了保密信息安全传输的性能。
卷积交织器盲识别方法
解辉, 王丰华, 黄知涛
2013, 35(8): 1952-1957. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00287
[摘要](1832) [PDF 278KB](1234)
摘要:
交织技术通过对传输数据进行重排,克服通信过程中的突发错误,增强数据传输的可靠性,在数字通信系统中具有重要作用。该文针对非合作信号处理中卷积交织器的盲识别问题,提出一种基于交织序列一阶累积量的识别方法。该方法利用帧同步码和码字序列的一阶累积量检测数据序列中的交织周期。根据帧同步码累积量之间的分布关系实现交织宽度和交织深度的估计。仿真结果表明该方法能够在较高误码率条件下实现卷积交织器的识别和参数估计,且计算量小于已有的高斯三角化算法。
全盲频谱感知:噪声估计与能量检测联合迭代算法
劳子轩, 刘子扬, 彭涛, 王文博
2013, 35(8): 1958-1963. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01617
[摘要](1948) [PDF 295KB](1270)
摘要:
在目前能量检测的算法中,通常假设噪声水平是一个已知量,然而在实际应用中,环境噪声通常都是需要实际测量才能得到的。该文针对无法利用已知空闲频谱测量噪声功率的信号检测情况,提出了一种基于迭代的宽带频谱能量检测算法,能够针对先验信息全盲的宽带抽样信号进行有效检测。文中针对迭代算法进行了收敛性分析,当迭代初值选取合理时,算法可以稳定收敛。仿真结果表明,观测时长为20以上时,迭代算法就能有十分良好的性能。
基于粒子群优化的有限反馈干扰对齐码本设计
章扬, 周正, 石磊, 李斌
2013, 35(8): 1964-1970. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01472
[摘要](1694) [PDF 322KB](1298)
摘要:
大尺寸码本设计是有限反馈干扰对齐面临的关键问题之一,最优矢量量化码本设计问题可以等价为格拉斯曼线性装箱问题,只在某些特定条件下才存在解析解,通常采用计算机搜索或者信源编码中矢量量化算法求解,计算复杂度高,不利于大尺寸码本设计。从降低大尺寸码本设计计算复杂度出发,该文提出一种基于加速全面学习粒子群优化的码本设计算法。在全面学习粒子群优化算法实现简单,对非线性问题,特别是多峰值问题具有较强全局搜索能力的基础上,通过向最优粒子学习提高算法初期收敛速度,通过最大运动速度缩减提高算法后期收敛速度和算法性能。试验结果表明,无论是相对于经典粒子群优化算法和全面学习粒子群优化算法,还是相对于广义Lloyd算法,新算法均能在降低算法复杂度的同时提高算法性能。
蜂窝系统上行小区间干扰链路统计分析
朱元萍, 徐景, 杨旸, 王江
2013, 35(8): 1971-1976. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01613
[摘要](1706) [PDF 271KB](1205)
摘要:
在同频复用网络中,小区间干扰已成为限制系统性能提升的关键因素之一。该文对单个干扰小区产生的上行小区间干扰链路进行统计建模,通过分析路损的矩生成函数和累积量生成函数,得出了干扰链路路损分布函数的近似表达式。进一步地,根据得出的统计模型分析系统参数设置对干扰路损分布的影响。研究发现,阴影衰落的标准差越大,上行干扰路损分布越接近高斯分布。另外,传播模型参数中的衰减指数也对路损分布有较大的影响。
基于状态转移的机会路由算法研究
王鹏, 谷源涛, 梅顺良
2013, 35(8): 1977-1982. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01335
[摘要](1555) [PDF 246KB](1176)
摘要:
现有机会路由算法采用与传统无线路由相似的转发机制,为每个节点指定全局度量值或下一跳节点集合。该文首先通过反例指出转发机制不能总获得最优的性能,进而提出从状态转移的角度研究机会路由过程,将不同已接收到的节点集合视为不同的状态,并将路由过程看作由不同状态组成的马尔科夫链。随后建立了相应的路由算法模型,该模型能够揭示路由过程的本质特征,可适用于多播与多冲突域场景。在此基础上提出了基于状态转移的最佳机会路由算法(Shortest Opportunistic Routing, SOR),证明了其在多播与多冲突域场景下可获得最小期望传输次数(Expected Transmission Count, ETX)代价。仿真结果表明了SOR算法的有效性,其性能优于已有算法。SOR算法可应用于多跳无线网络的最优机会路由策略选择,计算给定拓扑下可获得的最小端到端ETX代价。
基于时间窗的多无人机联盟任务分配方法研究
林林, 孙其博, 王尚广, 杨放春
2013, 35(8): 1983-1988. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01425
[摘要](1486) [PDF 362KB](894)
摘要:
该文针对异构类型多目标多无人机任务分配问题,提出一种基于时间窗的多无人机联盟组任务分配方法。其核心是以空闲时间窗为调度依据进行高效且实时的任务分配。该算法首先利用冲突消解机制避免实时任务分配过程中的多机资源死锁;然后采用两阶段任务联盟组成算法形成任务联盟,实时处理突发任务,提高无人机任务分配的实时性和有效性。仿真结果表明,算法提高了无人机联盟的组成率和总体任务完成率,降低了任务执行时间,并维持了较低的计算开销。
异构网中的高能效混合协作传输方法
刘文佳, 韩圣千, 杨晨阳
2013, 35(8): 1989-1996. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01506
[摘要](1450) [PDF 304KB](1415)
摘要:
该文提出一种异构网中高能量效率的协作传输方法。协作联合处理(CoMP-JP)和协作波束成型(CoMP- CB)是异构网中两种常用的协作传输方法。通过研究CoMP-JP和CoMP-CB发现:CoMP-JP利用较大的阵列增益能够降低基站的发射功耗,但是需要消耗很高的信号处理功耗、骨干网功耗和电路功耗;CoMP-CB虽然消耗较少的信号处理和骨干网功耗,但是会导致较大的发射功耗。为了充分利用CoMP-JP和CoMP-CB在降低能耗方面的优点,并且有效地降低电路功耗,该文提出一种基于CoMP-JP和CoMP-CB传输的混合协作预编码方法。仿真结果表明,与CoMP-JP和CoMP-CB模式下的迫零预编码相比,所提出的混合协作预编码能够支持更高的系统频谱效率,并且大大提高系统的能量效率。
泛在末梢环境下基于动态备用的业务应急机制
王丽君, 郭少勇, 芮兰兰, 邱雪松
2013, 35(8): 1997-2004. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01460
[摘要](1471) [PDF 350KB](805)
摘要:
在移动自组织网络(MANET)组成的泛在末梢环境下,由于终端能力有限及网络拓扑的动态变化,无法保证持续高质量的异构业务。该文提出一种基于动态备用的业务应急机制,实现备用指标函数的构建和业务修复策略的设计,包括业务发现、业务选择和业务维护3个阶段。首先,该文综合终端个体能力、协同能力及终端移动性预测,抽象出备用指标函数模型。其次,针对业务选择阶段提出基于时间预测算法(TPA)来构建稳健的业务执行及备用的终端集合。再次,针对业务维护过程的失效,提出全局备用算法(GBA)来动态维持业务的持续性。最后,通过仿真表明在该机制作用下,业务中断次数少于基于动态监督器的业务恢复方法(DMBSRS)和冷备用业务替代策略(CBSRS)约30%~45%和14%~28%,在效益方面分别高于这两者约10%~40%和0%~25%,同时具有最小重启时间,由此证明该机制具有较优的效率。
基于层次分解的网络链路时延分布快速推测算法
杨京礼, 孙超, 姜守达, 魏长安
2013, 35(8): 2005-2012. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01455
[摘要](1208) [PDF 298KB](759)
摘要:
为提高离散时延模型下的网络链路时延分布的测量速度,该文提出一种基于层次分解的网络链路时延分布快速推测算法。按照树型网络拓扑的层次对端到端路径时延进行子树分解,以子树作为链路时延分布计算的基本单元,减少端到端路径时延分解到链路时延后造成的冗余计算,缩短链路时延分布的计算时间。仿真实验结果表明,该文提出的算法能够在不损失测量精度的条件下,有效缩短测量总时间,提高链路时延分布的测量速度。
一种超宽带低雷达散射截面印刷天线
袁子东, 高军, 曹祥玉, 刘涛, 杨欢欢
2013, 35(8): 2013-2018. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01518
[摘要](1570) [PDF 514KB](906)
摘要:
该文采用分形互补型FSS(Frequency Selective Surfaces)结构作为微带天线的贴片与接地板,设计并制作了一种超宽带低RCS(Radar Cross Section)印刷天线。仿真结果表明,比之初始天线,天线相对带宽从2.9%扩展到140%,在整个天线频带内(3.9~22.1 GHz)RCS都得到了有效的减缩,减缩最大达到25.15 dB,同时保持较高的增益。测试结果与仿真具有较好的一致性,证实了该方法的有效性。
2.5~6.0 GHz信号的体内植入式信道特性分析及建模
韦保林, 岳宏卫, 周茜, 韦雪明, 徐卫林, 段吉海
2013, 35(8): 2019-2023. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01741
[摘要](1498) [PDF 324KB](1148)
摘要:
该文采用基于有限积分法(FIT)的3D电磁(EM)仿真工具以及源于男性活体CT及MRI切片图像构建的3维人体电磁模型,分析研究2.5~6.0 GHz电磁波在人体内的路径损耗及比吸收率(SAR)特性,考察该频段信号在人体内外通信的有效性并建立相应的信道数学模型。分析结果表明:采用2.5~6.0 GHz频段信号实现人体植入式生物医学电子设备无线通信是可行的、安全的;所建立的改进型幂律函数信道模型能较好地描绘该频段信号在人体内的路径损耗特性,在2.5 GHz 和6.0 GHz频率处信道模型与电磁计算结果的均方根误差(RMSE)分别为2.78 dB和8.30 dB。
研究简报
基于单基站天线阵列的超宽带定位AOA估计方法
张浩, 刘兴, Gulliver T A, 崔学荣
2013, 35(8): 2024-2028. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01639
[摘要](2038) [PDF 307KB](2638)
摘要:
该文提出一种基于单基站六角单极定向天线阵列的到达角(Angle Of Arrival, AOA)估计方法,用于超宽带(UWB)室内精确定位。该文设计的AOA估计方法是通过测量各天线接收脉冲幅度信息,结合加入了动态参数的天线阵列的波束方向图,从而获得AOA,避免了传统多基站定位系统中采用测量脉冲到达时间差的方法带来的部署困难以及精度不足问题。仿真结果显示,使用该文提出的AOA估计方法,估计误差小于1的概率可达到96%,在IEEE802.15.4a CM3信道下,当定位距离为10 m时,定位误差小于15 cm的概率可达80%。因此,基于该文单基站AOA估计方法的UWB定位系统部署简单,并且可提供精确的定位精度,是一种有效的定位方法。
非参数秩和检测器的性能分析
孟祥伟
2013, 35(8): 2029-2032. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01235
[摘要](1444) [PDF 237KB](980)
摘要:
由于非参数恒虚警检测方法的虚警概率具有不依赖于杂波分布类型,且易于工程实现的特点,在雷达系统中人们常采用非参数方法进行目标的检测。该文假定杂波服从韦布尔分布、目标模型为Swerling II型,采用解析方法分析了非参数秩和(Rank Sum, RS)检测器在均匀背景和多目标情况下的检测性能,给出了RS检测器在韦布尔分布时均匀背景和多目标情况下检测概率的闭式解,所得出的结论对于雷达目标检测器的设计具有一定的理论指导和实际应用价值。

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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