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2014年36卷1期

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论文
基于节点介数和替换率的内容中心网络网内缓存策略
崔现东, 刘江, 黄韬, 陈建亚, 刘韵洁
2014, 36(1): 1-7. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00503
[摘要](1845) [PDF 327KB](2202)
摘要:
网内缓存技术是内容中心网络(CCN)的关键技术之一,CCN采用传统的ALWAYS缓存策略,会造成较大冗余。改进的Betw方案仅考虑了节点介数,容易造成高介数节点缓存更替频繁,内容可用性下降。为了解决这个问题,该文提出一种综合使用网络节点介数和节点缓存内容更替速率作为缓存决策度量的新型网内缓存策略BetwRep,通过权衡节点位置重要性和缓存内容时效性实现回传内容的最佳放置。最后,基于ndnSIM平台进行的网络仿真表明,该文提出的BetwRep缓存策略取得了比Betw方案和ALWAYS方案更低的源端请求负载和更少的平均跳数。
基于分簇的无线多媒体传感器网络数据聚合方案研究
张军强, 王汝传, 黄海平
2014, 36(1): 8-14. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00933
[摘要](1385) [PDF 279KB](736)
摘要:
该文提出了一种基于分簇的无线多媒体传感器网络(WMSNs)数据聚合方案(Cluster-based Data Aggregation Algorithm, CDAA)。利用新的分簇方法和数据聚合策略,CDAA可以有效延长网络生命期。根据多媒体节点数据采集的方向性和节点剩余能耗,该文提出新的无线多媒体传感器网络的分簇方法,并基于该分簇方法进行网内多媒体数据聚合。仿真结果表明,该方法能够有效减少冗余数据的传送,与LEACH, PEGASIS等传统WSNs路由协议和针对WMSNs的AntSensNet协议相比,在能耗均衡和节能方面表现出更好的性能。
一种面向云服务提供商的资源分配机制
殷波, 王颖, 邱雪松, 孟洛明
2014, 36(1): 15-21. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00427
[摘要](1169) [PDF 338KB](794)
摘要:
针对用户、服务提供商(SP)和基础设施提供商三者之间的市场行为所带来的收益问题,该文面向服务提供商提出了一种两阶段多虚拟机资源分配机制。首先,建立能力规划模型并引入粒子群算法,决策出服务提供商收益最大化的资源购买方案。然后,提出一种优化用户满意度的服务提供策略,优化了服务提供商的长期收益。最后仿真实验结果表明,该方法有效提高了服务提供商的收益,并取得了较好的用户满意度。
基于逆序二叉树的高效可分电子现金系统
张江霄, 郭华, 李舟军
2014, 36(1): 22-26. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00466
[摘要](1295) [PDF 223KB](881)
摘要:
针对于Izabachene等人(2012)在标准模型下构建的可分电子现金系统花费协议和存款协议效率低的问题,该文利用Groth-Sahai(GS)证明系统和累加器原理,首次提出了逆序二叉树构建法,并在标准模型下构建了一个高效的可分电子现金系统。与现有系统相比,新系统在构建二叉树时可以并行计算二叉树叶子节点的序列号和在花费协议中可以直接证明用户花费路径的正确性,从而保证花费协议中用户的计算量是常量;新系统在安全性上不仅具有弱不可诬陷性,同时也具有强不可诬陷性;最后在标准模型下给出了系统的安全性证明,证明了该系统具有不可伪造性、匿名性、不可重复花费性和不可诬陷性。
认知WSN中基于能量有效性自适应观测的梯度投影稀疏重构方法
许晓荣, 姚英彪, 包建荣, 陆宇
2014, 36(1): 27-33. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00392
[摘要](1648) [PDF 309KB](1001)
摘要:
针对认知无线传感器网络中传感器节点侧的模拟信息转换器对本地感知数据进行稀疏表示与压缩测量,该文提出一种基于能量有效性观测的梯度投影稀疏重构(GPSR)方法。该方法根据事件区域内认知节点对实际感知到的非平稳信号空时相关性结构,映射到小波正交基级联字典进行稀疏变换,通过加权能量子集函数进行自适应观测,以能量有效的方式获取合适的观测值,同时对所选观测向量进行正交化构造测量矩阵。汇聚节点采用GPSR算法进行自适应压缩重构。仿真比较了GPSR自适应重构与正交匹配追踪(OMP)重构算法。仿真结果表明,在压缩比小于0.2的区域内,基于能量有效性观测的GPSR自适应重构效果优于传统随机高斯测量信号重构。在相同节点数情况下,GPSR自适应压缩重构方法在低信噪比区域内具有较小的重构均方误差,且该方法所需观测数明显低于随机高斯观测,同时有效保障了感知节点的能耗均衡。
随机移动模型下移动自组网无序传输端到端延迟闭解分析
王晓菲, 蔡英, 李卓
2014, 36(1): 34-40. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00155
[摘要](1493) [PDF 260KB](986)
摘要:
针对移动自组网端到端延迟在封闭形式分析方面的局限性,该文提出一种有效的针对无序传输,单副本两跳中继算法的网络延迟建模方案,并给出其严格的理论延迟上界。首先针对多种随机移动模型,证明了移动节点的相遇间隔时间可归纳为统一表达式。然后,综合分析了媒介竞争、流量竞争、排队延迟等问题,合理划分并精确求解出了各延迟关键时间段,从而构造了数据包排队服务模型。最后推导出移动自组网端到端延迟的封闭形式理论上界。仿真结果表明,该理论延迟与实验数据紧密吻合。
基于光通路状态感知的分簇式故障定位机制
熊余, 张鸿, 王汝言, 吴大鹏
2014, 36(1): 41-47. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00214
[摘要](1464) [PDF 319KB](633)
摘要:
针对现有故障定位机制定位时间长和对业务分布依赖高等问题,该文提出基于光通路状态感知的分簇式故障定位机制。该机制根据网络分簇约束条件,以最小支配集理论为基础,建立两级网络模型。并且根据算法特点,定义了适用于该算法的矩阵与运算。故障后簇头节点以及汇聚节点通过对各节点发送的矩阵进行矩阵与运算实现快速准确的故障定位。仿真表明,该机制以较低的复杂度和资源开销,有效地降低了对业务分布的依赖,极大地提升了故障定位率,减少了故障定位时间。
比特交织编码调制(迭代译码)系统标识映射的对称性研究与应用
张建勇, 延凤平
2014, 36(1): 48-54. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00382
[摘要](1526) [PDF 282KB](794)
摘要:
该文从群论的角度分析了比特交织编码调制(迭代译码)(BICM(-ID))系统中标识映射的对称性。首先给出了标识映射对称性的定义,并指出,二进制标识映射的对称性是BICM(-ID)系统的固有特性,该对称性同构于m阶超立方的对称群。然后基于BICM(-ID)的对称性,提出一种改进的二进制交换算法(IBSA)。该算法的搜索空间为标识映射对称群陪集的代表系。因此,与传统的二进制算法相比,IBSA的搜索效率得到了提高。最后,2维16阶星座图的仿真结果表明,在40000次的运行过程中,IBSA能提高4%的搜索效率;32阶相移键控星座图的仿真结果表明,该算法至少可提高3.5%的搜索效率,单个映射的计算时间缩短了约4000倍。
基于免疫克隆算法的认知无线电多信道联合感知方法
夏巧桥, 田茂, 汪鼎文, 陈曦
2014, 36(1): 55-60. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00340
[摘要](1539) [PDF 288KB](813)
摘要:
该文研究了认知无线电多信道联合感知的数学模型,并将此模型转换为以认知系统总吞吐率最大化为目标的带约束优化问题,进而提出一种基于免疫克隆的多信道联合感知算法。仿真实验表明所提算法在收敛速度以及稳定性上均明显优于已有的基于遗传算法的感知方法,并且所提算法在对主用户造成相同的干扰条件下能提供更高的系统总吞吐率。
基于Friedman检验的非参数协作频谱感知方法
王炯滔, 金明, 李有明, 高洋
2014, 36(1): 61-66. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00461
[摘要](1545) [PDF 267KB](1012)
摘要:
协方差矩阵频谱感知方法在天线相关性低时感知性能较差,该文针对这一问题提出一种基于Friedman检验的非参数协作频谱感知方法。分布式放置的感知节点具有空间分集的特性,因此在同一时刻感知节点上的信号功率不完全相同。利用这一特点,提出通过比较各感知节点的信号功率水平来实现频谱感知。由于采用了非参数化表示,该方法对噪声不确定性稳定,且适用于任意统计分布的噪声。另外,推导了所提方法判决门限的理论表达式,结果显示判决门限与采样点数无关,因此在采样点数变化的情况下无需重新设置判决门限。仿真结果验证了上述理论分析的有效性。
MU-MIMO下行链路基于关联干扰的先验式用户调度
李钊, 刘瑞雪, 王琳, 马丹
2014, 36(1): 67-73. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00046
[摘要](1610) [PDF 313KB](839)
摘要:
该文针对MU-MIMO下行(广播)信道提出一种基于空间子信道关联干扰的先验式调度算法。该方法将用户调度转换为子信道的选择问题,通过综合考虑候选子信道的传输增益,以及候选者与已选的和潜在的、将来可能被选中的子信道间的相互干扰,获得一组相互干扰较小的子信道。仿真结果表明,合理地选取关联干扰参数,该算法能够获得计算复杂度与传输性能的良好折中,有效改善系统和速率。
一类动态S盒的构造与差分性质研究
刘国强, 金晨辉
2014, 36(1): 74-81. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00416
[摘要](1486) [PDF 259KB](890)
摘要:
该文对有限域的逆与仿射变换复合得到的动态S盒进行了研究。首先给出了动态S盒变换差分概率的刻画方法,并给出了动态S盒变换的差分对应是不可能差分对应的充分必要条件及不可能差分的个数。接着给出了动态S盒变换最大差分概率的上界及可达性。最后利用模拟实验的方法研究了由随机S盒来构造的动态S盒的差分性质。理论和实验分析都表明,这类动态S盒变换具有远好于单个S盒的差分特性。
基于随机性测试的SNOW 2.0算法部件分析与改进
姚丹丹, 张筱, 王钊, 姚望, 邱望洁, 郑志明
2014, 36(1): 82-87. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00283
[摘要](1354) [PDF 247KB](989)
摘要:
SNOW族算法是目前序列密码算法设计的一个主流方向。针对SNOW族算法现有的安全漏洞,该文以最具代表性的SNOW 2.0算法为研究对象,采用随机性测试方法对其多个域上模加、非线性S盒以及线性反馈移位寄存器(LFSR)3个核心部件进行分析,提出基于随机S盒和高性能LFSR等部件改进的多套改进方案,有效提升SNOW族算法的安全性和实现性能。
基于文氏振荡器的忆阻混沌电路
李志军, 曾以成
2014, 36(1): 88-93. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00332
[摘要](1281) [PDF 411KB](1162)
摘要:
该文采用文氏桥振荡器和磁通控制的分段线性忆阻器,设计了一种新的单一参数控制的混沌电路。通过调节控制参数,该系统在忆阻器的非线性作用下,通过倍周期分岔产生了混沌和超混沌现象。利用常规的动力学分析手段研究了电路参数变化时系统的动力学特性,例如平衡点稳定性分析,李雅普诺夫指数谱和分岔图。为了验证电路的正确性,该文采用集成运放和压控开关实现了一个分段线性磁控忆阻器的模拟等效电路,并将该系统应用于提出的混沌电路,Pspice仿真结果与理论分析完全吻合。
一种后向撤销隐私安全的车载自组织网络快速匿名消息认证协议
刘雪峰, 张玉清, 王鹤, 张光华
2014, 36(1): 94-100. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00342
[摘要](1390) [PDF 286KB](839)
摘要:
该文提出适用于车载自组织网络的快速匿名消息认证协议。通过使用基于身份的签密技术,车辆行驶至某区域后,与该区域中心相互认证,获取其所维护的周期性群签名系统密钥材料。之后,该车辆能够使用获取的密钥材料对向网络中广播的携带有群签名的消息,实现消息的匿名认证。网络中的车辆收到其它车辆广播消息之后,仅需验证群签名的合法性,避免验证消息的签发者是否是撤销用户。此外,所采用的群签名算法支持批验证运算,能够快速处理短期内收到的多个消息。除了避免撤销验证特性之外,与已有的文献相比,文中的方案能够完善地保护撤销用户的后向隐私安全性。
基于FPGA平台的Piccolo功耗分析安全性评估
王晨旭, 李景虎, 喻明艳, 王进祥
2014, 36(1): 101-107. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00193
[摘要](1584) [PDF 354KB](3920)
摘要:
为了评估Piccolo密码算法的功耗分析安全性,该文提出一种针对Piccolo末轮的攻击模型,基于SASEBO (Side-channel Attack Standard Evaluation BOard)实测功耗数据对该算法进行了相关性功耗分析攻击。针对Piccolo末轮运算中包含白化密钥的特点,将末轮攻击密钥(包括轮密钥RK24L, RK24R, WK2, WK3)分成4段子密钥,逐个完成各个子密钥的攻击,使80位种子密钥的搜索空间从280降低到(2220+2212+216),使种子密钥的恢复成为可能。攻击结果表明,在实测功耗数据情况下,3000条功耗曲线即可恢复80位种子密钥,证实了该攻击模型的有效性和Piccolo硬件面向功耗分析的脆弱性,研究并采取切实有效的防护措施势在必行。
基于模糊模式与决策树融合的脚本病毒检测算法
张涛, 张瀚, 付垒朋
2014, 36(1): 108-113. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01491
[摘要](1237) [PDF 243KB](762)
摘要:
构建决策树进行脚本病毒检测可以全面利用训练样本的信息,在样本特征较为复杂、样本数较大的情况下会产生大量节点,计算时间复杂度高,在剪枝过程中影响分类准确度。为融合模糊模式的信息以提高分类器性能,该文设计了决策树分类基础上的融合算法。该算法将关于模糊模式贴近度的3个特性作为决策树样本信息向量中的属性。使用训练样本集,根据上述属性在划分点上的分裂信息值及信息增益率选择分裂属性,逐步构建决策树。实验结果验证了算法的稳定性与准确度,表明这种融合方法可增加属性的区分度,减少决策树的分支数。
结合集成比例训练的彩色JPEG图像隐写分析
栗风永, 张新鹏, 余江
2014, 36(1): 114-120. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00443
[摘要](1274) [PDF 259KB](730)
摘要:
该文提出一种YCbCr颜色空间的彩色JPEG图像隐写分析方法。该方法中的特征包括通道内特征和通道间特征,首先从Y通道提取Markov特征,扩展DCT特征以及共生矩阵特征构成通道内特征集合,通道内特征可以有效捕捉到Y通道内DCT系数之间的相关性;然后对Y通道进行下采样,从采样平面与CbCr平面相互之间的差分平面上提取特征构成通道间特征集合,通道间特征可以捕捉到两两通道之间的相关性。由于通道内特征和通道间特征在分类性能上有着较大差别,在分类阶段由通道内特征和通道间特征分别训练子分类器,通过调整两类子分类器的比例,使用多数投票方式来合成集成判决结果,最终获得最佳的检测性能。实验结果表明,该方法不仅适合小嵌入率的彩色JPEG图像,而且在性能上优于已有的JPEG图像隐写分析方法。
基于Memetic算法的DNA序列数据压缩方法
谭丽, 孙季丰, 郭礼华
2014, 36(1): 121-127. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00303
[摘要](1573) [PDF 260KB](840)
摘要:
该文提出一种基于CPMA(Collaborative Particle swarm optimization-based Memetic Algorithm) 算法的DNA序列数据压缩方法,CPMA分别采用综合学习粒子群优化(Comprehensive Learning Particle Swarm Optimization, CLPSO)算法和动态调整的混沌搜索算子(Dynamic Adjustive Chaotic Search Operator, DACSO)进行全局搜索和局部搜索。该文采用CPMA寻找全局最优的基于扩展操作的近似重复矢量(Extended Approximate Repeat Vector, EARV)码书,并用此码书压缩DNA序列数据。实验结果表明,CPMA比其它优化算法有很大的改善,对文中采用的大部分测试函数,其解都非常接近全局最优点;对于DNA基准测序序列,与文中所列的经典DNA序列压缩算法相比,基于CPMA算法的压缩性能得到了显著提升。
量化状态信息下多智能体Gossip算法及分布式优化
王长城, 戚国庆, 李银伢, 盛安冬
2014, 36(1): 128-134. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00297
[摘要](1285) [PDF 386KB](814)
摘要:
基于量化状态信息的异步随机Gossip算法大多以均匀选择概率的时间模型为基础,未充分考虑网络拓扑结构对局部信息传递的影响。为此,该文提出了一种以非均匀选择概率为时间模型的改进算法。首先给出了非均匀选择概率下的多智能体系统时间模型,在随机性量化策略下给出了一致性误差的收敛性质;并讨论了量化精度和概率化权重矩阵第2大特征值对一致性误差收敛速度的影响,进而利用投影次梯度给出了选择概率的分布式优化方法。仿真结果表明,该基于量化状态信息的算法可通过选择概率的分布式优化,提高一致性误差的收敛速度。
基于互素对称阵的近场源定位
梁国龙, 韩博
2014, 36(1): 135-139. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00756
[摘要](1523) [PDF 258KB](856)
摘要:
针对近场源定位中存在的孔径损失问题,该文提出了一种新的近场源定位算法。该算法采用互素对称阵列,使得阵元间距不必限制于1/4信号波长。首先构造一个特殊的四阶累积量矩阵,进而采用MUSIC算法估计信源方位角,然后在每个估计方向上搜索距离。该算法将近场源2维定位问题转化为多次1维搜索,且参数自动配对。互素对称阵的使用有效地扩展了阵列孔径,提高了空间分辨概率和参数估计性能。计算机仿真验证了该算法的有效性。
基于加权有限状态机的动态匹配词图生成算法
郭宇弘, 黎塔, 肖业鸣, 潘接林, 颜永红
2014, 36(1): 140-146. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00422
[摘要](1651) [PDF 291KB](2700)
摘要:
由于现有的加权有限状态机(WFST)解码网络没有精确词尾标记,导致当前已有的词图生成算法不含精确的词尾时间点,或者仅是状态、音素级别的词图,无法应用到关键词检索中。该文提出在WFST静态解码器下的语音识别词图生成算法。首先从理论上分析了WFST解码音素图和词图的可转换关系,然后提出了字典的动态音素匹配方法解决了WFST网络中词尾时间点对齐的问题,最后通过令牌传递的遍历方法生成了词图。同时,考虑到计算量优化,在令牌传递过程中引入了剪枝算法,使音素图转词图的耗时不到解码耗时的3%。得到的词图,不仅可以用于语言模型重打分,由于含有精确的词尾时间点,还可以直接应用到关键词检索系统中。实验结果表明,该文的词图生成算法具有较高的计算效率;和已有动态解码器的词图相比,词图中包含更多解码信息,在大词汇连续语音识别的重打分结果和关键词检索中都能取得更好的性能。
基于扩维的多通道联合频率和到达角估计
赵曼, 陈辉
2014, 36(1): 147-151. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00472
[摘要](1459) [PDF 255KB](984)
摘要:
针对宽频段信号的时空欠采样问题,该文提出基于扩维的多通道联合频率和到达角估计方法。在时间和空间均欠采样的情况下,该方法实现了频率和到达角的2维无模糊估计。通过构造空时2维无模糊阵列结构,将多个采样通道联合扩维,解决了时间欠采样问题;将多个快拍通道联合扩维,克服了空间欠采样问题。同时,为了降低运算量,利用时域滤波技术,将频率和到达角估计进行时空级联,得到了自动配对的频率和到达角无模糊估计值,且避免了高维特征值分解和2维谱峰搜索,减少了运算量。仿真结果验证了该方法的有效性。
多通道混沌调制模拟-信息转换
陈胜垚, 席峰, 刘中
2014, 36(1): 152-157. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00476
[摘要](1320) [PDF 267KB](752)
摘要:
为了降低混沌调制中采样通道的采样速率,该文提出一种多通道混沌调制模拟-信息转换结构。该结构通过采样参数调制混沌系统的多个状态输出作为压缩测量,可实现在总采样速率不变的情况下降低每个采样通道的采样速率。与混沌调制相比,多通道混沌调制增加了低速采样单元的个数,但显著提高了高稀疏度信号的重构性能。基于混沌脉冲同步理论,该文给出了多通道混沌调制结构的信号可重构条件与被采样状态变量选择方法。以Lorenz系统为例,仿真验证了多通道混沌调制结构的有效性。
基于聚谱分析的多通道盲信号自适应分离算法
张兰勇, 刘繁明, 李冰
2014, 36(1): 158-163. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00463
[摘要](1289) [PDF 383KB](803)
摘要:
该文提出一种在多传感器中多种信号混叠的分离方法。该方法通过分析传感器数据的聚谱来提取未知信号,并利用线性方程基本算法估计有限脉冲响应的耦合系统,该方法对于多通道谱重叠的有色输入信号盲解卷积十分有效。作为该算法的扩展,可以应用于包括准周期信号等非平稳信号的分离。并将该算法应用于电磁辐射的测试,仿真结果证明了其有效性和快速性。
基于稀疏表示的相干分布式非圆信号的参数估计
杨学敏, 李广军, 郑植
2014, 36(1): 164-168. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00444
[摘要](1502) [PDF 265KB](830)
摘要:
基于稀疏表示技术,该文提出一种相干分布式非圆信号的参数估计新方法。该方法将信号的非圆特性引入分布式信源模型,充分利用非圆信号的特性,联合阵列输出协方差矩阵和椭圆协方差矩阵,并将其矢量化之后表示在受制于稀疏限制的过完备字典上;然后将DOA估计转化为一个稀疏重构问题,能够一次性求解出中心DOA和角度扩展。仿真结果表明,该方法适用于各种非圆率的非圆信号,具有较好的信噪比性能和分辨力,所提出的方法还能对圆和非圆信号同时存在的情况进行有效估计。
稀疏随机矩阵有限等距性质分析
张波, 刘郁林, 王开
2014, 36(1): 169-174. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00023
[摘要](1749) [PDF 274KB](1806)
摘要:
稀疏随机矩阵由于具有存储容量小、编码和重构复杂度低、易于更新等优良特性而适用于分布式应用。为确保稀疏随机矩阵可作为压缩感知观测矩阵,该文证明了稀疏随机矩阵的有限等距性质(RIP)。首先,证明了测量矩阵满足有限等距性质等价于其子矩阵的格拉姆矩阵特征值分布于1附近;在此基础上,证明了当测量值个数满足特定条件时,稀疏随机矩阵以接近于1的概率满足有限等距性质。仿真实验表明,稀疏随机矩阵在保证稀疏信号精确重建的同时,大大节约了测量和重建所需的时间。
Keystone变换半盲速点效应的抑制和消除
洪永彬, 高梅国, 王俊岭, 秦国杰
2014, 36(1): 175-180. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00490
[摘要](2191) [PDF 276KB](685)
摘要:
Keystone变换可用于补偿运动目标在脉冲多普勒(PD)雷达相参积累时间内的线性跨距离单元走动,但在多普勒模糊情况下,常规Keystone变换实现方法会出现半盲速点效应。该文分析了半盲速点效应产生的原因,并介绍了已有的半盲速点效应消除方法。为减少运算量,首先提出一种半盲速点效应抑制方法,并在此基础上提出了一种新的半盲速点效应消除方法。新方法能够对感兴趣的某个多普勒模糊区间内的所有速度目标的线性距离走动较好地进行补偿,而运算量约为已有方法的50%。理论分析和仿真结果均证明了所提方法的有效性。
非高斯杂波下知识辅助检测器敏感性分析
邹鲲, 廖桂生, 李军, 李伟, 李天星
2014, 36(1): 181-186. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00320
[摘要](1648) [PDF 363KB](747)
摘要:
先验信息的使用可以提高知识辅助检测器的探测性能,若先验信息与当前探测环境不匹配,检测器性能可能会受到影响。该文考虑一种复合高斯杂波下的知识辅助检测器,其采用逆伽马分布作为纹理分量先验分布,分析该检测器在不同杂波纹理分量模型参数条件下的检测性能。首先给出了先验模型参数失配条件下,虚警概率和Swerling I型目标检测概率的计算方法。然后在给定先验模型参数条件下,分析了杂波纹理分量分布参数对检测器性能的影响。理论分析表明,若杂波纹理分量分布参数位于某个区域以内时,检测器可以获得比模型匹配时更好的检测性能,计算机仿真验证了上述结论。
基于压缩感知的二维联合超分辨ISAR成像算法
吴敏, 邢孟道, 张磊
2014, 36(1): 187-193. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01597
[摘要](1520) [PDF 465KB](1108)
摘要:
在ISAR成像中,距离和方位分辨率分别受发射信号带宽和成像积累角的限制。基于压缩感知(CS)理论,该文提出了一种2维联合超分辨ISAR成像算法。首先建立ISAR观测信号模型并构造2维超分辨字典,然后利用ISAR图像的稀疏先验信息将2维联合超分辨成像建模为最小l1范数的优化问题,最后提出一种快速算法求解该优化问题。该方法进行距离维和方位维的联合处理,有效利用了回波数据的2维耦合信息;通过共轭梯度(CG)运算,快速傅里叶变换(FFT),Hadamard乘积等操作,有效提高了算法的实现效率。仿真和实测实验验证了该算法的有效性。
基于电磁散射模型的ISAR空中目标欺骗干扰方法
赵博, 周峰, 保铮
2014, 36(1): 194-201. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00264
[摘要](1692) [PDF 347KB](822)
摘要:
该文提出一种基于目标电磁散射模型的逆合成孔径雷达(ISAR)空中目标欺骗干扰算法,利用目标电磁散射模型对雷达回波进行调制,能够模拟遮挡、多次散射等目标散射特征,并包含目标的平动、姿态等运动特性,保证了虚假目标的逼真性。该算法计算量小,具有较强的实时性。通过仿真试验验证了欺骗干扰算法的有效性,并对算法的计算复杂性进行了分析。
基于加权最大范数的SAR自聚焦方法
黄大荣, 张磊, 邢孟道, 周峰, 保铮
2014, 36(1): 202-208. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01699
[摘要](1631) [PDF 447KB](772)
摘要:
基于最大似然估计的特征向量分解自聚焦算法利用最大特征值对应的特征向量实现对相位误差的估计。该方法虽然具备精确和稳健的性能,但需要对协方差矩阵进行特征分解,导致实际数据在处理中运算量巨大,对内存要求也很高,难以在实时合成孔径雷达(SAR)成像处理中应用。该文提出一种基于加权最大范数的自聚焦方法,通过求解二范数最大化的优化函数对目标特征向量进行估计,避免了特征值的分解过程,有效提升了运算效率;利用信噪比加权的思想,对不同距离单元赋予不同的权值,增强了优质特显点样本对相位误差的估计贡献,有效改善了自聚焦精度。通过实测SAR和ISAR数据处理验证了算法的有效性。
外辐射源雷达扩展相消批处理杂波抑制算法的调制补偿
方亮, 万显荣, 易建新, 饶云华, 柯亨玉
2014, 36(1): 209-214. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00384
[摘要](1421) [PDF 384KB](619)
摘要:
外辐射源雷达面临严重的多径杂波问题,扩展相消批处理算法(ECA-B)是一种有效的杂波抑制算法,但该算法的分块批处理使得相消距离元内的杂波和目标回波受到调制,导致杂波不能被完全相消而且会产生附加的模糊目标。该文分析了ECA-B算法的调制机理并提出了相应的补偿方法,该方法首先通过载波频偏精估计来补偿杂波调制,然后通过合理选择分块数以避免目标调制或通过估计调制距离元处每块信号的零频分量来补偿目标调制。仿真和实测数据处理结果验证了文中调制机理分析的正确性和所提方法的有效性,完善了该算法的性能。
机载雷达空时三维非自适应预滤波方法
虞泓波, 冯大政, 曹杨, 么晓坤, 解虎
2014, 36(1): 215-219. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00401
[摘要](1572) [PDF 256KB](652)
摘要:
该文提出一种机载雷达空时3维非自适应预滤波方法。利用可提前确定的载机偏航角、脉冲重复频率、阵元间距等雷达系统和载机平台信息,通过分析阵元在相邻两脉冲采样数据的结构,设计了一种空时3维非自适应滤波器,先滤除大部分杂波,使得剩余少部分杂波在降维自适应处理时能被充分抑制,提高了动目标检测性能。理论分析和仿真实验表明,该预滤波方法对载机偏航具有兼容性,能大大降低杂波自由度,在整个杂波区都有一定的性能改善,尤其在主瓣杂波区性能改善明显。
抑制SAR图像相干斑的迭代方向滤波算法
朱磊, 水鹏朗, 章为川
2014, 36(1): 220-227. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00228
[摘要](1677) [PDF 486KB](748)
摘要:
为保护SAR图像边缘特征并有效提高对乘性相干斑噪声的抑制性能,该文提出一种基于迭代方向滤波的抑制图像相干斑新算法。该算法先借助高斯-伽马平行窗估计出的比率边缘强度映射(ESM)与方向信息,自适应地控制各向异性高斯核(AGK),生成沿ESM方向分布的具有各向异性支撑区域的局域窗。然后将SAR图像多种局部统计参量联合作为衰减因子,形成与SAR图像区域分布特性相适应的负指数衰减型加权系数,进而将负指数衰减型加权系数与局域窗带方向的各向异性支撑区域结合形成局域加权的方向滤波。最后对SAR图像迭代地进行方向滤波即可实现带边缘保护的相干斑抑制。实验结果表明,与多种抑斑算法相比,该文算法在SAR图像抑斑与边缘保护方面均获得了更好的性能。
微带线-槽线馈电缝隙等角螺旋天线设计
方庆园, 金铭, 宋立众, 韩勇, 乔晓林
2014, 36(1): 228-233. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00486
[摘要](1541) [PDF 369KB](1289)
摘要:
被动雷达导引头为探测与跟踪目标可采用宽带等角螺旋天线,针对降低等角螺旋天线剖面,该文提出一种低剖面背腔式微带线-槽线馈电缝隙等角螺旋天线。微带线-槽线巴伦(Balun)中渐变微带线将同轴线激励的不平衡电场最终转化为槽线处平衡电场。实测结果表明,该缝隙等角螺旋天线实现了1:9的电压驻波比(VSWR)带宽,良好的辐射方向图与圆极化特性。在天线背面加入高度仅有0.05L(L为最低工作频率所对应自由空间中波长)的反射腔,腔内放置矩形环状吸波材料,有效拓展了天线低频段带宽。测试结果表明带有反射腔的缝隙等角螺旋天线实现了1:6.4的电压驻波比带宽,天线增益大于4 dB,良好的圆极化与方向图特性。平面化、一体化的馈电方式与低剖面反射腔有效降低了缝隙等角螺旋天线剖面,测试结果验证了该文所提出的微带线-槽线巴伦馈电缝隙等角螺旋天线设计方法的有效性。
基于时序优先的电路容错混合加固方案
黄正峰, 陈凡, 蒋翠云, 梁华国
2014, 36(1): 234-240. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00449
[摘要](1157) [PDF 385KB](829)
摘要:
为了有效降低容忍软错误设计的硬件和时序开销,该文提出一种时序优先的电路容错混合加固方案。该方案使用两阶段加固策略,综合运用触发器替换和复制门法。第1阶段,基于时序优先的原则,在电路时序松弛的路径上使用高可靠性时空冗余触发器来加固电路;第2阶段,在时序紧张的路径使用复制门法进行加固。和传统方案相比,该方案既有效屏蔽单粒子瞬态(SET)和单粒子翻转(SEU),又减少了面积开销。ISCAS89电路在45 nm工艺下的实验表明,平均面积开销为36.84%,电路平均软错误率降低99%以上。
研究简报
LTE中一种基于探测参考信号的信噪比估计算法
岳光荣, 田浩, 杨霖, 李少谦, 胡武君
2014, 36(1): 241-245. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00885
[摘要](2218) [PDF 256KB](1694)
摘要:
为了在上行链路支持频率选择性调度,长期演进(LTE)系统定义了探测参考信号(SRS)用于信道质量估计。该文主要研究SRS的信噪比估计方法,针对Boumard方法和传统DFT方法的缺点,提出一种改进的基于DFT的估计方法。该方法通过在时域修正噪声的估计区间,减小高信噪比时有用信号能量泄露对噪声估计的影响,从而获得更准确的信噪比估计。仿真结果表明,所提方法的估计性能优于Boumard方法和传统的DFT方法,提高了高信噪比时的估计精度,在高信噪比区域,平均估计性能提高了约6 dB以上。
FrFT-OFDM系统的低复杂度峰均功率比抑制技术研究
赵越, 王腾, 陶然, 时鹏飞, 蒋政国
2014, 36(1): 246-249. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00323
[摘要](1513) [PDF 224KB](652)
摘要:
针对基于分数阶Fourier变换的OFDM系统(简称FrFT-OFDM系统)的高峰均功率比(PAPR)问题,该文提出一种低复杂度的峰均比抑制算法。通过对随机相位序列采用周期延拓至FrFT-OFDM符号长度,相位因子加权后与子载波调制前的数据相乘的方式,实现对高峰均比的有效抑制。该算法只需要一次逆离散分数阶Fourier变换(IDFrFT),所有备选信号直接通过时域chirp圆周移位的加权和得到。仿真结果表明,当备选信号个数相同时,该算法与选择映射(SeLecting Mapping, SLM)算法的PAPR抑制性能相当,比部分传输序列(Partial Transmit Sequence, PTS)算法具有更好的PAPR抑制性能,同时,该算法较SLM和PTS算法的运算量降低。
基于Nuttall自卷积窗FFT算法的生物电阻抗谱多频率同步测量方法
杨宇祥, 张甫, 乔洋, 张雯, 温和, 唐求
2014, 36(1): 250-254. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00348
[摘要](1582) [PDF 258KB](843)
摘要:
传统的扫频式生物电阻抗频谱(BIS)测量法难以准确反映生物体真实的阻抗信息,开发BIS的多频率同时快速测量方法具有重要意义。该文提出一种基于多频率同步(MFS)信号激励和加窗改进FFT算法的BIS多频率同步快速测量方法。该文首先介绍了一种7频率同步信号的合成及其频谱特性,提出了性能优良的Nuttall自卷积窗函数,并构建了基于Nuttall自卷积窗的改进插值FFT谐波分析算法,从而在理论上论证了BIS多频率同步快速测量的可行性,为下一步开发实际的BIS快速测量系统提供了技术支持。

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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