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2014年36卷12期

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论文
命名数据网络中基于内容请求相关性的协作缓存算法
葛国栋, 郭云飞, 刘彩霞, 兰巨龙
2014, 36(12): 2795-2801. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00114
[摘要](1229) [PDF 376KB](1199)
摘要:
针对命名数据网络(Named Data Networking, NDN)存储空间的有效利用和应答内容的高效缓存问题,该文采用差异化缓存的方式,提出一种依据内容请求序列相关性的协作缓存算法。在内容请求中,预先发送对于后续相关数据单元的并行预测请求,增大内容请求的就近响应概率;缓存决策时,提出联合空间存储位置与缓存驻留时间的2维差异化缓存策略。根据内容活跃度的变化趋势,空间维度上逐跳推进内容存储位置,时间维度上动态调整内容缓存时间,以渐进式的方式将真正流行的请求内容推送至网络边缘存储。该算法减小了内容请求时延和缓存冗余,提高了缓存命中率,仿真结果验证了其有效性。
基于时延的软件定义网络快速响应控制器部署
姚琳元, 陈颖, 宋飞, 张宏科
2014, 36(12): 2802-2808. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00211
[摘要](1227) [PDF 349KB](1121)
摘要:
目前大多数针对软件定义网络(SDN)中控制器的部署方案均重点考虑传输时延(PD)对性能的影响,忽略了发送时延(TD)对于部署效果的影响。该文提出基于时延的网络快速响应控制器部署方案。首先,在合理考虑传输和发送两类时延的基础上,完善了已有的平均时延/最大时延最小化模型,并对两种模型是否存在最优解进行了理论证明;其次,利用模糊集理论得出了一种时延优化模型;第三,结合是否考虑发送时延提出了两种部署算法:传输算法和输送算法。为了测试方案的性能,选取实际网络拓扑及数据进行验证。结果表明输送算法在网络的响应速度及稳定性方面优于传输算法,时延优化模型在总时延方面较平均时延/最大时延最小化模型效果更优。
一种基于边界节点识别的复杂网络局部社区发现算法
刘阳, 季新生, 刘彩霞
2014, 36(12): 2809-2815. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01955
[摘要](1081) [PDF 335KB](1201)
摘要:
在网络日益巨大化和复杂化的背景下,挖掘全局网络的社区结构代价较高。因此,基于给定节点的局部社区发现对研究复杂网络社区结构有重要的应用意义。现有算法往往存在着稳定性和准确性不高,预设定阈值难以获取等问题。该文提出一种基于边界节点识别的复杂网络局部社区发现算法,全面比较待合并节点的连接相似性进行节点聚类;并通过边界节点识别控制局部社区的规模和范围,从而获取给定节点所属社区的完整信息。在计算机生成网络和真实网络上的实验和分析证明,该算法能够自主挖掘给定节点所属的局部社区结构,有效地提升局部社区发现稳定性和准确率。
基于保密度的OFDMA中继网络资源分配研究
赵君, 郑伟, 温向明, 张海君, 路兆铭, 景文鹏
2014, 36(12): 2816-2821. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00042
[摘要](1024) [PDF 292KB](613)
摘要:
考虑到异构双向中继网络中存在窃听者的安全资源分配问题,为了提高中继安全性,该文研究了受限于子信道分配和功率约束的用户安全保密度问题模型,与传统的保密容量模型相比,安全保密度模型更侧重于反映用户本身的安全程度。基于此保密度模型,该文进一步考虑了不同用户的安全服务质量(Quality of Service, QoS)需求和网络公平性,联合优化功率分配、子信道分配、子载波配对,并分别通过约束型粒子群、二进制约束型粒子群优化算法和经典的匈牙利算法找到最优解,实现资源的最优分配,提高网络中合法用户的保密度。仿真结果验证了所提算法的有效性。
引入D2D通信的蜂窝网上行资源分配算法
程永生, 朱江, 林孝康
2014, 36(12): 2822-2827. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00056
[摘要](935) [PDF 260KB](1267)
摘要:
该文研究了引入Device-to-Device (D2D)通信的蜂窝网系统中的上行资源分配问题。首先将该问题建模为一个简洁的二值整数规划问题。然而整数规划仍是NP难问题。该文利用Canonical对偶理论,得到其对偶形式。该对偶问题是一个连续域内的凸问题。证明了在特定的条件下,可以通过求解对偶问题得到原问题的最优解,且对偶间隙为零。提出了一个基于Barrier方法的算法来求解对偶问题。仿真结果表明,该文的算法优于现有算法,且性能接近最优。
基于随机矩阵理论的非重构宽带压缩频谱感知方法
曹开田, 高西奇, 王东林
2014, 36(12): 2828-2834. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00028
[摘要](1105) [PDF 320KB](761)
摘要:
该文采用随机矩阵理论(RMT)直接对压缩采样得到的观测数据进行分析,设计出了一种基于广义似然比检验(GLRT)的非重构宽带压缩频谱感知新算法。该算法无需任何先验知识就能对宽带频谱中的每个子带进行盲检测。此外,为了减轻次用户(SU)在数据获取和频谱感知过程中的通信开销,该文提出一种基于传感器节点(SN)辅助感知的合作频谱感知架构。理论分析和仿真结果均表明,与传统基于信号重构的GLRT感知算法以及Roy最大根检测(RLRT)算法相比,该算法不仅具有计算复杂度低、开销小、感知性能稳定等诸多优点;而且只需较少的SN就能获得较好的检测性能。
面向物理层安全的一种打孔极化编码方法
易鸣, 季新生, 黄开枝, 金梁, 王婧
2014, 36(12): 2835-2841. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00013
[摘要](1178) [PDF 328KB](1035)
摘要:
为了解决物理层安全编码中安全性和可靠性之间的矛盾和提高保密速率,该文提出一种基于打孔极化码的安全编码方法。根据信道极化理论,该方法将私密信息位映射到合法者正常接收而窃听者无法译码的特定逻辑信道输入位,保证私密信息可靠且安全传输。然后,通过分析极化码的校验关系树,利用3个参数表征输出节点对私密信息位的影响,再按照影响程度大小确定打孔位置。理论分析与仿真结果表明,该方法保证私密信息传输安全性和可靠性的同时,提高了私密信息传输的有效性。
一种基于碰撞位指示的射频识别标签防碰撞算法
李志坚, 赖顺桥
2014, 36(12): 2842-2847. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01759
[摘要](1247) [PDF 287KB](528)
摘要:
多标签碰撞是射频识别(RFID)技术在推广应用中必须克服的一个问题。针对目前RFID标签防碰撞算法存在识别效率低的不足,该文提出一种基于碰撞位指示的RFID标签防碰撞的碰撞位指示算法(CBIA)。通过跟踪待识别标签的碰撞位,采用碰撞位编解码技术,对待识别标签进行重复分组,直到所有标签都被正确识别。算法通过确定性分组,避免了空闲时隙的产生。仿真结果表明,采用CBIA算法的多标签识别系统,吞吐率可以达到每时隙0.7个标签,CBIA算法识别效率优于优化查询跟踪树算法(OQTT)和碰撞跟踪树算法(CTTA)算法。
基于层级化身份的可证明安全的认证密钥协商协议
曹晨磊, 刘明奇, 张茹, 杨义先
2014, 36(12): 2848-2854. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00684
[摘要](901) [PDF 257KB](686)
摘要:
目前基于身份的认证密钥协商协议均以单个私钥生成器(PKG)为可信第三方,但这种系统结构难以满足身份分层注册与认证需求。该文以基于层级化身份的加密(HIBE)系统为基础重构了私钥的组成元素,并利用椭圆曲线乘法循环群上的双线性映射提出一个基于层级化身份的认证密钥协商协议,为隶属于不同层级的云实体提供了安全的会话密钥协商机制。基于CDH(Computational Diffie-Hellman)与GDH(Gap Diffie-Hellman)假设,该文证明了新协议在eCK模型下具有已知密钥安全性、前向安全性和PKG前向安全性,并且能够抵抗基于密钥泄露的伪装攻击。
基于仿射模型的无人机视频实时压缩算法
沈秋, 李小凡, 孔繁锵, 代俣西
2014, 36(12): 2855-2860. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00080
[摘要](960) [PDF 439KB](734)
摘要:
在现有算法无法满足无人机视频实时压缩传输需求的应用背景下,该文提出一种新的低复杂度无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)视频实时压缩算法,利用无人机视频的背景平面性、运动一致性等特点,建立仿射模型描述视频的全局运动,并根据模型参数进行视频压缩。实验结果表明,与现有压缩算法H.264相比,该算法在保证压缩性能的前提下,大量减少了压缩时间,可满足大多数情况下无人机视频传输的质量要求和实时性要求。
基于视觉感知的高效视频编码标准帧内量化矩阵优化方法
郑明魁, 苏凯雄, 王卫星, 杨秀芝, 兰诚栋
2014, 36(12): 2861-2868. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00318
[摘要](981) [PDF 278KB](951)
摘要:
该文使用一种基于离散余弦变换(DCT)的调制传递函数(MTF)改进高效视频编码标准(HEVC)帧内量化矩阵,并在计算过程中采用一种新的空间频率计算方法。HEVC整数DCT变换是在DCT变换的基础上经过伸缩扩展以及微调后得到的,与DCT变换有所区别,因此针对这种差别进一步优化校正量化矩阵。仿真过程中设计一种基于结构相似性(SSIM)的Bjontegaard比特率差值(BDBR)方法来测试量化矩阵的编码性能,结果表明在相同的视频质量下,该文设计的量化矩阵能进一步降低码率。该方法在编码过程中只需要简单地改变量化矩阵,没有影响编码模型的算法结构,也不会增加编码的复杂度。
LDPC码加权比特翻转译码算法的低复杂度提前停止准则
张高远, 周亮, 文红
2014, 36(12): 2869-2875. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.02001
[摘要](856) [PDF 301KB](850)
摘要:
近年来,针对LDPC码置信传播(BP)译码算法的提前停止准则的研究已经有了很多,但设计适合加权比特翻转(WBF)译码算法的提前停止准则却研究甚少。依据对WBF算法的全新理解方式,该文提出一种实现简单、适用性强的WBF算法提前停止准则,它能在译码的初始阶段检测绝大多数不可纠错的帧。仿真结果表明,基于提前停止准则的WBF算法在性能损失可以忽略的条件下,极大地降低迭代次数,在实现复杂度和性能之间达到了很好的折中。
基于噪声子空间特征值重构的DOA估计算法
方庆园, 韩勇, 金铭, 宋立众, 乔晓林
2014, 36(12): 2876-2881. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.02014
[摘要](1028) [PDF 292KB](808)
摘要:
该文针对非等功率信号波达方向(DOA)估计问题,提出一种基于噪声子空间特征值重构(Eigenvalue Reconstruction of Noise Subspace, ERNS)的超分辨算法。算法对接收信号自相关矩阵进行特征值分解,通过重构噪声空间特征值以及引入虚拟信源来构造新的接收信号自相关矩阵,对该矩阵进行特征值分解得到新的噪声空间特征值。当虚拟信源与实际信源入射方向相同时,新噪声空间特征值与重构后噪声空间特征值保持不变,利用这一特性来估计信源入射方向。该文给出算法的原理及实现步骤,并通过仿真进行原理验证与性能分析,仿真结果表明与其他子空间算法和MUSIC 算法相比,ERNS算法能够提高弱信号估计成功的概率。
一种新的波束形成零陷展宽算法
李文兴, 毛晓军, 孙亚秀
2014, 36(12): 2882-2888. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.02018
[摘要](896) [PDF 317KB](1197)
摘要:
针对自适应波束形成器在干扰位置出现扰动时的输出性能下降问题,该文提出一种新的零陷展宽算法。该算法基于投影变换与对角加载技术的结合,首先利用投影变换技术对阵列接收数据进行预处理,结合对角加载技术,以此构造出一个新的协方差矩阵替代原来的协方差矩阵,再利用自适应波束形成技术得到零陷展宽后的波束图。仿真结果表明,该方法能有效展宽波束零陷宽度,加深零陷深度,达到抑制位置出现扰动的强干扰信号目的。该算法易于求解,对参数的选取具有较强稳健性,在低快拍条件下,依然能有效地工作,增强了自适应波束形成器稳定性。
基于多普勒Chirp-Fourier变换的水下航行器噪声源定位方法
田丰, 杨益新, 吴姚振, 杨龙
2014, 36(12): 2889-2895. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00106
[摘要](827) [PDF 407KB](616)
摘要:
通过对水下航行器辐射噪声的多普勒特征分析,可以定位线谱噪声源在航行器上的辐射位置,从而有针对性地采取治理措施。传统的多普勒分析方法大多在时频域中进行,难以有效处理同频声源的定位问题。该文提出一种基于Chirp-Fourier变换特征的多普勒分析方法,将多普勒信号分解为线性调频(LFM)子分量的集合,并转换到频率-调频因子构成的2维平面。利用该平面内的多普勒信号分布特征,可以有效抑制同频声源之间的相互干扰,进而完成多噪声源的定位。仿真和海上实验验证了该方法的有效性。
基于频域逐级回归的声学回声控制
姜开宇, 吴超, 国雁萌, 付强, 颜永红
2014, 36(12): 2896-2901. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00131
[摘要](1025) [PDF 279KB](1042)
摘要:
传统声学回声控制算法一般采用基于随机梯度法更新的频域分块自适应滤波(PBFDAF)方法,但在以语音为主要回声信号的室内混响环境中,由于回声路径不稳定,往往收敛速度较慢,难以实现足够的回声抑制。该文提出一种基于频域逐级回归的声学回声控制算法。通过逐级回归分析远端信号和麦克风信号之间的线性关系,可以在保持较小的偏差的同时实现收敛较快的系统估计。同时,由于逐级分析了两通道间的短时相干性,因而该算法无需像常见方法一样,额外进行基于通道间相干函数的残余回声抑制或双讲检测,从而保持系统的紧凑性。若进一步假定近端背景噪声准平稳,则可利用基于近端信号非平稳程度的自适应平滑因子,在实现系统估计快速收敛的同时确保其稳定性。实验表明,该方法在常见的近端环境噪声水平下,在收敛速度和稳态误差上相对传统方法有显著优势,非常适合应用在室内远讲模式下的声学回声控制中。
基于电源线和位置指纹的室内定位技术
何坚, 万志江, 刘金伟
2014, 36(12): 2902-2908. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.02022
[摘要](1291) [PDF 416KB](1494)
摘要:
该文提出将室内环境不可或缺的电源线作为天线,通过在电源线上注入宽带高频信号构造室内空间的位置指纹,进而实现室内空间精确定位。首先介绍了电源线上宽带高频信号注入模块的实现技术,以及室内空间位置指纹的构造方法;其次,介绍了基于朴素贝叶斯分类算法的室内定位原理;最后,通过实验分析证明在多训练样本情况下,基于朴素贝叶斯分类算法的定位算法比基于K最邻近点(KNN)分类算法的定位算法有更好的定位准确率和时间迁移适应能力。
基于信息总不确定度的冲突证据组合修正方法
刘哲席, 阳建宏, 杨德斌, 黎敏
2014, 36(12): 2909-2914. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00039
[摘要](968) [PDF 256KB](589)
摘要:
现有的冲突证据组合修正方法仅从证据距离、模糊度等描述信息不确定性的一个或几个方面对证据体的基本概率分配函数进行修正,对证据的关联性考虑不够充分。该文提出基于信息总不确定度的冲突证据组合修正新方法。该文在笛卡尔乘积的基础上定义提出组合总不确定度的概念,并给出根据融合前各证据体总不确定度预测融合后证据体组合总不确定度值域的方法。对冲突证据,利用各证据体总不确定度与组合总不确定度的比值,求出对证据基本概率分配函数的修正权重,再根据Dempster规则进行加权平均组合。信息融合的算例分析结果表明,与现有方法相比,该方法融合结果的总不确定度更小,更有利于融合结果的后续决策分析与数据应用。
基于双隐变量空间局部粒子搜索的人体运动形态估计
李万益, 孙季丰, 王玉龙
2014, 36(12): 2915-2922. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01915
[摘要](778) [PDF 485KB](600)
摘要:
该文提出一种双隐变量空间局部粒子搜索(DLVSLPS)算法,可以从多视角图像序列的轮廓特征较准确地估计出3维人体运动形态序列。该算法用高斯过程动态模型(GPDM)降维建立双隐变量空间和低维隐变量数据到高维数据的映射关系后,然后对双隐变量空间使用近邻权重先验条件搜索(NWPCS),实现局部低维粒子搜索来生成较优高维数据,从而估计相应帧的3维人体运动形态,解决传统粒子滤波算法直接在高维数据空间采样较难获取有效正确数据进行估计的问题。经仿真实验验证,所提出的算法比传统粒子滤波算法在实现多视角非连续帧估计,克服轮廓图像数据歧义,减小估计误差有明显优势。
基于近邻传播聚类与核匹配追踪的遥感图像目标识别方法
储岳中, 徐波, 高有涛, 邰伟鹏
2014, 36(12): 2923-2928. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00422
[摘要](1015) [PDF 265KB](864)
摘要:
核匹配追踪算法在生成函数字典的过程中常采用贪婪算法进行全局最优搜索,导致算法学习时间过长。该文针对这一缺陷,提出一种基于近邻传播(Affinity Propagation, AP)聚类与核匹配追踪相结合的分类方法(AP-Kernel Matching Pursuit, AP-KMP),该方法利用聚类算法来优化核匹配追踪算法中的字典划分过程,使用近邻传播聚类将目标数据集划分为若干小型字典空间,随后KMP算法在小型字典空间进行局部搜索,从而缩短学习时间。针对部分UCI数据集和遥感图像数据集,分别采用AP-KMP算法与另4种经典算法进行分类比较实验,结果表明该文算法在时间开销和分类性能上均有一定的优越性。
对GPS接收机的一种新宽带压制干扰样式分析
毛虎, 吴德伟, 卢虎, 闫占杰
2014, 36(12): 2929-2934. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00123
[摘要](1078) [PDF 329KB](1093)
摘要:
针对单频连续波干扰极易通过频域滤波加以抑制,而宽带连续阻塞式干扰又存在干扰效率低下的问题,提出脉冲连续波这种新的宽带梳状拦阻式干扰样式。根据C/A码、P(Y)码和M码信号功率谱特点分别设置脉冲连续波的干扰频率覆盖范围。以码跟踪误差作为干扰效果评估指标,对不同干扰环境下采用窄带非相干延迟锁定环的GPS接收机码跟踪性能进行仿真分析。仿真结果表明:脉冲连续波干扰对不同伪随机噪声码(PRN)编号和副载波调制相位下的C/A码和M码信号影响是不同的,在相同干信比(JSR)条件下,脉冲连续波的干扰效果要优于宽带高斯噪声和匹配谱干扰。
基于压缩感知的宽频段二维DOA估计算法
沈志博, 董春曦, 黄龙, 赵国庆
2014, 36(12): 2935-2941. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01931
[摘要](952) [PDF 350KB](725)
摘要:
针对2维DOA估计问题,该文提出一种基于压缩感知(CS)的宽频段2维DOA估计算法,能够同时得到多个窄带信号的中心频率、方位角和俯仰角。首先利用方位向和俯仰向的空间频率分别建立过完备稀疏字典,然后通过对阵列接收数据的压缩采样得到空间频率的高分辨估计,最后通过空域滤波实现中心频率、方位角和俯仰角之间的匹配。理论分析表明,该算法具有较高的估计精度与分辨力,对信噪比(SNR)要求不高,无需多维搜索过程,且经过压缩采样降低了运算量。仿真结果验证了算法的正确性与有效性。
基于图稀疏正则化多测量向量模型的高光谱压缩感知重建
孙玉宝, 李欢, 吴敏, 吴泽彬, 贺金平, 刘青山
2014, 36(12): 2942-2948. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00566
[摘要](962) [PDF 546KB](1052)
摘要:
压缩感知重建是解决高光谱现有成像模式数据量大冗余度高问题的一个有效机制。针对高光谱图像的多通道特性,该文建立了高光谱压缩感知的多测量向量模型,编码端使用随机卷积算子对各通道进行快速采样,生成测量向量矩阵。解码端构建图稀疏正则化的联合重建模型,在稀疏变换域将高光谱图像分解为谱间的关联成分和差异成分,通过图结构化稀疏度量表征关联成分的空谱相关性,并约束谱间差异成分的稀疏性。进一步提出模型求解的交替方向乘子迭代算法,通过引入辅助变量与线性化技巧,使得每一子问题均存在解析解,降低了模型求解的复杂度。对多个实测数据集进行了对比实验,实验结果验证了该文模型与算法的有效性。
基于稳健深层网络的雷达高分辨距离像目标特征提取算法
冯博, 陈渤, 王鹏辉, 刘宏伟
2014, 36(12): 2949-2955. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00808
[摘要](991) [PDF 354KB](1128)
摘要:
特征提取是雷达高分辨距离像(HRRP)目标识别的核心技术。传统的特征提取算法多采用浅层的模型结构,容易忽视样本的内在结构,不利于学习有效的分类特征。针对这一问题,该文利用多层非线性网络实现特征学习,构建了基于深层网络的雷达HRRP目标识别框架。利用平均像在散射点不发生越距离单元走动的方位帧内具有稳健物理特性的性质,提出了堆栈联合稳健自编码器。该网络由一系列联合稳健自编码器堆栈化实现,在匹配原始HRRP样本的同时,约束同帧样本趋近于平均像,并将网络的最终输出作为分类器的特征输入。基于实测HRRP数据的实验结果验证了所提算法的有效性。
基于窄带雷达组网的空间锥体目标特征提取方法
韩勋, 杜兰, 刘宏伟
2014, 36(12): 2956-2962. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.02037
[摘要](929) [PDF 405KB](676)
摘要:
进动引发的微多普勒调制可作为空间锥体目标识别的重要依据,针对此该文提出一种基于窄带雷达组网的进动锥体目标特征提取方法。该文首先根据目标散射特性推导了进动引发的散射点理论瞬时频率变化,并根据频谱熵实现了多个雷达视角观测下的散射点瞬时频率变化的匹配;然后依据不同视角下锥顶与锥底散射点瞬时频率变化关系,提出一种目标进动与尺寸特征联合提取的新方法,实现了目标高度、底面半径、质心位置、进动角等参数的高精度估计。基于电磁计算数据的实验结果验证了该文所提方法的有效性和精确性。
基于Alpha稳定分布杂波模型的雷达目标检测方法
郑作虎, 王首勇
2014, 36(12): 2963-2968. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00072
[摘要](889) [PDF 333KB](689)
摘要:
针对非高斯相关杂波背景下,移动目标检测(MTD)技术的检测性能严重下降的问题,该文基于Alpha稳定分布杂波模型和本征滤波理论,提出一种非高斯相关杂波背景下的雷达目标检测方法。该方法基于Alpha稳定分布杂波模型,通过幂变换抑制杂波的非高斯特性,以及通过分数低阶相关矩阵白化杂波,在此基础上应用本征滤波实现对目标信号的有效积累,可提高信杂比。仿真实验和实测数据验证表明,该方法在非高斯相关杂波背景下的检测性能明显优于MTD方法的性能。
基于椭球不确定集约束的鲁棒自适应相干检测器
代保全, 王彤, 同亚龙, 吴建新, 保铮
2014, 36(12): 2969-2974. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00563
[摘要](864) [PDF 272KB](727)
摘要:
针对存在导向矢量误差时自适应相干检测器(ACE)的检测性能下降问题,该文提出一种基于椭球不确定集约束的鲁棒ACE设计方法。该方法在深入分析ACE检测器工作原理的基础上,利用导向矢量的尺度变化不影响ACE检测器输出这一特点,建立鲁棒ACE检测器模型并将其转化为凸优化问题,最后采用牛顿-拉夫森方法对该问题进行求解。仿真实验结果表明,该方法可有效提高ACE检测器对导向矢量误差的鲁棒性。
基于信号幅相特性的副瓣跟踪自动识别方法
王奕波, 施海荣, 赵伟
2014, 36(12): 2975-2979. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00045
[摘要](961) [PDF 299KB](548)
摘要:
传统雷达测角系统副瓣跟踪识别方法主要根据副瓣信号幅度较主瓣明显偏低这一特性提出,该文通过对副瓣跟踪原理的理论分析、仿真分析与实测验证,得出了关于副瓣跟踪特性的新结论:副瓣跟踪时和差相位正交、差和幅度比相对主瓣跟踪明显增大。在此基础上提出一种基于信号幅相特性的副瓣跟踪识别方法:构造以差和幅度比、和差相位差为描述子的幅相特征向量,采用支持向量机(SVM)对特征向量进行分类完成识别过程。实验结果表明,该文方法识别准确率高,鲁棒性、实时性、通用性强。
一种新的MIMO线阵穿墙成像模型及其环境参数估计
宋勇平, 金添, 陆必应, 周智敏
2014, 36(12): 2980-2985. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00018
[摘要](866) [PDF 311KB](644)
摘要:
通过估计墙体厚度及介电常数等环境参数来进行补偿成像是近年来穿墙雷达成像研究领域的热点。为解决传统穿墙成像模型中天线需要严格平行于墙体的限制,以及现有的环境参数估计算法计算效率低,稳健性较差的问题,该文建立了一种新的多发多收(MIMO)体制穿墙雷达成像模型以适应阵列与墙体位置关系未知的情况,同时根据该模型下墙体前后沿回波路径模型,提出一种仅依赖于墙体回波时延的环境参数估计算法,稳健性高并且运算复杂度低。时域有限差分(FDTD)仿真数据验证了成像模型和环境参数估计算法的有效性。
多重测量矢量模型下的稀疏步进频率SAR成像算法
陈一畅, 张群, 陈校平, 罗迎, 顾福飞
2014, 36(12): 2986-2993. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01831
[摘要](910) [PDF 373KB](689)
摘要:
基于压缩感知(Compressed Sensing, CS)的合成孔径雷达(SAR)成像算法可以用低于Nyquist采样率的采样数据完成稀疏目标高分辨成像。然而已有的算法在重构1维距离像时采用的大都是单重测量矢量(Single Measurement Vectors, SMV)模型,存在着重构耗时长、受噪声干扰大的缺点。该文从压缩感知的多重测量矢量(Multiple Measurement Vectors, MMV)模型出发,利用多重测量矢量恢复具有相同稀疏结构的联合稀疏目标信号源,从理论与实验角度分析了基于MMV模型的SAR 1维距离像成像性能,提出了一种距离向基于MMV模型,方位向基于SMV模型的2维SAR成像算法。该算法从耗时上、重构精度上均优于SMV模型下的CS成像算法。通过对仿真数据和地基雷达实测数据的处理,验证了算法的有效性。
基于方位向多通道的星载SAR Mosaic模式研究
禹卫东, 熊名男, 田雨润
2014, 36(12): 2994-3000. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.02031
[摘要](742) [PDF 378KB](561)
摘要:
Mosaic模式是聚束和ScanSAR的混合模式,能同时实现高分辨率和大场景成像。该文提出一种基于方位向多通道的Mosaic模式,将成像场景沿距离向和方位向划分为若干子成像块,各块采用滑动聚束模式独立成像后再进行2维拼接。利用短发射子孔径使系统扫描角显著减小,进而降低系统设计难度,同时也使各子成像块距离徙动量减小;方位向多通道接收能提高系统信噪比,利用空间采样降低脉冲重复频率,更有利于波位选择。
冲击噪声背景下基于稀疏表示的双基地MIMO雷达多目标定位
郑志东, 袁红刚, 张剑云
2014, 36(12): 3001-3007. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01861
[摘要](784) [PDF 381KB](616)
摘要:
该文研究了对称稳定分布(SS)冲击噪声下双基地MIMO雷达的多目标定位问题。针对SS噪声下因二阶矩不存在而造成子空间类算法估计性能下降的不足,提出了矩阵行2范数最大的预处理方法对接收数据进行归一化,使得归一化后的协方差矩阵有界,并以拉直后的协方差矩阵构造稀疏线性模型,提出了基于协方差矩阵-近似零范数(Covariance Matrix Smoothed L0 norm, CMSL0)算法进行目标的发射角和接收角估计。仿真实验表明:通过矩阵行2范数最大化预处理之后,MUSIC(Multiple Signal Classification)和CMSL0算法均能有效地估计出目标的角度,并且CMSL0算法的估计精度及对冲击噪声的稳健性均优于MUSIC算法。此外,与MUSIC算法相比,CMSL0算法不要预先估计目标源的数目,且收发阵元不受半波长间隔的限制。
一种无源雷达高速机动目标检测新方法
杨宇翔, 同武勤, 熊瑾煜
2014, 36(12): 3008-3013. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01984
[摘要](779) [PDF 326KB](585)
摘要:
针对无源雷达中高速机动目标在积累时间内出现距离和多普勒徙动,导致检测性能恶化的问题。该文建立了目标信号模型,提出一种基于Keystone变换结合傅里叶变换分段计算的高速机动目标检测方法,通过信号重叠分段划分快时间和慢时间,利用Keystone变换校正径向速度差的距离徙动,再对慢时间进行二次分段,并结合傅里叶变换的分段计算完成径向加速度差的距离和多普勒徙动校正,实现信号相参积累和目标检测。仿真和实测数据结果验证了该方法的有效性。
基于改进遗传算法的天波超视距雷达二维阵列稀疏优化设计
严韬, 陈建文, 鲍拯
2014, 36(12): 3014-3020. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.02011
[摘要](811) [PDF 319KB](485)
摘要:
针对均匀矩形平面阵在2维阵天波超视距雷达(OTHR)工程应用时阵元数目庞大问题,该文提出利用改进遗传算法进行稀疏优化设计的解决办法。从波束赋形角度出发建立了稀疏矩形平面阵的布阵优化模型;以俯仰波束能分辨OTHR多模传播的波达角(DOA)为原则确定了遗传算法的初始种群;为避免遗传进化中出现早熟和随机漫游现象修正了适应度函数;为实现稀疏率精确控制改进了交叉和变异算子。仿真结果表明,该文算法不仅实现了稀疏率的精确控制,同时提高了优化性能。该文最后对2维稀疏阵列在OTHR工程应用时的可行性进行了分析,指出其应用条件和存在的技术难点,并给出了相应的解决方案。
一种基于多维均匀采样与Kriging模型的天线快速优化方法
陈晓辉, 裴进明, 郭欣欣, 齐松
2014, 36(12): 3021-3026. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01826
[摘要](750) [PDF 355KB](873)
摘要:
天线优化设计中,由于经典优化算法一般需要对同一结构的成百上千组参数进行电磁仿真后才能得出最优结果,因此多参数、大范围的天线优化设计存在计算效率问题。该文利用Kriging模型拟合参数空间内样本点的电磁仿真数据,代替电磁仿真实现从结构参数到电磁响应的瞬时近似计算,通过初始阶段的多维均匀拉丁超立方采样算法(LHS-MDU)和优化循环中的新增采样策略,减少电磁仿真次数,提高优化设计效率。利用此方法调整矩形贴片天线的馈点位置和双频单极子天线的振子长度来优化工作频点与阻抗带宽,相比遗传算法,完成相同目标所需的电磁仿真次数分别减少了75%和84%。
一种基于流处理框架的可重构分簇式分组密码处理结构模型
陈韬, 罗兴国, 李校南, 李伟
2014, 36(12): 3027-3034. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00023
[摘要](851) [PDF 393KB](582)
摘要:
可重构密码处理结构是一种面向信息安全处理的新型体系结构,但具有吞吐量和利用率不足的问题。该文提出一种基于流处理框架的阵列结构可重构分组密码处理模型(Stream based Reconfigurable Clustered block Cipher Processing Array, S-RCCPA)。针对分组密码算法特点,采用粗粒度可重构功能单元、基于Crossbar的分级互连网络、分布式密钥池存储结构以及静态与动态相结合的重构方式,支持密码处理路径的动态重组,以不同并行度的虚拟流水线执行密码任务。对典型分组密码算法的适配结果表明,在 CMOS工艺下,依据所适配算法结构的不同,规模为41的S-RCCPA模型的典型分组密码处理性能可达其它架构的5.28~47.84倍。
嵌入式存储器空间单粒子效应失效率评估方法研究
支天, 杨海钢, 蔡刚, 秋小强, 李天文, 王新刚
2014, 36(12): 3035-3041. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.02025
[摘要](824) [PDF 303KB](597)
摘要:
嵌入式存储器易受到空间单粒子效应(Single-Event Effects, SEE)的影响。该文提出了一种单粒子效应失效率评估的方法,包含了单粒子翻转和单粒子瞬态扰动等效应对嵌入式存储器不同电路单元的具体影响,可对不同存储形式、不同容错方法的嵌入式存储器单粒子效应失效率进行定量评估。该文提出的评估方法在中国科学院电子学研究所自主研制的嵌入式可编程存储器试验芯片上得到了验证,地面单粒子模拟实验表明该文方法预测的失效率评估结果与实验测试结果的平均偏差约为10.5%。
研究简报
窄带色散系统的群时延与包络时延的关系
王建武, 冯正和
2014, 36(12): 3042-3045. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00008
[摘要](950) [PDF 224KB](1166)
摘要:
该文探讨了调制信号经过色散窄带系统时,群时延与相关时延之间的关系,分析了色散对系统时延校准的影响。当信号经过系统时,信号包络的时延主要由上升沿与下降沿的变形引起。对矩形脉冲调制、三角脉冲调制、余弦脉冲调制以及线性调频脉冲调制的研究表明,相关时延不等于系统在载波频率点的群时延,近似为群时延的加权平均,加权值为信号频谱分布与系统幅度响应的乘积。利用群时延对系统相关时延校准时,系统相位响应的线性度越好,校准精度越高。
基于广义改进型Hammerstein模型的宽带射频功率放大器建模
许高明, 刘太君, 叶焱, 文化锋, 李军
2014, 36(12): 3046-3050. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00545
[摘要](708) [PDF 529KB](712)
摘要:
为了提高AH模型的建模精度,该文在AH模型的带记忆弱非线性模块中引入滞后包络项和超前包络项,用于仿真功率放大器的滞后包络效应和超前包络效应,从而构建出广义改进型Hammerstein模型(GAH)。通过实验比较了GAH模型和AH、记忆多项式、分数阶记忆多项式以及广义记忆多项式模型的建模精度和模型复杂度。实验结果显示GAH模型能在很低的计算复杂度下很好地表征功率放大器的记忆效应。

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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