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2014年36卷3期

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论文
基于非线性机会约束规划的多基雷达系统稳健功率分配算法
严俊坤, 刘宏伟, 戴奉周, 罗涛, 保铮
2014, 36(3): 509-515. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00656
[摘要](1322) [PDF 288KB](792)
摘要:
现有多基雷达系统(MSRS)功率分配算法都假设目标的雷达散射截面(RCS)信息先验已知。针对上述问题,该文将目标的RCS建模为分布未知的随机变量,提出一种基于非线性机会约束规划(NCCP)的MSRS稳健功率分配算法,用于处理RCS参数的不确定性。该文首先推导了目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗界(BCRLB)。然后以最小化MSRS各个时刻发射功率为目标,在满足BCRLB不大于给定误差的概率超过某一置信水平的条件下建立了NCCP模型,并用条件风险价值(CVaR)松弛结合抽样平均近似(SAA)算法对此问题进行了求解。最后,仿真实验验证了算法的有效性和稳健性。
考虑互耦修正的机会阵雷达波束方向图综合优化
龚树凤, 贲德, 潘明海, 龙伟军
2014, 36(3): 516-522. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00108
[摘要](1681) [PDF 326KB](810)
摘要:
机会阵雷达大量天线单元在空间随机分布,波束方向图综合时考虑阵元间的互耦影响十分必要。该文基于子阵思想,提出交叉划分子阵,利用子阵的互阻抗矩阵构建任意阵的互阻抗矩阵,并结合自适应算法实现了互耦情况下的机会阵雷达的波束综合优化。该方法利用矩量法计算子阵的广义互阻抗矩阵,应用最大输出信噪比准则,在方向图区域施加干扰信号自适应地调整阵因子,综合了非均匀偶极子线阵和面阵,结果与FEKO软件仿真结果吻合良好。
基于空域滤波的雷达目标二维散射中心快速提取
张肖, 周建江, 汪飞
2014, 36(3): 523-528. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00365
[摘要](1311) [PDF 286KB](676)
摘要:
针对几何绕射(GTD)模型,该文提出一种基于空域滤波的2维散射中心参数快速提取方法。该方法利用空域滤波过程将2维散射中心参数提取问题分解为多个1维散射中心提取问题,并利用1维旋转不变技术(1D-ESPRIT)来估计散射中心各维参数,最后利用最小欧氏距离实现2维参数的配对。与基于2维旋转不变技术(2D-ESPRIT)的方法相比,该方法避免了高维数的特征值分解,因而可以显著地降低计算的复杂度。仿真实验表明,与2D-ESPRIT高分辨算法相比,该方法不仅能够显著降低计算量,并且还能获得较好的估计精度,可以有效地用于提取目标散射中心参数信息。
基于样本紧密度的雷达高分辨距离像识别方法研究
张瑞, 牛威, 寇鹏
2014, 36(3): 529-536. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00616
[摘要](1508) [PDF 402KB](654)
摘要:
模板库是基于高分辨距离像(HRRP)进行雷达自动目标识别的关键。由于真实目标复杂的电磁散射特性及背景杂波的存在,基于传统平均HRRP模板库的目标识别方法的实用性能有限。该文分析了雷达目标HRRP样本集在单位超球面上的空间分布特征,构建了类心+紧密度球特征模板库,定义了基于紧密度球的距离度量方法,最后提出基于样本紧密度的HRRP识别方法。基于公共MSTAR数据的实验结果表明该方法具有良好的工程实用性能。
一种新的基于极坐标格式的快速后向投影算法
杨泽民, 孙光才, 吴玉峰, 邢孟道
2014, 36(3): 537-544. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00613
[摘要](1676) [PDF 485KB](923)
摘要:
快速分级后向投影算法(Fast Factorized Back-Projection Algorithm, FFBPA)研究了BPA中的冗余计算,通过子孔径划分,在极坐标系下将信号逐级相干积累成像,该方法避免了BPA中每个图像点的重复性全孔径搜索过程,大幅减少了计算量。然而多级插值操作加剧了误差积累,减少分级次数又影响算法效率。为解决这一矛盾,该文结合极坐标格式算法(PFA)提出了一种新的多级迭代快速BP成像算法,并将算法拓展应用到曲线轨道,多模式SAR中。分析表明,该文方法与FFBPA相比更高效。最后通过该文算法与FFBPA的星载0.1 m超高分辨率聚束SAR成像进行仿真实验对比,验证了该方法的优越性。
方位多通道SAR信号重建性能分析
马喜乐, 孙造宇, 董臻, 何峰, 梁甸农
2014, 36(3): 545-551. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00579
[摘要](1287) [PDF 365KB](651)
摘要:
方位多通道合成孔径雷达(SAR)图像质量受系统参数、阵列误差以及信号处理方法等多种因素的影响。该文针对方位多通道SAR的信号重建性能进行深入分析。首先对信号模型进行完善,引入了重建系数的概念,从而使得多通道SAR信号重建网络的设计具有更大的灵活性,继而在数字波束形成的框架下对一系列重建方法进行了介绍。其次,在得到重建误差功率谱的基础上,进一步给出信噪比与方位模糊比的解析表达式。最后,对各种算法的重建性能进行了定量评估与分析。仿真实验验证了理论分析的正确性。分析结果将为方位多通道SAR系统设计、信号处理以及图像质量预估提供有效支撑。
线性调频连续波信号检测与参数估计算法
朱文涛, 苏涛, 杨涛, 郑纪彬, 张龙
2014, 36(3): 552-558. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00676
[摘要](1543) [PDF 329KB](725)
摘要:
针对长时间积累的方法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,该文基于归一化变窗长相干平均法,提出一种联合帧间相关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。该方法首先利用归一化变窗长相干平均法实现噪声方差的一致性,然后在此基础上利用帧间相关法实现周期的精确估计,最后利用循环平稳法估计信号的相位参数。该算法以较低的计算复杂度实现信号的长时间积累,在低信噪比条件下具有较好的估计性能。仿真结果验证了该方法的有效性。
Costas编码信号高分辨动态二维成像方法研究
王良, 尚朝轩, 何强, 韩壮志, 王永磊
2014, 36(3): 559-564. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00829
[摘要](1318) [PDF 319KB](702)
摘要:
Costas编码信号是一种对速度敏感的信号形式,在多目标的情况下,速度补偿不精确时,其较高的旁瓣会淹没较小的目标。论文针对Costas编码信号的这种特点,结合稀疏成份分析的方法,研究了一种高分辨的2维成像方法。该方法根据目标回波在距离-速度是2维稀疏的这一先验信息构造词典,引入波形熵作为信号稀疏性的度量函数,通过对推广的正则化FOCUSS算法进行改进,并采用卡尔曼滤波器进行状态预测,迭代寻找最优原子,实现了动态的距离和速度的高分辨。最后,通过仿真验证了这种方法的有效性,并对算法的容噪性和时效性进行了分析。
基于矢量传感器MIMO雷达的发射极化优化DOA估计算法
郑桂妹, 陈伯孝, 杨明磊
2014, 36(3): 565-570. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00648
[摘要](1550) [PDF 304KB](745)
摘要:
针对常规矢量传感器MIMO雷达没有利用发射极化信息导致波达方向(DOA)估计精度较差的问题,该文提出一种克拉美罗界(CRB)最小化的发射极化优化算法。首先建立矢量传感器MIMO雷达的接收信号模型;然后分析固定发射极化矢量传感器MIMO雷达DOA估计算法的不足;接着推导任意发射极化状态下的CRB,计算最小CRB对应的极化状态;最后利用该优化极化状态采用固定极化DOA估计算法得到DOA估计。该算法的DOA估计精度高于固定极化DOA估计算法。且该算法的2维DOA估计可自动配对,发射电磁矢量传感天线位置可任意。仿真结果证明了该算法的有效性。
星载多基线InSAR理想相位图的快速仿真方法
葛仕奇, 刘光炎
2014, 36(3): 571-576. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00604
[摘要](1579) [PDF 379KB](712)
摘要:
针对星载多基线干涉合成孔径雷达(InSAR)系统,该文研究并提出了基于数字高程模型(DEM)数据、卫星轨道和基线信息的干涉相位的快速仿真方法。利用前向地理编码进行星载InSAR几何约束下的DEM模型匹配,完成多基线InSAR干涉相位生成,并通过多项式近似和混合迭代实现对模型匹配过程的优化。理论分析和仿真实验表明,该方法在显著提高计算效率的同时,保持了较高的相位生成精度,并且对复杂DEM模型有很好的迭代收敛性,适于实现对大场景复杂地形的星载多基线干涉相位快速仿真。
多普勒频率变化率快速最大似然估计辅助的高动态载波跟踪环路
郇浩, 陶选如, 陶然, 程小康, 董朝, 李鹏飞
2014, 36(3): 577-582. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00638
[摘要](1483) [PDF 281KB](960)
摘要:
高动态环境下接收信号含有较大的多普勒频率及其变化率,传统载波跟踪方法难以在高动态应力和跟踪精度两方面取得较好折中,针对这一问题该文提出一种多普勒频率变化率快速最大似然估计方法,并利用估计值辅助载波跟踪环路。首先指出了多普勒频率及其变化率的最大似然估计可等效采用分数阶傅里叶变换(FrFT)来实现;其次,针对频率及其变化率2维搜索运算量大的问题,提出一种瞬时自相关与分段离散傅里叶变换(DFT)求相位差相结合的频率变化率估计方法,根据粗估值可大大缩小搜索范围;最后,利用估计值辅助载波跟踪环路,降低动态应力,提高跟踪精度。理论分析与计算机仿真表明,在典型高动态参数条件下,输入信噪比为-30 dB时,搜索运算量降为原来的5.25%,输出频率的均方根误差仅为8.46 Hz/s,和传统载波跟踪方法相比,灵敏度提高3 dB以上。
自适应奇异值分解瞬变信号检测研究
徐彦凯, 双凯
2014, 36(3): 583-588. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00649
[摘要](1399) [PDF 336KB](814)
摘要:
该文介绍了奇异值分解检测信号的原理,研究了井下电磁脉冲数据传输中接收到的瞬变信号和噪声的奇异值分布特性,提出了相邻奇异值增量的概念,并根据瞬变信号和噪声相邻奇异值增量的不同,区分信号与噪声。在此基础上,提出了自适应选择主奇异值个数的奇异值分解检测瞬变信号的方法,并给出该方法检测瞬变信号的具体流程。仿真结果表明,与传统奇异值分解相比,该方法检测微弱瞬变信号更准确。
基于压缩感知的DOA估计稀疏化模型与性能分析
林波, 张增辉, 朱炬波
2014, 36(3): 589-594. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00149
[摘要](1731) [PDF 340KB](1447)
摘要:
利用压缩感知理论解决阵列信号到达角(DOA)估计问题,具有对快拍数据量要求低、可处理相关源等优点。将压缩感知理论应用于信源DOA估计的一个关键问题是建立信源信号的稀疏化模型。该文在均匀线阵模型下系统分析了角度划分对DOA估计稀疏重构性能的影响,从对相关性的分析出发给出了信号的最优稀疏化模型。分析结果表明在实际应用中基于信源信号等正弦空间稀疏化的重构模型是最优的。实验对比了新的稀疏化模型与传统的等角度划分方式得到的流形矩阵的可重构性能,并进行了关于信号重构和信源DOA估计的详细实验分析,验证了所提模型的优越性。
基于集合经验模态分解敏感固有模态函数选择算法的滚动轴承状态识别方法
王玉静, 康守强, 张云, 刘学, 姜义成, Mikulovich V I
2014, 36(3): 595-600. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00434
[摘要](1561) [PDF 293KB](771)
摘要:
为了更有效地提取滚动轴承各状态振动信号的特征,该文提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)的敏感固有模态函数(IMF)选择算法。该算法对振动信号经EEMD分解后得到的固有模态函数采用峭度值、相关系数相结合的方法自动提取其敏感分量,以此获得振动信号的初始特征。再运用奇异值分解和自回归(AR)模型方法得到滚动轴承各状态振动信号的特征向量,并将其输入到改进的超球多类支持向量机中进行智能识别,从而实现滚动轴承的正常状态,不同故障类型及不同性能退化程度的各状态识别。实验结果表明,相比基于经验模态分解结合自回归模型或奇异值分解的特征提取方法,该方法可更有效地提取滚动轴承故障特征信息,且识别精度更高。
一种自适应分裂与合并的运动目标聚类分割算法
张琨, 王翠荣
2014, 36(3): 601-609. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00652
[摘要](1624) [PDF 537KB](887)
摘要:
针对智能监控系统中多个运动目标进行图像分割这一问题,该文提出一种自适应分裂与合并的多运动目标聚类分割算法。该算法首先利用视频图像的时域信息,通过样本方差进行背景建模,分割出包含多个运动目标的前景图像。然后定义了像素点的空间连通率,并设计一种利用中垂线分割法,对初始聚类进行自适应分裂与合并。在无需事先设定聚类分割数目的条件下,自组织迭代聚类算法能完成多运动目标的分割。实验结果证明该算法对多运动目标分割效果好,分割结果与人眼视觉的判断一致。利用空间连通信息使得算法迭代收敛速度快,具有良好的实时性。
基于子空间类标传播和正则判别分析的单标记图像人脸识别
殷飞, 焦李成, 杨淑媛
2014, 36(3): 610-616. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00554
[摘要](1496) [PDF 284KB](1296)
摘要:
针对单标记图像人脸识别问题,该文提出一种基于子空间类标传播和正则判别分析的半监督维数约简方法。首先,基于子空间假设设计了一种类标传播方法,将类标信息传播到无类标样本上。然后,在传播得到的带类标数据集上使用正则判别分析对数据进行维数约简。最后,在低维空间使用最近邻方法对测试人脸完成识别。在3个公共人脸数据库CMU PIE, Extended Yale B和AR上的实验,验证了该方法的可行性和有效性。
基于视觉显著性和提升框架的场景文字背景抑制方法
姜维, 卢朝阳, 李静, 刘晓佩, 姚超
2014, 36(3): 617-623. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00974
[摘要](1545) [PDF 407KB](1016)
摘要:
为解决复杂背景对场景文字自动定位算法干扰的问题,该文利用视觉显著性抑制背景且突出前景的特点,以方向梯度直方图特征、方向梯度直方图统计特征、梯度幅度特征和梯度曲线特征的弱分类器,结合提升框架提出一种背景抑制算法。该文算法的目标是抑制自然图像中复杂背景且突出前景文字,作为场景文字自动定位算法的预处理阶段增强算法效果。在ICDAR2011场景文字定位竞赛数据库和实验室场景中文数据库中实验结果表明,该文算法较好地抑制自然场景中复杂背景,并有效提升场景文字自动定位算法的性能。
融合局部三值数量和色度信息的均值漂移跟踪
张红颖, 胡正
2014, 36(3): 624-630. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01155
[摘要](1536) [PDF 434KB](851)
摘要:
该文提出了局部三值数量(Local Ternary Number, LTN)这一新的局部显著性纹理算子,并将其与色度信息相结合得到一种新的目标跟踪方法。该方法充分利用目标像素与其八邻域像素灰度值的大小关系,将局部显著性算子 (Local Similarity Number, LSN)加以拓展,设计了局部三值数量这一新的局部显著性纹理算子,该算子能区分目标像素在同一局部显著度下的不同纹理结构;LTN掩膜提取边缘、线和角点上关键像素以提高纹理特征的区分能力,同时能够较完整地保留目标信息;在此基础上,将掩膜内目标像素的LTN特征与色度信息融合生成一种新的目标模型,并嵌入到均值漂移(Mean Shift, MS)框架完成目标的跟踪。实验结果表明,该文提出的目标跟踪方法在场景中存在相似颜色和光照变化干扰的情况下,仍能持续准确地实现目标的定位,提高了传统均值漂移跟踪算法的性能。
基于四叉树分割的JPEG隐写分析
汪然, 平西建, 许漫坤, 李文祥, 张涛
2014, 36(3): 631-638. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00671
[摘要](1517) [PDF 385KB](696)
摘要:
当前主要的隐写分析方法都是对整幅图像进行特征提取,而忽略了图像的内容差异。该文提出一种基于四叉树分割的JPEG隐写分析方法,该方法根据图像块的纹理复杂度进行图像分割,对具有相同统计特性的子图像分别进行隐写检测特征的提取,并构造相应的分类器,通过加权融合得到最终的检测结果。实验结果表明该方法具有良好的性能,尤其是在训练与测试图像的统计特性具有较大差异时,该算法的检测准确率提高更加明显。
三元阵被动定位中时延差估计算法研究
郑恩明, 丘颜, 孙长瑜, 陈新华
2014, 36(3): 639-644. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00758
[摘要](1412) [PDF 302KB](677)
摘要:
为了提高三元阵被动定位精度,该文对互谱法时延差估计进行了研究改进。改进算法解决了单独采用互谱法进行时延差估计存在的相位模糊问题,增强了互谱法在实际应用的鲁棒性。该算法所得时延差由周期值和修正值构成;时延差周期值是通过对阵元间互谱信号进行时延补偿所得,时延差修正值是采用最小二乘法对补偿后互谱信号拟合所得。理论分析和实验结果表明:采样率为103 Hz时的时延差估计精度可以达到10-6 s,该方法具有很强的实用性。能有效提高三元阵被动定位精度。
格上基于身份的单向代理重签名
江明明, 胡予濮, 王保仓, 来齐齐, 刘振华
2014, 36(3): 645-649. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00818
[摘要](1399) [PDF 227KB](788)
摘要:
代理重签名是简化密钥管理的重要工具,能够提供路径证明和简化证书管理等。目前的代理重签名方案都是基于整数分解与离散对数的,其在量子环境下都不安全。针对这个问题,该文利用原像抽样技术与固定维数的格基委派技术,基于格上的小整数解问题(Small Integer Solution, SIS)的困难性,构造了格上基于身份的代理重签名方案。该方案具有单向性,多次使用性等性质。与其它具有相同性质的基于身份的代理重签名相比,该方案具有验证开销小,渐近复杂度低等优点。
一类新的周期为2pq的二元广义分圆序列的线性复杂度
李瑞芳, 柯品惠
2014, 36(3): 650-654. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00751
[摘要](1293) [PDF 190KB](552)
摘要:
该文提出一类新的周期为2pq, p和q为不同奇素数的广义分圆序列,并给出了该序列线性复杂度的计算公式。在已知序列支撑集的情况下,利用该公式可以得到该序列线性复杂度的精确值。
基于精确噪声估计的迭代频谱感知算法
袁龙, 邢禄, 彭涛, 王文博
2014, 36(3): 655-661. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00659
[摘要](1610) [PDF 255KB](609)
摘要:
当干扰系统先验信息全盲时,基于最小错误判断概率门限判决的迭代检测算法可以获得较好的检测性能。然而在实际应用中,低信噪比时很难做到对噪声参量的准确估计,从而导致算法最终收敛门限与最小错误判断概率门限差异较大,检测性能恶化。该文针对上述问题,提出一种改进的迭代检测算法,并通过推理给出了噪声功率、信号功率及信号占用率等参量的迭代估计式。另外,该文还讨论了检测性能指标与信噪比之间的约束关系,给出了要满足一定性能指标所需最低信噪比的闭式解。仿真结果验证了所提算法的有效性。
同时同频全双工LTE射频自干扰抑制能力分析及实验验证
徐强, 全欣, 潘文生, 邵士海, 唐友喜
2014, 36(3): 662-668. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00717
[摘要](1910) [PDF 356KB](2530)
摘要:
同时同频全双工本地发射信号会对本地接收信号产生强自干扰,为了使信号能够通过射频接收通道及模数转换器件,需要在射频前端进行自干扰抑制。在自干扰为直射路径的条件下,该文采用直接射频耦合法,对长期演进(LTE)同时同频全双工自干扰抑制进行实验测试;分析推导了自干扰功率、带宽及线缆、幅度、相位调整误差对射频自干扰抑制能力的影响;得到了射频自干扰抑制能力的闭合表达式。分析表明对于20 MHz带宽,-10 dBm接收功率的LTE射频自干扰信号,理论上能抑制54 dB的射频自干扰,而实验测试结果表明能抑制51.2 dB。
短突发系统数据辅助载波同步的导频设计
孙锦华, 王雪梅, 吴小钧
2014, 36(3): 669-675. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00509
[摘要](1396) [PDF 340KB](760)
摘要:
对于短突发通信系统,基于时域相关函数数据辅助的频率估计方法中导频位置、导频数目对载波频率估计精度和估计范围有很大的影响,该文提出一种具有较高估计精度的基于相关函数和的频率估计算法,并推导出该算法的理论估计方差。通过分析导频位置对估计范围和估计精度的影响,提出一种可变D间距数据帧结构(VDPM)设计方案,即根据系统估计精度和估计范围的要求选择合适的导频间距。理论分析和仿真结果表明VDPM帧结构可以灵活地兼顾估计精度和估计范围的要求,基于相关函数和的频率估计算法仅利用很短的导频符号就能达到较高的估计精度,适合在短突发通信系统中应用。
一种新型的低轨存储转发通信星座设计方法
姜兴龙, 梁广, 刘会杰, 余金培
2014, 36(3): 676-682. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00551
[摘要](1266) [PDF 363KB](771)
摘要:
针对低轨存储转发星座的特点以及传统星座设计方法无法同时优化覆盖性能和网络性能的不足,该文提出一种新型的兼顾覆盖性能以及网络性能的低轨存储转发星座设计方法,并采用非劣分层多目标进化算法(NSGA-II)优化该多目标多约束星座设计问题。通过基于STK和OPNET的协同优化仿真平台验证了该星座设计方法的有效性。
RFID多读写器自适应加权功率分配算法
王帅, 李书芳
2014, 36(3): 683-689. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00722
[摘要](1386) [PDF 299KB](668)
摘要:
针对多读写器应用环境中的干扰问题,该文给出了基于误包率的信噪比估计式,分析了估计式的统计性能,提出了一种可自适应调节权重因子的比例公平功率分配算法。该算法使处于高密度区域的读写器能够自动增大权重因子,从而保证了工作区域内处于不同位置的读写器均能将读写质量维持在标称值附近。该文将分布式算法用于功率分配的具体实现,并证明了算法迭代值可收敛于某个局部最优解。仿真结果表明,算法在公平性方面要优于现有的功率分配方案,且具有良好的收敛性能。
异构传感器网络多目标多重覆盖策略
罗旭, 柴利, 杨君
2014, 36(3): 690-695. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00667
[摘要](1285) [PDF 237KB](560)
摘要:
在传感器网络环境监测应用中,常存在多种监测对象。此类应用中,每个异构网络节点搭配不同类型的传感器,要求网络部署可多重覆盖监测区以监测各个子对象。针对节点随机分布的传感器网络,该文提出一种平均子网寿命模型以评价网络中某子对象的监测寿命。在给定成本预算与各子对象的基本覆盖率需求下,采用一种基于整数向量规划的多目标多重覆盖算法权衡成本、网络覆盖性能以及网络中不同子对象的监测寿命。该算法分两部分,首先确定监测不同子对象的传感器数量,然后基于平均子网寿命模型,确定不同类型的异构节点数量。针对向量规划问题,文中给出两种不同次优解法。在仿真实验部分,将不同次优解法进行了对比,并分析了算法计算复杂度。仿真示例验证了该文的覆盖算法在多对象监测应用中的有效性。
异构无线传感器网络覆盖优化算法
杜晓玉, 孙力娟, 郭剑, 韩崇
2014, 36(3): 696-702. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00730
[摘要](1637) [PDF 335KB](1014)
摘要:
针对异构传感网络节点在初始随机部署时产生覆盖盲区的问题,受简单随机抽样理论和最优化算法的启发,该文提出一种适用于感知半径异构的无线传感网覆盖优化算法。该算法以提高网络覆盖率和节点移动距离最小为优化目标,根据采样直线与平面感知圆的交点坐标之间的关系,建立了二次优化的数学模型。当平面中的多条采样直线段达到最优覆盖时,该文算法可以使平面的覆盖得到优化。实验证明,该算法能够有效提高异构网的覆盖率。
基于重复博弈的Ad hoc网络合作转发模型
张华鹏, 张宏斌
2014, 36(3): 703-707. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00559
[摘要](1290) [PDF 237KB](742)
摘要:
针对噪音环境下的Ad hoc网络合作问题,运用不完美信息重复博弈模型分析节点之间的交互过程,使用贝尔曼方程构造满足序贯均衡的合作激励机制。对于该机制,节点间无需交换观察信息,节省了节点能量和网络负担。与已有的序贯均衡策略相比,该机制避免使用对观测误差敏感的触发策略,提高了不完美信息环境下网络的合作率和节点的平均收益。仿真结果表明,使用贝尔曼方程构造的序贯均衡策略既提高了网络的合作率,又有很好的适应性。
网络虚拟化环境下的资源监控策略
江逸茗, 兰巨龙, 周慧琴
2014, 36(3): 708-714. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00755
[摘要](1358) [PDF 318KB](745)
摘要:
在网络虚拟化环境中,需要对底层网络资源状态进行实时监控,合理的监控策略应该尽量减少状态信息上报所需的时延和带宽。为了实现该目标,该文设计了一种基于监控代理的资源监控策略,该策略将监控代理的部署转化为0-1规划问题,并通过改进的量子遗传算法对该问题进行求解。仿真实验表明:该策略生成的监控代理部署方案在降低通信开销方面有着较好的表现。
基于Logistic函数的贝叶斯概率矩阵分解算法
方耀宁, 郭云飞, 兰巨龙
2014, 36(3): 715-720. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00534
[摘要](2984) [PDF 314KB](2665)
摘要:
在协同过滤推荐系统中,矩阵分解是一种非常有效的工具。贝叶斯概率矩阵分解模型具有预测精度高的优点,但不能表示潜在因子之间的非线性关系。针对该问题,该文提出一种基于Logistic函数的改进贝叶斯概率矩阵分解模型,并使用马尔科夫链蒙特卡罗方法进行训练。在两组真实数据集合上的实验表明,基于Logistic函数的贝叶斯概率矩阵分解算法能够明显提高预测准确性,有效缓解数据稀疏性问题。
一种与显示设备相关的抗颜色混叠新方法
赵小明, 赵园美, 周筱媛, 袁胜春
2014, 36(3): 721-727. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00636
[摘要](1353) [PDF 456KB](801)
摘要:
针对显示系统中应用亚像素采样技术引起的颜色混叠问题,该文提出一种基于显示设备亚像素排布的抗颜色混叠滤波方法。鉴于颜色混叠的区域及形状与亚像素排布的多样性紧密相关,在频域内通过倒晶格理论给出不同亚像素排布各基色的Nyquist频率限制图,并以此为依据设计各基色分量上的抗混叠滤波器。对图像进行滤波预处理后再经亚像素采样显示图像,达到保持图像清晰度的同时消除或减弱显示图像中颜色混叠的目的。理论分析和仿真结果表明,相对于5-tap滤波法,在无明显颜色错误的前提下,该方法可将图像亮度分量的PSNR值提高30%左右;另外,该算法简单,易于实现。
直升机中电磁耦合薄弱路径的确定方法
贾云峰, 吴亮, 李红, 魏嘉利, 胡修, 马超
2014, 36(3): 728-733. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00587
[摘要](1164) [PDF 288KB](672)
摘要:
直升机结构复杂、空间狭小、设备繁多,从而导致全机电磁环境异常复杂。为了快速定位全机电磁干扰耦合的通道,该文提出一种电磁干扰耦合薄弱路径的确定方法。它通过将复杂电磁干扰耦合网络转换成电磁干扰耦合有向图,以电磁能量衰减量最小为基础,在指定频点处使用Dijkstra算法寻找出干扰源和敏感点之间的最短路径,从而确定电子系统的薄弱环节。使用该方法对直升机某处理机和电台系统进行了仿真分析,并成功地寻找出敏感设备受扰的主要耦合通道。仿真和分析表明该方法可有效地寻找出系统电磁耦合的薄弱环节,并为系统的电磁兼容问题提供支撑。
研究简报
基于阻塞预处理的多基地雷达抗主瓣干扰算法
王强, 张永顺, 司文涛
2014, 36(3): 734-738. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00707
[摘要](1632) [PDF 326KB](707)
摘要:
针对雷达无法对抗主瓣内伴随干扰的问题,该文研究了一种多基地雷达抗主瓣干扰的技术,提出基于阻塞预处理的自适应主瓣干扰对消算法(BP-AMJCA)。该算法首先将阻塞预处理与直接矩阵求逆法相结合,快速得到初始权向量,然后将高阶累积量引入到变遗忘因子递归最小二乘(HOC-VFF-RLS)算法中实现权值的更新。与传统基于最小均方的自适应主瓣干扰对消算法(LMS-AMJCA)相比,该算法复杂度变化不大,但收敛速度快、鲁棒性好。通过进行主瓣干扰抑制仿真实验,结果表明:采用BP-AMJCA算法有效解决了主瓣内目标回波信号被抑制的问题,使得两个接收站的输出信干噪比改善了35-40 dB,具有重要的应用价值。
一种低复杂度Turbo乘积码自适应Chase译码算法
党小宇, 陶静, 虞湘宾, 杨鹏程
2014, 36(3): 739-743. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01178
[摘要](1464) [PDF 246KB](1113)
摘要:
针对Turbo乘积码(Turbo Product Codes, TPCs)中的译码问题,该文提出一种全新的低复杂度TPC自适应Chase迭代译码算法。与已有的报道不同,在译码过程中,新算法首先统计TPC码块内每一行(列)产生的代数译码后的备选序列与接收序列的相同最小欧氏距离的个数,然后根据统计结果,按照算法步骤调整译码所需的不可靠位数值。通过Monte Carlo仿真可验证,当TPC行列编码采用相同的扩展汉明码,且编码效率为0.879时,该算法与Pyndiah采用固定不可靠位数值迭代译码算法相比,在误码率BER为10-4处仅损失约0.08 dB的性能,但是译码平均复杂度降低可达到约40.4%。
基于三维胞元空间的能量高效性多通道协作路由算法
刘俊延, 孙晖, 柯涛, 路扬
2014, 36(3): 744-748. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00777
[摘要](1481) [PDF 352KB](569)
摘要:
针对无线传感器网络中因空洞引起路由效率降低的问题,该文提出了基于3维胞元空间的能量高效性多通道协助路由算法(3D-EEMCR)。该算法根据能量损耗模型,权衡考虑节点的剩余能量和位置信息来选举胞父节点,从而平衡网络能耗;另外,算法采用主通道和辅助通道相互协助的周边路由模式完成空洞区域的路由。仿真结果表明,3D-EEMCR相比3D-GPR(Grid Position-based Routing)和3D-CSR(Cell Space Routing)能够有效提高消息包的发送率,降低网络的平均能耗,延长网络的生存周期。
无线网络中基于机会网络编码的加权广播重传
苟亮, 张更新, 孙伟, 谢智东, 边东明
2014, 36(3): 749-753. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00598
[摘要](1171) [PDF 274KB](918)
摘要:
在无线广播网链路状态不同和丢包率高的条件下,基于机会网络编码的数据分发策略面临传输效率低和计算复杂度高的问题。针对这一问题,该文提出一种新的基于机会网络编码的加权广播重传(Weighted Opportunistic Network Coding Retransmission, WONCR)方案。该方案通过构建加权数据包分布矩阵(Weighted Packet Distribution Matrix, WPDM),在重传过程中采用新的调度算法进行编码数据包的选取,并将选取的数据包进行XOR编码后再重传。机会仿真结果表明,WONCR方案提高了传输效率,且计算开销较小,实现了无线广播网中高效、可靠的数据分发。
脉冲激光沉积技术制备的钪型阴极的发射性能
彭真, 阴生毅, 郑强, 王欣欣, 王宇, 李阳
2014, 36(3): 754-757. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00566
[摘要](1066) [PDF 267KB](602)
摘要:
为提高阴极的发射性能以满足新型器件的需求,该文利用脉冲激光沉积技术制备了一种覆W+BaO- Sc2O3-SrO薄膜的浸渍扩散阴极。实验测得了该阴极在不同温度下的伏安特性曲线,并探讨了发射机制。结果表明,在1100C工作温度下,该阴极的零场发射电流密度达到305.5 A/cm2;阴极表面形成的Ba-Sc-Sr-O活性层是阴极获得高发射性能的主要原因。文章还利用半导体模型解释了该阴极的非正常肖特基效应。
一种用于数字D类功放的伪自然采样算法
于泽琦, 樊养余, 史龙飞, 吕国云
2014, 36(3): 758-762. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00704
[摘要](1230) [PDF 305KB](987)
摘要:
该文针对均匀采样脉冲宽度调制(UPWM)型数字D类功放,提出了一种新的伪自然采样算法以校正其在开关信号调制时产生的谐波失真。该算法融合了三阶和一阶拉格朗日插值法,并结合伪自然采样点位置判断法而形成,可在计算复杂度较低的同时,达到较好的谐波失真校正效果。该文使用FPGA搭建了一个基于该算法以及其它同类算法的开关信号调制器测试系统。测试结果表明,相比同类算法,该算法基本消除了谐波失真且硬件消耗适中,显示了更大的优越性。

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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