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2014年36卷5期

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论文
MIMO雷达搜索模式下的射频隐身算法
杨少委, 程婷, 何子述
2014, 36(5): 1017-1022. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00994
[摘要](1461) [PDF 279KB](942)
摘要:
为提高MIMO雷达在电子战中的生存能力,分析了雷达各参数与其搜索性能及射频隐身性能的关系,建立了MIMO雷达搜索模式下的射频隐身性能优化模型,其中射频隐身性能综合考虑了MIMO雷达的截获因子及搜索帧周期。在此基础上,给出了一种MIMO雷达搜索模式下的射频隐身优化算法,该算法通过自适应地控制雷达系统天线划分的子阵数、信号占空比、波束驻留时间以及搜索帧周期,在满足雷达系统检测性能及搜索时间资源约束的要求下,优化雷达系统的射频隐身性能。仿真结果表明,MIMO雷达采用搜索模式下的射频隐身算法,能在保证检测性能的条件下,相比非射频隐身的搜索状态,获得更好的射频隐身性能。
基于非均匀快速傅里叶变换的SAR方位向运动补偿算法
邢涛, 李军, 王冠勇, 胡庆荣
2014, 36(5): 1023-1029. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00969
[摘要](1492) [PDF 433KB](1040)
摘要:
沿航向的非匀速运动对SAR成像质量有很大影响,而运动补偿后SAR图像存在几何形变,影响子图像拼接和多波段SAR图像融合。当沿航向速度误差较大时,实图像域插值校正后图像残留的几何形变不能忽略。基于上述问题,该文提出一种基于非均匀傅里叶变换的SAR方位向运动补偿算法,算法直接对方位向的非均匀数据进行非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)。该算法的定位误差和几何形变比实图像域插值校正几何形变算法小1到2个数量级,对沿航向速度误差有很强的鲁棒性,补偿后数据的幅度和相位信息都得以保留。SAR仿真和实测数据验证了该算法的有效性。
多通道SAR近岸水面区域模糊杂波抑制方法
束宇翔, 何嘉懿, 廖桂生, 杨志伟, 许华健
2014, 36(5): 1030-1035. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01006
[摘要](1329) [PDF 420KB](594)
摘要:
在方位多通道合成孔径雷达(SAR)体制下,针对近岸水面区域出现的强模糊地杂波抑制问题,该文分析推导了模糊杂波的多通道导向矢量,建立了近岸水面区域的SAR图像域多通道信号模型。以推导的导向矢量和建立的模型为依据,提出了适合近岸水面区域的模糊杂波抑制方法,分析了方位多通道空域采样带来的空域模糊对模糊杂波的影响,在此基础上,对该类背景下的动目标检测性能进行了仿真分析。仿真实验验证了该算法的有效性。
机载并行双站大斜视SAR两步式成像算法
冉金和, 张剑云, 武拥军
2014, 36(5): 1036-1043. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00945
[摘要](1349) [PDF 372KB](521)
摘要:
该文提出了机载并行双站大斜视SAR的两步式成像算法。针对双站大斜视回波信号的距离-方位强耦合,在距离频域-方位时域校正收、发载机大斜视引起的大距离走动,然后推导改进点目标频谱公式,并用Chirp Scaling方法校正残余距离徙动得到成像结果。针对成像结果中出现的点目标位置偏移的问题,推导了成像场景到地面场景的目标位置校正方法。最后,通过仿真验证了所提的两步式成像算法和目标位置校正方法的有效性。
L波段小擦地角海杂波幅度统计特性研究
张玉石, 许心瑜, 尹雅磊, 李慧明, 吴振森
2014, 36(5): 1044-1048. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01139
[摘要](1337) [PDF 293KB](704)
摘要:
为了研究L波段小擦地角海杂波幅度统计特性及其在不同海洋参数条件下的差异,该文结合海杂波实测数据,选取适当的拟合优度检验准则,对比分析给出了不同波高和风向条件下Rayleigh, Weibull, Log-normal, K分布等经典统计分布模型,以及典型参数条件下Pareto分布在L波段小擦地角海杂波建模中的拟合效果,可为雷达目标检测中杂波模型的选择提供参考,提高海洋环境背景下目标检测的适应能力。
基于广义旁瓣相消的机载雷达抗密集转发式干扰方法
吴亿锋, 王彤, 吴建新, 文才
2014, 36(5): 1049-1054. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01040
[摘要](1212) [PDF 312KB](843)
摘要:
密集转发式干扰不仅会引起雷达虚警,而且会抬高其附近单元的恒虚警率检测门限进而导致目标检测性能下降。另外,它还会污染空时自适应处理的训练样本,导致杂波抑制性能下降。针对这些问题,该文提出一种机载雷达抗密集转发式干扰算法。该算法首先估计干扰方向,然后用广义旁瓣相消技术在空域滤除干扰。广义旁瓣相消中的辅助通道为指向干扰方向的和波束,而其协方差矩阵则利用清晰区中挑选的干扰样本估计得到。该算法可以有效抑制密集转发式干扰,减少由其引起的虚警,改善雷达目标检测性能,同时该算法还具有结构简单,易于实现的优点。实验结果验证了该算法的有效性。
基于分布式两坐标雷达网络的目标三维跟踪算法
严俊坤, 戴奉周, 刘宏伟, 保铮
2014, 36(5): 1055-1061. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00469
[摘要](1574) [PDF 351KB](768)
摘要:
针对目前的航空管理和作战指挥系统的需求,该文提出一种基于分布式两坐标(2D)雷达网络的目标3维跟踪算法。首先,该文从集中式框架下融合中心的广义量测方程出发,推导了融合中心的更新方程。而后,将更新方程中的量测用各部雷达的局部跟踪信息来代替,并由此得出目标3维状态的估计。从推导过程可知,该文所提算法是量测扩维的集中式融合算法通过矩阵变换直接得到的,只是变换过程中对单雷达跟踪模型进行了近似,因此是次优的。最后,蒙特卡罗仿真实验表明,该算法收敛速度很快,且跟踪精度很高,可以满足实际需求。
基于面元投影模型的SAR建筑物快速图像仿真
熊文昌, 王宏琦, 唐侃
2014, 36(5): 1062-1068. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00957
[摘要](1291) [PDF 362KB](788)
摘要:
SAR图像仿真技术是SAR图像理解与应用的重要辅助工具。该文根据SAR图像建筑物解译的需求,结合建筑物的结构特点,提出一种基于面元投影模型的SAR建筑物快速图像仿真方法。该方法通过简化射线跟踪算法加速目标模型到图像平面的几何映射过程,并提出面元投影模型降低散射面元到图像分辨单元中的插值误差。相较于传统SAR图像仿真,该方法实现了仿真精度与速度间的平衡。实验结果表明,该文方法能够快速生成仿真结果,仿真图像与真实图像匹配度高,具有较强的实用价值。
多卫星导航信号联合捕获算法的检测性能分析
仝海波, 朱祥维, 张国柱, 欧钢
2014, 36(5): 1069-1074. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01097
[摘要](1253) [PDF 280KB](659)
摘要:
针对多卫星联合捕获算法缺乏检测性能分析与评估的问题,该文采用处理增益来衡量联合捕获相对于传统捕获的灵敏度提高程度。分别给出了处理增益在匹配接收和不完全匹配接收条件下的表达式,详细推导了多卫星信号的时延和多普勒误差引起的检测损耗,比较了联合捕获与传统捕获在时延和多普勒误差下的检测损耗。采用数值仿真方法验证了理论分析的正确性,仿真结果表明联合捕获的检测损耗总体上小于传统捕获的检测损耗。
基于约束总体最小二乘方法的到达时差到达频差无源定位算法
曲付勇, 孟祥伟
2014, 36(5): 1075-1081. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01019
[摘要](1534) [PDF 298KB](1068)
摘要:
两步加权最小二乘方法(two-stage WLS)是求解TDOA/FDOA无源定位问题的经典线性方法,但也存在着定位偏差和均方误差对测量噪声的适应能力较差的缺点。该文根据TDOA/FDOA的伪线性定位方程组特点,将其建立为一种带约束条件的约束总体最小二乘(CTLS)模型,并采用拉格朗日乘子法求解带约束条件的CTLS问题,建立了几种最小二乘类定位方法的统一解,从而将约束加权最小二乘(CWLS)定位解和约束最小二乘(CLS)定位解变为该文CTLS定位解的特例。仿真表明,该文方法比两步加权最小二乘方法具有更低的均方误差,并能够有效减小定位偏差,因而具有更好的测量噪声适应能力。
超稀疏阵列下基于波形分集的区域能量聚焦技术研究
宋聃, 王伟, 熊子源, 徐振海
2014, 36(5): 1082-1087. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01016
[摘要](1172) [PDF 339KB](606)
摘要:
区域能量聚焦技术是能量精确投送中的关键技术。该文以精确电子战为典型应用背景,提出一种在超稀疏阵列下实现区域能量聚焦的方法。首先对超稀疏阵列下的区域能量聚焦问题建模并转化成半定规划(SDP)问题;然后通过优化求解发射信号的自相关矩阵使整个聚焦区域内的能量最大化,同时最小化聚焦区域以外的能量;最后提出4个评估指标以评估能量聚焦效果。仿真实验表明,该方法在典型布阵下的能量聚焦效果优于现有方法,具有较强的实用性和可行性。
三正交分离式极化敏感阵列的波达方向估计
郑桂妹, 陈伯孝, 吴渤
2014, 36(5): 1088-1093. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00967
[摘要](1401) [PDF 292KB](591)
摘要:
该文研究了分离式极化敏感阵列(SS-PSA)的多目标波达方向(DOA)估计问题。首先建立三正交分离式极化敏感均匀稀疏阵列的信号模型;接着利用阵列的旋转不变性采用ESPRIT算法计算出多值模糊DOA估计;利用该模糊DOA估计值对分离式极化天线进行空间相移的补偿,然后利用共点式极化天线之间的多维角度结构求出对应的虚拟DOA估计;最后通过提取多值模糊估计值和对应虚拟估计值之差的最小范数得到多目标的DOA估计。该文所提阵列采用分离式极化天线代替传统共点式极化天线,降低了阵列的互耦影响;采用稀疏阵列结构有效地扩展了阵列的物理孔径,大大提高了DOA估计精度。计算机仿真结果证明了该算法对分离式极化天线DOA估计的有效性和高精度性。
基于含噪复值ICA信号模型的快速不动点算法
阮宗利, 李立萍, 钱国兵, 罗明刚
2014, 36(5): 1094-1099. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00951
[摘要](1373) [PDF 282KB](986)
摘要:
复数快速不动点算法亦称为复数FastICA算法,是盲信号分离的一类重要算法。然而,该算法对被噪声污染的混合源的分离效果较差,尤其是在低信噪比的情况下。这主要是由于在噪声环境下,被白化过后的信号样本的相关矩阵不再是单位阵而是一个对角矩阵。该文基于复信号快速不动点算法,首先将基于含噪复值ICA信号模型的混合源投影到信号子空间,以便进行去噪和去相关处理,然后对现有的复数FastICA算法的学习规则做了修正,从而在迭代更新过程中考虑了噪声的影响,因此将显著提高复数FastICA算法的盲信号分离性能。文中给出了去噪非圆信号nc-FastICA算法的推导和步骤,仿真结果说明了该算法的有效性。
共形阵列幅相误差校正快速算法
张学敬, 杨志伟, 廖桂生
2014, 36(5): 1100-1105. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01025
[摘要](1391) [PDF 290KB](746)
摘要:
基于子空间的联合迭代算法可以实现对空间信源方位和阵列幅相误差参数的联合估计。当对共形阵列进行幅相误差校正时,由于其空域导向矢量不具有Vander monde结构,导致快速高分辨空间谱估计方法无法直接应用,而利用2维谱峰搜索实现空间方位估计的运算量较大,限制了算法在共形阵列上的应用。针对此问题,该文提出一种借助虚拟阵列实现共形阵列幅相误差校正的新方法。该方法利用虚拟阵列的特殊结构快速实现对信源的DOA估计,省去了谱峰搜索过程,因而运算复杂度低,便于工程实现。理论分析和仿真结果验证了所提算法的有效性,可为共形阵列的工程应用提供参考。
复杂噪声环境下基于LVD的LFM信号参数估计
金艳, 段鹏婷, 姬红兵
2014, 36(5): 1106-1112. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01013
[摘要](1261) [PDF 312KB](750)
摘要:
针对传统的线性调频(LFM)信号参数估计方法平滑交叉项时,会出现参数估计精度降低和计算复杂度增加等问题,该文引入LVD(LVs Distribution)方法,该方法可以在参数空间直接显示中心频率和调频斜率(CFCR)。LVD首先对对称参数瞬时自相关函数(PSIAF)进行尺度变换,消除信号在时间轴上的线性频率偏移,然后对尺度变换后的时间变量作2维傅里叶变换,将1维LFM信号转化为2维单频信号。信号各分量在LVD平面表现为多个独立尖峰,使交叉项的能量聚集影响可忽略不计,且信号各峰值所在位置对应于各信号分量的中心频率和调频斜率。LVD可有效抑制高斯噪声,但在脉冲性较强的稳定分布噪声中,该方法在CFCR域的性能退化甚至失效。对此,该文结合分数低阶统计量理论,提出一种稳定分布噪声环境下的分数低阶LVD新方法。仿真实验表明该方法在高斯噪声和脉冲噪声环境下均可稳定工作,具有较好的鲁棒性。
强约束优化降维MUSIC二维DOA估计
蔡晶晶, 鲍丹, 李鹏, 赵国庆
2014, 36(5): 1113-1118. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01127
[摘要](1349) [PDF 271KB](762)
摘要:
该文针对2维DOA估计运算量大的问题,提出一种改进的降维MUSIC(MRD-MUSIC)算法。MRD-MUSIC算法利用二次优化方法将2维DOA估计分解为两级1维DOA估计,从而大大降低了运算量。其中采用对优化函数直接求导的方式求解问题函数,使方向向量得到了较强约束,因此求解结果更加接近最优解。仿真实验验证了算法的正确性,角度估计运算效率高,无角度配对过程,且具有较高的成功率与精确度。
水下运动目标线谱噪声源识别方法研究
徐灵基, 杨益新
2014, 36(5): 1119-1125. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01102
[摘要](1265) [PDF 316KB](822)
摘要:
根据运动声源的多普勒频移特性,该文提出单水听器识别低频线谱噪声源位置的3种方法。首先,利用加窗互Wigner-Ville分布(cross Wigner-Ville Distribution, XWVD)精确提取微弱多普勒频移曲线后,分别使用频率交点和最小二乘来估计噪声源通过水听器的正横时刻从而识别噪声源位置,这两种方法称为频率交点法和最小二乘法。进一步地,利用直接对多普勒信号做WVD后自交叉项的能量发散特性,得到一种计算量相对较小的噪声源识别方法。水池试验和海上试验分析结果表明,基于多普勒效应的3种方法都对噪声源进行了有效定位,性能明显优于现有的通过特性法,其中最小二乘法定位精度略优于基于交叉项特性的方法,频率交点法定位误差略大。
基于监督学习的Takagi Sugeno Kang模糊系统图像融合方法研究
李奕, 吴小俊
2014, 36(5): 1126-1132. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00400
[摘要](1228) [PDF 436KB](1447)
摘要:
该文针对图像融合领域内难于对先验知识加以利用的问题提出一种新的有监督学习的Takagi Sugeno Kang (TSK)模糊系统图像融合方法。该方法通过引入TSK模糊系统构建标准图像融合图像库进行学习,将学习准则记录下来形成融合模型,并指导新的图像融合过程。不同于传统方法,该方法可以有效地避免模型参数择优的难题,在融合图像质量和适用范围方面表现出一定的优势。从单一类型图像融合和多种类型图像融合两个角度进行了实验研究,实验结果说明该方法的有效性。
面向目标检测的多尺度运动注意力融合算法研究
刘龙, 孙强, 宋琦军
2014, 36(5): 1133-1138. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00477
[摘要](1102) [PDF 454KB](649)
摘要:
运动目标检测是视频分析领域的关键技术之一,针对目前全局运动场景下目标检测算法的局限性,该文提出一种多尺度运动注意力融合的目标检测算法,为目标检测问题提供了新思路。该算法通过时-空滤波去除运动矢量场噪声,根据运动注意力形成机理定义运动注意力模型;为提高注意力计算的准确性,定义了目标像素块的测度公式,采用D-S证据理论对多尺度空间运动注意力进行决策融合,最终获取运动目标区域位置。多个不同高清视频序列的测试结果表明,该文算法在全局运动场景中能准确对目标进行检测定位,从而有效克服了现有算法的局限性。
基于多层运动历史图像的飞行时间相机人体运动识别
张旭东, 杨静, 胡良梅, 段琳琳
2014, 36(5): 1139-1144. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01003
[摘要](1210) [PDF 436KB](913)
摘要:
该文利用飞行时间(Time-Of-Fligh, TOF)相机提供的距离图像,在运动历史图像的基础上提出一种基于多层运动历史图像的人体运动识别方法。计算距离轮廓序列的运动能量图作为整体运动信息,同时根据距离变化量,计算前向、后向的多层运动历史图像作为局部运动信息,共同组成多层运动历史图像。为了解决Hu矩对不连续或具有噪声的形状较为敏感的问题,引入R变换对每层运动历史图像进行特征提取,串联形成特征向量送入SVM进行分类识别。实验结果表明,该识别方法可以有效识别人体运动。
一种投票式并行RANSAC算法及其FPGA实现
江洁, 凌思睿
2014, 36(5): 1145-1150. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00962
[摘要](1302) [PDF 306KB](1033)
摘要:
随机抽样一致(RANdom SAmple Consensus, RANSAC)算法在数据量大,局外点比例高,模型复杂等情况下运算速度明显下降。该文提出一种投票式并行RANSAC算法,在把假设阶段并行化,同时生成多个模型的基础上,提出多个模型并行对同一个数据点投票,直接判断其是否属于局内点的方法,省去了传统方法中根据最佳模型重新筛选数据点的步骤。在以FPGA为代表的并行平台上,该算法可以充分利用其硬件资源和并行处理特性,实现深度流水线的并行运算。实验结果表明该算法不仅拥有更好的鲁棒性,其性能和数据吞吐量还获得了大幅提升。
一种基于迭代短卷积算法的低复杂度并行FIR滤波器结构
田晶晶, 李广军, 李强
2014, 36(5): 1151-1157. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00976
[摘要](1278) [PDF 266KB](863)
摘要:
该文基于快速卷积算法,提出一种适用于线性相位FIR滤波器的并行结构。该结构采用快速卷积算法减少子滤波器个数,同时让尽可能多的子滤波器具有对称系数,然后利用系数对称的特性减少子滤波器模块中的乘法器数量。对于具有对称系数的FIR滤波器,提出的并行结构能够比已有的并行FIR结构节省大量的硬件资源,尤其当滤波器的抽头数较大时效果更明显。具体地,对一个4并行144抽头的FIR滤波器,提出的结构比改进的快速FIR算法(Fast FIR Algorithm, FFA)结构节省36个乘法器(14.3%),23个加法器(6.6%)和35个延时单元(11.0%)。
一种高效的协作频谱感知架构
栾红志, 李鸥
2014, 36(5): 1158-1163. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00925
[摘要](1074) [PDF 252KB](766)
摘要:
为了有效利用协作频谱感知中的上传时隙以改善感知性能,该文设计一种新的协作频谱感知(CSS)架构。其核心思想是:当一个次用户上传信息时,后面的次用户继续执行本地感知直至轮到其上传时才停止,该方法合理地将一半的空闲上传时隙用于感知,因而更为高效。同时,该文基于Neyman-Pearson准则,研究了AND准则和OR准则下的最优调度策略问题,并讨论了该架构带来的感知性能增益。仿真结果表明:所提架构可以有效改善协作频谱感知性能,而不带来额外的感知时延。
考虑硬件损伤和非理想信道的鲁棒多小区多用户协同波束形成技术
汪汉, 何世文, 鲁照华, 黄永明, 杨绿溪
2014, 36(5): 1164-1170. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01054
[摘要](1297) [PDF 318KB](665)
摘要:
为提高多小区多用户下行链路波束形成设计对两种非理想因素收发机损耗和信道不确定性的鲁棒性,该文针对两个包含非理想条件约束的优化问题提出了两种优化算法,通过逐步释放非凸约束,将原始的鲁棒性非凸优化问题转换成相对容易求解的等效问题。最后用凸优化工具对其进行了高效的求解,并与现有的算法进行对比。数值仿真结果表明,同时考虑两种非理想因素的两种算法比传统的算法能获得更好的平均信干噪比和最差信干噪比。
多频带混合场景下终端直通通信用户最优用户密度与功率分配研究
胡春静, 刘子扬, 彭博, 彭涛, 王文博
2014, 36(5): 1171-1177. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01023
[摘要](1194) [PDF 314KB](767)
摘要:
该文分析了蜂窝与终端直通(Device-to-Device, D2D)混合网络中多频带资源的场景下D2D用户最佳密度和功率分配问题。在混合网络中包含一个或者多个蜂窝网络,D2D用户复用蜂窝系统上行频谱资源。通过采用随机几何理论,上述问题可以建模成一个以最大化D2D网络容量为目标并以蜂窝用户和D2D用户的中断概率为约束条件的优化问题。由于上述优化问题非凸,因此分成两步解决原问题:首先证明当D2D用户密度确定的时候原问题对于功率分配是凸问题,并通过拉格朗日对偶方法得到了最优功率分配方案;随后证明中断约束条件将D2D用户密度的定义域分成有限个子区间,在每个子区间上可以通过求导的方式得到D2D传输容量局部最优解,基于上述两个结论,文中设计了一种子区间最优值搜索算法。通过仿真验证了算法的有效性,并且反映出D2D传输容量主要由中断约束条件和来自蜂窝网络的干扰决定。
基于空频相关性的大规模MIMO-OFDM信道压缩反馈算法
李晓辉, 王维猛, 黑永强
2014, 36(5): 1178-1183. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01048
[摘要](1394) [PDF 317KB](1204)
摘要:
大规模MIMO-OFDM系统中,信道常常存在较强的空间和频域相关性。针对多数信道压缩反馈算法仅考虑空间或频域相关性的问题,该文提出一种空频联合压缩反馈算法。首先,根据压缩感知理论进行了信道空频2维稀疏度分析;然后,推导了信道矩阵在空间和频域2维相关性下的联合稀疏基;最后,利用该联合稀疏基给出了空频联合压缩算法。仿真结果与分析表明,该算法在保证信道反馈精度的同时,可显著降低反馈量。
一种基于子载波合并的多播资源调度算法
王凡森, 赵拯, 陈志刚
2014, 36(5): 1184-1189. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00981
[摘要](1251) [PDF 293KB](959)
摘要:
针对无线OFDM多播系统,该文提出一种基于子载波合并的多播资源调度算法。该算法通过提前将子载波分组,避免了不必要的子载波配对;自适应地选择子载波合并\非合并,在分集和复用两种模式中选取最优方案;同时根据子载波功率分配的特点,将其解耦为配对子载波集合内功率分配和集合间功率分配两个子问题,进一步优化了算法性能。仿真结果表明,与现有方案相比,所提方案能够在复杂度较低的情况下,较好地提升系统性能。
基于Rimoldi分解的连续相位调制信号Turbo频域均衡算法
钟凯, 彭华, 葛临东
2014, 36(5): 1190-1195. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00990
[摘要](1263) [PDF 321KB](749)
摘要:
针对高阶部分响应连续相位调制(CPM)信号均衡中存在的复杂度高和性能较差等问题,该文从Rimoldi分解的角度出发,设计了一种新的适用于倾斜相位CPM信号的发射帧结构,并在此基础上结合单载波频域均衡(FDE)和Turbo均衡的思想,提出了一种适用于高阶CPM信号的Turbo频域均衡算法。该算法通过将信号均衡转化到频域进行处理,避免了时域均衡算法在计算均衡器系数时存在的大矩阵求逆问题,同时使用Turbo均衡的软信息迭代处理来改善系统的性能。理论分析和仿真结果表明,对于四阶部分响应CPM信号,在存在严重符号间干扰的多径衰落信道的条件下,该算法与现有的基于符号的频域均衡算法相比,在保持较低复杂度的同时,具有大约1.5 dB的性能增益。
一种OFDM中继系统的有限反馈预编码方法
周冬跃, 胡斌杰
2014, 36(5): 1196-1201. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01421
[摘要](1112) [PDF 293KB](598)
摘要:
基于正交频分复用的放大转发协作中继系统,为了减少系统误比特率、增加信道容量和增强实用性,该文提出一种实用的源节点预编码和中继节点预编码的联合优化有限比特反馈的预编码方法。利用3节点构成的两个下行链路,实现两跳协作通信方式;采用SVD分解和QR(orthogonal triangular)分解相结合设计预编码,其中源节点预编码每帧只要一个;优选量化码本,把预编码矩阵量化后反馈到发射端。仿真结果表明,该方案能提高平均和速率、降低误码率和改善中断概率特性,且反馈比特数较少具有更好的实用价值。
基于循环频率特征的单信道混合通信信号的调制识别
赵宇峰, 曹玉健, 纪勇, 戴旭初
2014, 36(5): 1202-1208. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00454
[摘要](1186) [PDF 298KB](722)
摘要:
单信道多个时频重叠的混合通信信号盲分离具有广泛的应用价值,是近年来通信信号处理研究领域的一个热点和难点,而单信道多个混叠通信信号的调制识别和信号个数的估计是实现单信道多个混叠通信信号盲分离的基础。该文通过分析数字调制信号的二阶和四阶循环累积量的循环频率特性和结构特征,提出一种基于循环频率特征的单信道混合通信信号调制识别的方法和实现算法,其主要特点是不需要已知混合信号的个数、功率、载频、符号率及定时等先验信息,对一些典型的数字调制信号(如BPSK, QPSK, OQPSK, MSK等)的随机混合,能够有效地辨识接收信号中所包含的信号个数以及每个调制信号的调制方式。利用计算机仿真实验,考察了不同条件下算法的性能,表明了其可行性和有效性。
基于加权队列的无线智能电网通信网采集数据流量调度算法
邵苏杰, 郭少勇, 邱雪松, 孟洛明
2014, 36(5): 1209-1214. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01050
[摘要](1113) [PDF 350KB](753)
摘要:
智能电网的关键技术之一是为电力数据采集提供一个高效、可靠、安全的双向通信系统。使用具有通信能力的先进电力计量设备(智能电表)组成无线mesh网络采集数据,存在应用层数据流量对网络通信性能的挑战,当大量数据流量突发时,与本地局域网关较近的智能电表将面临较大的通信压力,可能产生严重的数据拥塞。为此,该文基于多网关联合的思想,提出一个新的基于加权队列的流量调度算法以缓解拥塞。首先,对多网关联合网络进行分析,确定影响网络性能的主要因素。其次采用队列加权的方法,提出新的流量调度算法。最后进行网络仿真,相对其它算法,该文所提算法能够极大缓解数据突发时刻的系统拥塞,有效地降低时延,同时在系统各网关吞吐量之间取得良好的平衡,能够提高采集网络的通信性能。
11轮3D密码的不可能差分攻击
谢作敏, 陈少真, 鲁林真
2014, 36(5): 1215-1220. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00948
[摘要](1235) [PDF 356KB](587)
摘要:
3D密码是CANS 2008提出的新的分组密码算法, 其设计思想是基于美国高级加密标准AES,但3D密码算法采用的是3维结构。该文根据3D算法的结构特点,构造出一类新的6轮不可能差分区分器,将3D密码的不可能差分攻击扩展到11轮。将10轮不可能差分攻击时间复杂度降为2318.8。该文中大量应用预计算技术,大大降低了时间复杂度,对于分组密码的实际攻击中的数据处理,提高运算效率过程,有很好的借鉴意义。
云存储中一种抗窃听攻击的弱安全再生码
刘建, 王会梅, 鲜明, 黄昆
2014, 36(5): 1221-1228. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01035
[摘要](1530) [PDF 385KB](966)
摘要:
纠删码和再生码是保证云存储可靠性的有效机制,但是它们并不能提供节点被窃听情况下存储数据的机密性。该文设计了两类抗窃听攻击的弱安全再生码方案,方案结合All-or-Nothing变换与精确修复再生码策略,保证了攻击者在窃听能力有限的情况下无法获取关于原始数据符号的任何有意义信息,同时具有较小的数据修复带宽。该文给出了通用编码构造方法,证明了其安全性,并通过实验进行了对比分析,结果表明与其它安全再生码相比该方案的编解码时间更短,且具有更好的秘密数据存储能力。
一种基于频率的多核共享Cache替换算法
方娟, 李成艳, 王帅, 姚治成
2014, 36(5): 1229-1234. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01030
[摘要](1369) [PDF 366KB](1217)
摘要:
LRU替换算法在单核处理器中得到了广泛应用,而多核环境大都采用多核共享最后一级Cache(LLC)的策略,随着LLC容量和相联度的增加以及多核应用的工作集增大,LRU替换算法和理论最优替换算法之间的差距越来越大。该文提出了一种平均划分下基于频率的多核共享Cache替换算法(ALRU-F)。该算法将当前所需要的部分工作集保留在Cache内,逐出无用块,同时还提出了块粒度动态划分下基于频率的替换算法(BLRU-F)。该文提出的ALRU-F算法相比传统的LRU算法缺失率降低了26.59%, CPU每一时钟周期内所执行的指令数IPC(Instruction Per Clock)则提升了13.59%。在此基础上提出的块粒度动态划分下,基于频率的BLUR-F算法相比较传统的LRU算法性能提高更大,缺失率降低了33.72%,而IPC 则提升了16.59%。提出的两种算法在性能提升的同时,并没有明显地增加能耗。
支持接入控制的虚拟网映射近似算法
余建军, 吴春明
2014, 36(5): 1235-1241. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00965
[摘要](1133) [PDF 255KB](585)
摘要:
该文对网络虚拟化技术中的虚拟网映射问题及其研究现状进行介绍,指出当前虚拟网映射算法在接入控制和算法性能评估方面存在的问题,提出一种支持接入控制的虚拟网映射近似算法,并给出了算法的竞争比分析。实验表明,该算法能提高物理网资源的负载均衡度和利用率,从而提高了虚拟网构建请求的接受率和物理网提供商的收益。
基于符号相对熵的Logistic混沌系统时间不可逆性分析
徐红梅, 郭树旭
2014, 36(5): 1242-1246. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01262
[摘要](1246) [PDF 382KB](832)
摘要:
该文结合Logistic混沌系统特性随参数变化的关系,以及相对熵能够反映系统远离平衡状态程度的特点,提出一种基于符号相对熵估计Logistic混沌系统特性的新方法。从仿真结果得到,Logistic混沌系统存在时间不可逆性,并随着参数的增大而逐渐增强,与初值x0无关,经分析推理得到一种新的可量化的非线性动力学行为指标,为深入了解Logistic混沌特性和混沌控制提供理论依据。
一种超宽带双信道速调管输出回路的设计和实验
张志强, 罗积润, 张兆传
2014, 36(5): 1247-1252. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01059
[摘要](1197) [PDF 290KB](636)
摘要:
该文介绍了一种超宽带双信道速调管输出回路的设计思路和实现过程。以Ansoft HFSS软件为设计平台,在S波段设计出一个带宽超过550 MHz的超宽带双信道双间隙耦合腔输出回路。设计了信道转换机构,并分别确定了两个信道的谐振腔参数。得出了不改变两个谐振腔参数,只需调节耦合槽的尺寸就能够实现信道转换的结论。通过对HFSS软件建立的模型进行计算,得到了双间隙耦合腔输出回路中各模式的频率,与冷测结果基本一致。利用集中元件等效电路法计算了双间隙耦合腔输出回路的间隙阻抗,计算结果与冷测结果基本一致。
EAST 4.6 GHz多结波导阵天线电磁特性研究
李军, 刘甫坤, 刘太君, 刘亮, 叶焱, 文化锋, 夏银水
2014, 36(5): 1253-1257. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01297
[摘要](1250) [PDF 367KB](700)
摘要:
多结波导阵天线是EAST超导托卡马克装置等离子体加热和电流驱动系统的关键部件,其结构性能直接关系到等离子体电流的加热效果和驱动效率。当等离子体电流破裂时,极短时间内的电流衰减将会在天线上引起感应电流,此电流与众多磁场作用产生电磁力和电磁扭矩,从而对天线结构造成损坏。该文研究了EAST装置等离子体电流破裂下4.6 GHz天线的电磁问题,采用有限元方法分析计算了天线的电磁力及力矩,并给出了不同电磁载荷条件下天线的电磁应力及形变。数值模拟的结果为低杂波天线的设计提供了重要指导。
面向软模块的稳定固定边框布图规划算法
杜世民, 夏银水, 储著飞, 黄诚, 杨润萍
2014, 36(5): 1258-1265. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01181
[摘要](1183) [PDF 409KB](567)
摘要:
该文提出一种稳定的面向软模块的固定边框布图规划算法。该算法基于正则波兰表达式(Normalized Polish Expression, NPE)表示,提出一种基于形状曲线相加和插值技术的计算NPE最优布图的方法,并运用模拟退火(Simulation Annealing, SA)算法搜索最优解。为了求得满足固定边框的布图解,提出一种基于删除后插入(Insertion After Delete, IAD)算子的后布图优化方法。对8个GSRC和MCNC电路的实验结果表明,所提出算法在1%空白面积率的边框约束下的布图成功率接近100%,在总线长上较已有文献有较大改进,且在求解速度上较同类基于SA的算法有较大优势。
研究简报
高斯噪声背景下多用户波达方向估计与互耦自校正
景小荣, 杨洋, 张祖凡, 陈前斌
2014, 36(5): 1266-1270. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01042
[摘要](1190) [PDF 300KB](707)
摘要:
在高斯噪声背景下,针对互耦条件下的均匀线阵(Uniform Linear Array, ULA),该文提出了一种联合多用户波达方向(Direction Of Arrival, DOA)估计与互耦误差自校正算法。该算法首先利用特征矩阵联合相似对角化(Joint Approximative Diagonalization of Eigen matrix, JADE)方法估计出各用户广义空间特征矢量,然后定义了一个将各用户广义空间特征矢量转换为只与部分阵元相关的转换矩阵,进而在斜投影及前后向空间平滑的基础上,实现了多用户相干信源DOA估计,最后以多用户相干信源DOA及广义空间特征矢量估计值为基础,给出一种互耦自校正方法。仿真结果表明:该算法具有较高的DOA估计精度及DOA估计成功率,而且对高斯白噪声/色噪声背景,阵列互耦误差已知/未知情形,均具有普适性。

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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