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2014年36卷7期

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论文
基于方差成分扩张压缩的稀疏贝叶斯ISAR成像方法
苏伍各, 王宏强, 邓彬, 秦玉亮, 凌永顺
2014, 36(7): 1525-1531. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01338
[摘要](1525) [PDF 391KB](876)
摘要:
基于贝叶斯框架下的稀疏重构方法,由于考虑了稀疏信号的先验信息以及测量过程中的加性噪声,因而能够更好地重建目标系数,然而传统的稀疏贝叶斯学习(SBL)算法参数多,时效性差。该文考虑一种新的稀疏贝叶斯学习方法方差成分扩张压缩(ExCoV),其不同于SBL中赋予所有的信号元素各自的方差分量参数,ExCoV方法仅仅赋予有重要意义的信号元素不同的方差分量,并拥有比SBL方法更少的参数。基于计算机层析成像技术框架下的ISAR成像模型,该文将ExCoV方法结合压缩感知(CS)理论将其进行ISAR成像,并从适用性和成像效果等方面与常用的极坐标格式算法(PFA),卷积逆投影算法(CBPA)和传统的稀疏重构算法进行比较,点目标仿真结果表明基于ExCoV的方法得到的ISAR像具有低旁瓣,高分辨率的特点,真实数据的成像结果表明该方法是一种比SBL更有效的ISAR成像算法。
超宽带穿墙雷达椭圆包络线目标边界成像算法
李育晖, 欧阳缮, 晋良念, 廖桂生
2014, 36(7): 1532-1537. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01419
[摘要](1377) [PDF 366KB](742)
摘要:
为解决传统超宽带穿墙雷达后向投影(BP)成像算法不利于实时成像且成像模糊的问题,基于目标边界成像的成像算法成为近年来研究的热点。SEABED算法与Envelope算法是常用的目标边界成像算法,但此类算法存在抗噪性差或准确性不佳等不足。该文采用收发分置天线方式,提出一种基于椭圆包络线原理的成像算法。通过分析目标边界与天线坐标之间的几何结构,构造与目标边界相切的椭圆模型,推导了两者的映射关系,完成了穿墙成像的目标边界重建。理论分析和实验结果表明,该算法能提高成像的抗噪性与准确性,增强了穿墙成像的性能。
一种基于二维运动重构的旋转对称目标拟规则进动参数估计方法
洪灵, 戴奉周, 刘宏伟
2014, 36(7): 1538-1544. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01310
[摘要](1201) [PDF 331KB](586)
摘要:
在初始扰动和扭矩的作用下,自旋稳定空间飞行器的运动形式是章动和进动合成的拟规则进动。拟规则进动目标运动参数的估计对于确定目标姿态和预测目标落点具有重要意义。针对拟规则进动的旋转对称目标,该文提出一种基于宽带雷达观测的运动参数估计方法。首先推导了拟规则进动的运动学模型,而后将基于多散射中心1维径向距离历程的目标运动3维重构方法扩展到旋转对称目标的2维运动重构,然后基于2维运动的欧式重构采用序列二次规划和非线性最小二乘循环迭代的方法估计目标的章动和进动参数。最后,利用电磁仿真数据验证了算法的有效性。
基于半正定秩松弛方法的稳健波束形成
罗涛, 刘宏伟, 严俊坤, 纠博, 卢红喜
2014, 36(7): 1545-1551. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01046
[摘要](1637) [PDF 368KB](850)
摘要:
现有的向量加权稳健波束形成方法只有在指向误差较小的情况下才能有效估计目标的信号功率;矩阵加权波束形成方法在指向误差较大时,虽然可以估计目标的信号功率,但是它的系统实现复杂度与向量加权稳健波束形成方法相比较大。针对以上问题,该文提出基于半正定秩松弛(SDR)方法的稳健波束形成,该方法优化模型中的目标函数与Capon算法的目标函数相同,优化变量为加权向量的协方差矩阵,并约束方向图的主瓣幅度波动范围、旁瓣电平,协方差矩阵的秩为1。应用SDR方法求得加权向量的协方差矩阵,将该矩阵中的每一行(列)转化为加权向量,然后选择使得方向图主瓣与0 dB之间失真最大值最小的一个加权向量。该方法的系统实现复杂度与传统向量加权方法一致,对信号功率的估计性能与矩阵加权方法相当。仿真实验验证了该文方法可以得到理想的方向图形状,并且可以在大指向误差条件下有效估计信号功率。
极化-空域联合抗机载雷达欺骗式主瓣干扰
文才, 王彤, 吴亿锋, 吴建新
2014, 36(7): 1552-1559. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01739
[摘要](1581) [PDF 380KB](693)
摘要:
机载雷达欺骗式主瓣干扰不仅会引起大量虚警,还会污染空时自适应处理(STAP)器的训练样本,引起自适应方向图畸变,导致期望信号相消和杂波抑制性能下降。针对此问题,利用目标信号与干扰信号极化特性的差异,该文提出一种极化-空域联合自适应波束形成的方法来抑制欺骗式主瓣干扰。该方法首先在多普勒清晰区挑选干扰样本,并采用特征融合技术估计干扰协方差矩阵,然后采用重叠滑窗的子阵合成方式进行极化-空域联合自适应波束形成,在抑制主瓣干扰的同时为后续杂波抑制保留了空域自由度,最后通过STAP抑制剩余的杂波。该算法可以有效滤除密集欺骗式干扰,减少由其引起的虚警,改善机载STAP雷达的杂波抑制性能。仿真结果验证了该方法的有效性。
SINS/GPS组合平滑估计在机载SAR实时运动补偿中的应用
宫晓琳, 秦婷婷
2014, 36(7): 1560-1565. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01258
[摘要](1234) [PDF 353KB](777)
摘要:
针对机载合成孔径雷达(SAR)实时成像运动补偿对高精度运动参数的需求,该文提出一种基于捷联惯性导航系统/全球定位系统(SINS/GPS)组合Rauch-Tung-Striebel (R-T-S)平滑估计的实时运动补偿方案。该方案在实时卡尔曼滤波的基础上,对SAR每一次合成孔径时间段内的滤波结果再进行后向平滑递推,进一步修正滤波结果。仿真试验和飞行成像数据处理结果表明,该方案可以有效提高合成孔径时间段内运动参数的估计精度。
基于认知ISAR成像的相控阵雷达资源自适应调度算法
陈怡君, 罗迎, 张群, 李开明, 孙凤莲
2014, 36(7): 1566-1572. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00822
[摘要](1400) [PDF 438KB](637)
摘要:
现有相控阵雷达资源调度策略通常没有考虑成像任务的要求,需要分出一部分固定资源实现成像功能。该文将认知成像的思想引入到雷达资源自适应调度中,提出一种基于稀疏孔径认知ISAR成像的雷达资源自适应调度算法,并给出了具体的性能评估指标。在对目标特征进行认知的基础上,根据反馈信息对雷达的时间资源进行自适应调度,能够在对不同目标进行跟踪和搜索的同时实现认知成像,从而显著提高了雷达的工作效率。仿真实验验证了该算法的有效性。
色噪声环境下单基地MIMO雷达分布式目标角度估计
王伟, 王犇, 王冠男
2014, 36(7): 1573-1578. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01123
[摘要](1162) [PDF 298KB](846)
摘要:
针对传统的二阶统计量角度估计算法在高斯色噪声环境下估计性能急剧下降甚至失效的问题,该文提出一种基于四阶累积量的单基地MIMO雷达相干分布式目标角度估计算法。首先建立单基地MIMO雷达的相干分布式目标信号模型,求取信号的四阶累积量矩阵;利用特征值分解分离出相互正交的信号子空间与噪声子空间,根据多重信号分类(MUSIC)算法原理,获得阵列的空间谱函数,通过谱峰搜索得到分布式目标的中心波达方向。该算法充分利用了四阶累积量对高斯过程的不敏感性,能够很好地抑制高斯色噪声对角度估计的影响。仿真结果证明了该算法的正确性和有效性。
基于高斯和均方根容积卡尔曼滤波的姿态角辅助目标跟踪算法
单甘霖, 张凯, 吉兵
2014, 36(7): 1579-1584. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01474
[摘要](1631) [PDF 281KB](662)
摘要:
根据目标2维运动速度与姿态角的关系,该文提出一种姿态角辅助目标跟踪算法。在目标运动学基础上建立状态向量中包含姿态角的跟踪模型,实现姿态角对目标跟踪的辅助;针对基于模板匹配姿态角量测的噪声为非高斯情况,将均方根容积卡尔曼滤波引入到高斯和滤波框架下,提出新的高斯和均方根容积卡尔曼滤波算法,提高非线性非高斯处理能力,同时结合目标运动中姿态角的变化规律,建立姿态角分量不同的跟踪模型,通过模型切换实现机动姿态角的滤波。算法对姿态角量测进行滤波,同时实现了姿态角信息与位置信息的有效融合。仿真结果验证了该算法的有效性和正确性。
基于BP算法和时变基线的机载InSAR数据处理方法研究
潘舟浩, 李道京, 刘波, 张清娟
2014, 36(7): 1585-1591. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00715
[摘要](1317) [PDF 319KB](663)
摘要:
该文首先系统分析了传统机载InSAR数据处理方法由于波束中心近似和地形高程未知导致的相位误差问题,以及该相位误差对成像质量和高程精度造成的影响。其次,提出了基于BP算法和时变基线的机载InSAR数据处理方法,解决了波束中心近似带来的问题,并通过时变基线的干涉处理方法减小了地形高程未知导致的高程误差。最后,通过仿真分析验证了该方法的有效性。
四阶模型的多接收阵合成孔径声呐距离-多普勒成像算法
张学波, 唐劲松, 张森, 白生祥, 钟何平
2014, 36(7): 1592-1598. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01317
[摘要](1127) [PDF 364KB](692)
摘要:
该文以多接收阵合成孔径声呐(Synthetic Aperture Sonar, SAS)中任意一个接收阵元和发射阵组成的子系统为研究对象,采用四阶泰勒多项式近似其具有双根号形式的斜距历程,利用级数反演方法和相位驻留原理推导了子系统的2维频域系统传递函数,并在此基础上提出一种适用于宽波束和长接收基阵情况下的距离-多普勒成像算法。该方法先对各子系统的回波数据进行成像处理,然后对所有的子图像进行相干叠加以获得所需的高分辨SAS复图像。通过仿真实验和实测数据的验证,证明了该方法的有效性。
一种阵列互耦矩阵与波达方向的级联估计方法
司伟建, 吴迪, 陈涛, 吴娜
2014, 36(7): 1599-1604. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01330
[摘要](1306) [PDF 307KB](582)
摘要:
当阵列天线存在互耦效应时,传统多重信号分类(MUltiple SIgnal Classification, MUSIC)算法的测向性能急剧下降。为了有效估计阵列互耦矩阵(MCM)与入射信号的波达方向(Direction Of Arrival, DOA),该文提出一种阵列互耦矩阵与波达方向的级联估计方法。利用互耦矩阵的结构特点,变换阵列流形,实现对互耦矩阵与DOA的解耦合。求解线性约束下的二次优化问题,利用谱峰搜索,得到阵列互耦矩阵和入射信号DOA,完成互耦误差自校正。通过计算机仿真验证了该文方法估计性能的有效性和优越性。
基于多示例学习和随机蕨丛检测的在线目标跟踪
罗艳, 项俊, 严明君, 侯建华
2014, 36(7): 1605-1611. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01358
[摘要](1484) [PDF 435KB](723)
摘要:
基于检测的目标跟踪方法目前在计算机视觉领域受到了广泛的关注,这类方法通过训练判别分类器将目标对象从背景中分离出来;分类器的训练是根据当前的跟踪状态从当前帧中提取正负样本来进行,但训练样本的不准确将导致分类器退化产生漂移。该文提出一种能够有效克服目标漂移的跟踪算法,采用检测器和跟踪器相结合的框架,利用中值流算法作为跟踪器,提高跟踪点的可靠性;级联若干个随机蕨弱分类器构成强分类器作为检测器;用在线多示例学习方法更新检测器,提高检测精度;最后将检测器、跟踪器的结果相融合得到最终的目标位置。实验结果表明,与其它方法相比,该方法对目标漂移有更强的鲁棒性。
基于统计推断的行人再识别算法
杜宇宁, 艾海舟
2014, 36(7): 1612-1618. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01144
[摘要](1332) [PDF 305KB](1568)
摘要:
行人再识别是指给定一张行人图像,在已有的可能来源于非交叠摄像机视场的行人图像库中,识别出与此人相同的图像。研究该问题有着非常重要的现实意义,同时也面临许多挑战。该文提出一种基于统计推断的行人再识别算法。该算法从统计推断的角度出发学习两幅行人图像的相似度度量函数,利用此函数从行人图像库中搜索待查询的人。在公共数据集VIPeR上的实验表明,该算法性能优于已有的行人再识别算法,学习相似度度量函数的时间花销明显少于已有的基于学习的算法,并且在只有少量训练样本时,缓解了学习相似度度量函数的过拟合问题。
基于消失点迭代重估的道路边缘检测
刘鹏辉, 李岁劳, 何颖
2014, 36(7): 1619-1624. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01203
[摘要](1166) [PDF 448KB](870)
摘要:
传统道路边缘检测算法很少能用于乡村道路。该文提出基于消失点迭代重估的道路边缘检测方法:Gabor滤波器估计像素纹理方向,同时计算对应的置信度;根据纹理方向,由置信度大于阈值的像素投票确定初始消失点;以初始消失点为起点,向下建立一组射线,并计算由颜色差和二倍角正弦函数加权的方向一致率,将最大值对应的射线作为初始道路边缘;交替采样两侧边缘,选取最优消失点,由此得到两条道路边缘。实验测试了不同类型的乡村道路图片,并与经典算法对比。结果表明该方法在乡村道路中具有较高精准度与鲁棒性。
小规模传感器网络远程目标探测系统的建模与性能分析
闫永胜, 王海燕, 申晓红
2014, 36(7): 1625-1630. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01089
[摘要](1218) [PDF 249KB](583)
摘要:
该文针对传感器网络目标探测的实际问题,构建了远程目标探测模型。在Neyman-Pearson准则下,提出一种小规模传感器网络对远程目标探测的融合规则(FRSS),旨在通过数据融合方式提高目标的探测距离。推导出远程目标探测融合统计量Counting统计量;通过随机化检测方法构建了门限求解模型,推导出系统检测性能的闭式表达式。最后,采用解析方法分析了理想信道、非理想信道下FRSS的检测性能,并采用Monte-Carlo方法对比分析了FRSS规则,Chair-Varshney融合规则,Bayes融合规则的探测性能。仿真结果表明:在远程目标探测模型下,FRSS规则探测性能略有下降,但是该规则在融合过程中需要较少的先验信息,大大减少了数据传输量;相比单节点探测系统,基于FRSS规则的融合系统探测性能显著提高。
一种基于动态集成学习的机场噪声预测模型
徐涛, 杨奇川, 吕宗磊
2014, 36(7): 1631-1636. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01410
[摘要](1319) [PDF 271KB](619)
摘要:
准确预测机场噪声对控制噪声影响、制定航班计划和规划机场周边环境具有重要意义。而现有机场噪声预测模型复杂,需要监测和采集较多高精度数据作为输入参数,给机场噪声预测增加了困难。针对上述问题该文提出基于动态集成学习的预测模型,该模型基于粗糙集理论对历史监测数据集进行约简分组并构造属性子集,然后对由3维空间向量拟合属性子集生成的基模型进行动态集成。实验结果表明,预测参数完整时,该模型针对特定机型的预测准确性优于现有模型。即使预测参数部分缺失,预测结果也能随参数的增多逐渐逼近真实值。
基于两步加权L1范数约束的高分辨率波达方向和功率估计
田野, 孙晓颖, 秦宇镝
2014, 36(7): 1637-1641. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01365
[摘要](1067) [PDF 249KB](971)
摘要:
该文提出一种基于两步加权L1范数约束的波达方向(DOA)和功率联合估计新算法。该算法首先对阵列协方差矩阵元素进行求和平均运算获得统计性能更优的向量观测模型,进而在相应的过完备基下获得观测模型的稀疏表示。利用MUSIC谱函数和初始估计结果作为权值构建两步加权L1范数约束稀疏重构方法,重构获得多信源的DOA和功率估计。通过2分布函数选择了合理的正则化参数。计算机仿真结果显示,与同类其它方法相比,该文所提算法具有更高的分辨率和估计精度。
异或视觉密码的理想存取结构研究
付正欣, 沈刚, 孔志印, 郁滨
2014, 36(7): 1642-1647. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01395
[摘要](950) [PDF 309KB](459)
摘要:
该文给出异或视觉密码的理想存取结构的定义,分析了其特征,研究了理想存取结构的共享份构造方法。在此基础上,提出将通用存取结构划分为若干个理想存取结构的算法,设计了通用存取结构的秘密分享与恢复流程。与现有的方案相比,该方案实现了秘密图像的完全恢复,且明显地减小了共享份的规模。
基于NCL电路的抗故障攻击设计研究
欧庆于, 罗芳, 吴晓平
2014, 36(7): 1648-1655. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00750
[摘要](842) [PDF 498KB](608)
摘要:
作为旁路攻击的一种重要方式,故障攻击为攻击者对密码系统实施攻击提供了更加丰富的信息和手段,并几乎攻破了当前所有主流的密码体制。针对故障攻击的防御问题,大量的防御方案被提出,但大都在空间/时间代价、故障覆盖率等方面存在不足。该文以NCL(Null Convention Logic)电路及双轨编码的强鲁棒性特点为基础,通过综合运用轨间信号同步、传播延迟匹配、非法编码检测及自反馈等手段,提出一种电路级故障攻击防御方法。分析及实验表明,该防御方法能够以较小的代价实现有效的故障检测,抑制各类故障的传播,并能非常方便地扩展至自动化综合过程中。
非线性反馈移位寄存器串联分解唯一性探讨
王中孝, 戚文峰
2014, 36(7): 1656-1660. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01062
[摘要](1265) [PDF 213KB](550)
摘要:
非线性反馈移位寄存器(NFSR)是目前序列密码研究的热点问题之一。假定一个NFSR可以分解为更低级数NFSR的串联,该文讨论此分解是否唯一的问题。首先,对线性反馈移位寄存器(LFSR)而言,其串联分解等价于二元有限域F2上单变元多项式的分解,因而是唯一的。其次,针对给定NFSR可以分解为更低级数NFSR到LFSR串联的情形,该文给出了此NFSR具有这样分解的一个充分必要条件,并据此指出所有这样分解中级数最大的LFSR是唯一的。该文的最后构造了一类反例,此类反例表明对一般情形而言,NFSR的串联分解并不唯一。
SHACAL-2算法中非线性函数的差分特性及其应用
沈璇, 李瑞林, 李超, 赵光耀
2014, 36(7): 1661-1666. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01717
[摘要](1191) [PDF 263KB](592)
摘要:
SHACAL-2算法是欧洲NESSIE计划推荐的分组密码标准算法之一,选择函数和主函数是SHACAL-2算法中两类基本的非线性函数。该文分析了这两类非线性函数的差分特性,证明了当选择函数的第1个位置输入差分非零或者主函数的前两个位置中任意一个输入差分非零时(其它位置差分均为零),对应差分方程解的个数仅与输入差分的重量有关。将这一特性引入到SHACHL-2算法的差分故障攻击中,结果表明至少需要160个随机故障才能使该攻击以超过60%的成功概率恢复512 bit的种子密钥,至少需要240个随机故障才能以超过98%的成功概率恢复512 bit的种子密钥。
基于量子第三方的隐私数据库查询协议
张昭, 王洪, 马智
2014, 36(7): 1667-1672. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00682
[摘要](874) [PDF 204KB](779)
摘要:
保障查询数据库时用户及数据库的隐私性具有重要意义。该文利用三光子GHZ(Greenberger-Horne- Zeilinger)态的量子关联性,提出一个基于量子第三方的隐私数据库查询协议。协议对于信道损耗具有很高的容忍度,并且能够有效地抵抗第三方发动伪造量子纠缠态和量子记忆存储攻击。在第三方的帮助下,协议能够确定地控制用户获得数据库隐私信息的数量。同时,利用Mermin-Bell不等式进行真正的三方纠缠验证保证协议的安全性,这一思想也拓展了设备无关纠缠验证的应用领域。
OFDMA系统中最优能效功率分配
吴凡, 毛玉明, 黄晓燕, 冷甦鹏
2014, 36(7): 1673-1679. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01291
[摘要](1351) [PDF 313KB](753)
摘要:
该文研究了OFDMA系统中基于能效的功率分配问题。区别于已有研究,该文利用了能效函数关于功率矢量的严格伪凹特性,证明了最优能效功率分配一定具有一种特殊的注水功率结构能效注水结构。通过该结构,功率分配问题被简化为关于水位线的一元优化问题,进而求得最优能效功率的闭合解。在此基础上,该文进一步提出了一种最优能效功率分配算法,该算法通过顺序搜索有限个水位线区间的方式求得最优解。仿真表明该算法能够快速得到最优能效功率,其计算复杂度远小于已有的能效功率分配算法。
认知无线电网络中次用户平均吞吐量的优化
刘洋, 崔颖, 李鸥
2014, 36(7): 1680-1685. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01177
[摘要](1309) [PDF 308KB](621)
摘要:
协作频谱感知的认知无线电网络中,已有研究表明增加参与协作频谱感知的次用户数量能够提高感知性能,进而提高信道吞吐量。然而,由于信道容量的限制,不断增加参与协作感知的次用户数量并不会使信道吞吐量无限提高,反而会使次用户平均可获得的吞吐量不断降低。针对上述问题,该文以次用户平均吞吐量为优化目标,证明多信道条件下,对于任意给定的融合参数,次用户的平均吞吐量是感知时间的凸函数,并提出交叉迭代算法进行2维优化。仿真结果表明,当信噪比为-10 dB时,次用户使用交叉迭代算法获得的平均吞吐量较已有算法可提高20%以上。
认知无线网络中一种基于匹配和干扰量化的LTE-A上行资源共享机制
费新伟, 王满喜, 白铂, 陈巍, 曹志刚
2014, 36(7): 1686-1692. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01241
[摘要](1095) [PDF 319KB](654)
摘要:
认知无线网络中基于OFDMA的次系统(SS)与LTE-A主系统(PS)以重叠方式共享频谱的问题越来越受到学术界重视,该文关注上述场景中的资源分配和干扰避免问题。该问题的困难在于资源分配子问题中带耦合干扰的功率分配问题是NP-难的。为了满足研究场景提出的时延约束,该文将提出两阶段资源分配算法:子载波分配阶段的最大权匹配方法和功率分配阶段的干扰量化分配方法,简记为MQRA算法。理论分析和仿真结果表明,该文提出的MQRA算法能够很好地平衡性能和复杂性,并适用于LTE-A主系统下的频谱共享问题。
认知无线电中基于阵列天线和协方差矩阵的频谱感知算法
赵晓晖, 李晓燕
2014, 36(7): 1693-1698. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01057
[摘要](1272) [PDF 270KB](575)
摘要:
该文提出一种基于阵列天线和协方差矩阵的频谱感知算法,该算法能够在噪声不确定性的条件下进行盲频谱感知。该算法在协方差矩阵的基础上,构建新的检测统计量,推导判决门限,对检测统计量与判决门限进行比较进而做出最终判决;在主用户信号到达方向与认知用户接收天线法线方向不一致的情况下,为使认知用户能完全接收主用户信号,利用了阵列天线技术。仿真结果表明,与Zeng等人(2009)提出的绝对值协方差矩阵频谱感知算法(Covariance Absolute Value Spectrum Sensing, CAVSS)相比,该算法判决门限的计算方法更加准确;在相同条件下,该算法的检测概率高于CAVSS。
高效率视频编码帧内预测编码单元划分快速算法
齐美彬, 陈秀丽, 杨艳芳, 蒋建国, 金玉龙, 张俊杰
2014, 36(7): 1699-1705. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01148
[摘要](1224) [PDF 334KB](1360)
摘要:
高效率视频编码(HEVC)采用基于编码单元(CU)的四叉树块分区结构,能灵活地适应各种图像的纹理特征,显著提高编码效率,但编码复杂度大大增加,该文提出一种缩小深度范围且提前终止CU划分的快速CU划分算法。首先,在学习帧中,基于Sobel边缘检测算子计算一帧中各深度边缘点阈值,缩小后面若干帧中CU遍历的深度范围;同时,统计该帧中各CU划分为各深度的率失真(RD)代价,计算各深度的RD代价阈值。然后,在后续视频帧中,利用RD代价阈值在缩小的深度范围内提前终止CU划分。为了符合视频内容的变化特性,统计参数是周期性更新的。经测试,在平均比特率增加仅1.2%时,算法时间平均减少约59%,有效提高了编码效率。
无线网络面向视频传输优化的机会网络编码机制
葛青, 白光伟, 沈航, 张芃
2014, 36(7): 1706-1712. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01373
[摘要](1013) [PDF 346KB](689)
摘要:
现有的无线网络编码机制大多没有考虑无线链路质量对于视频传输的影响,导致视频质量降低。该文针对这一问题,提出面向视频传输优化的机会网络编码(O2NC)机制。该机制结合网络编码和机会路由技术,根据传输路径收益和视频数据的重要程度计算候选节点集合;同时,考虑视频数据包编码比重和重要程度等参数,评估编码包综合效用,选取转发效用值最大的视频编码组合。仿真结果表明,与典型的网络编码协议相比,O2NC机制能够显著提高视频序列的可解码帧率和峰值信噪比(PSNR)。
弹性协议可定制的网络数据平面结构及其映射算法
刘中金, 李勇, 苏厉, 金德鹏, 曾烈光
2014, 36(7): 1713-1719. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01151
[摘要](1345) [PDF 325KB](710)
摘要:
随着网络功能的不断扩展,新型网络协议的不断涌现,这些协议中的数据包具有新的格式定义,需要网络设备能够支持相应的解析和查找。软件定义网络(Software Defined Networking, SDN)基于流表的转发设计使得网络的创新变得简单,但是仍然难以支持任意协议的可编程解析和处理。该文联合考虑数据包的解析和查找过程,提出一种支持协议弹性定制的数据包查找硬件结构,通过比特粒度的解析和基于元操作的查找过程,使得任意协议能够在硬件结构上得到处理;此外,该文针对所提硬件结构提出一种基于多叉树的映射算法,将用户定制协议映射到硬件处理流水线和查找表中。通过实际的FPGA部署验证了所提结构能够支持多种协议的灵活定制,在硬件中的处理速度可以达到390 Gbps,与已有方案相比,其硬件资源利用率有明显降低。该结构对未来的软件定义网络的数据平面设计有重要的意义。
无线传感器网络中支持并行传输的信道与功率联合优化博弈算法
郝晓辰, 巩倩倩, 侯爽, 刘彬, 孙超
2014, 36(7): 1720-1727. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01058
[摘要](1056) [PDF 446KB](705)
摘要:
针对无线传感器网络中干扰日益增大引起网络容量下降、能耗增加的问题,该文建立了信道分配与功率控制联合优化博弈模型。在该模型中链路将既能保持自身成功传输又不影响其它链路传输的信道作为可选信道,以实现链路的并行传输。继而基于该模型设计了一种支持并行传输的信道分配与功率控制联合优化博弈算法(JCPGC)。该算法利用最佳响应策略对模型求解,并通过超模博弈等理论证明了JCPGC能够收敛到纳什均衡。此外,该算法充分考虑信道分配和功率控制之间独立又相互影响的关系提高了网络容量。仿真实验结果表明,JCPGC具有大容量、低干扰和低能耗的特性。
基于能量因素的无线传感器网络关键节点判定算法
刘彬, 王文吉, 李雅倩, 尹荣荣, 韩涛
2014, 36(7): 1728-1734. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01066
[摘要](1141) [PDF 343KB](645)
摘要:
无线传感器网络中关键节点的判定对网络抗毁性研究具有重要作用。考虑到节点能量受限,该文综合节点剩余生命期和节点移除导致的网络能耗值增加,提出一种将能量因素作为衡量节点重要程度的关键节点判定算法(CNDBE),解决了能量受限的无线传感器网络关键节点判定问题。实验结果表明,在对基于CNDBE,最短路径树算法(SPT)和能量感知的关键节点生成树算法(ENCAST)判定得到的关键节点进行保护时,CNDBE具有更强的网络抗毁性和更长的网络生命期。
内容中心网络下基于前缀识别的兴趣包泛洪攻击防御方法
唐建强, 周华春, 刘颖, 张宏科
2014, 36(7): 1735-1742. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01770
[摘要](1104) [PDF 441KB](707)
摘要:
针对内容中心网络(Content-Centric Networking, CCN)下的兴趣包泛洪攻击问题,该文提出基于异常名称前缀识别的协同反馈防御方法。利用CCN中路由器维持的兴趣包转发状态检测兴趣包泛洪攻击,识别异常名称前缀,并向相邻节点发送异常名称前缀,进行协同防御。与其他方法对比分析结果表明,所提出的基于前缀识别的兴趣泛洪攻击防御方法可以准确地识别异常名称前缀,并快速抑制异常兴趣包的传输,而不影响合法兴趣包的速率。
基于同态MAC的无线传感网安全数据融合方案
周强, 杨庚, 陈蕾, 陈正宇, 戴华
2014, 36(7): 1743-1748. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01079
[摘要](1285) [PDF 299KB](741)
摘要:
数据融合是缓解无线传感网资源瓶颈的重要方法之一,但在开放环境中易受数据机密性和完整性攻击。针对此问题,该文提出一种基于同态MAC的无线传感网安全数据融合方案SDA-HMAC。通过同态MAC技术进行融合数据的完整性检测,利用同态加密算法保证了融合数据的机密性,使用杂凑函数和时间参数t计算密钥的MAC保证了数据的新鲜性。实验仿真和理论分析表明,相比于其它方案,SDA-HMAC方案在传感网数据融合过程中能提供较好的数据机密性、完整性和新鲜性保护,具有较高的数据传输效率和融合精度,同时花费较少的计算量和通信量。
云计算环境下基于属性的可净化签名方案
刘西蒙, 马建峰, 熊金波, 贺拓, 李琦
2014, 36(7): 1749-1754. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01154
[摘要](1275) [PDF 263KB](937)
摘要:
基于属性的签名近年来由于云计算的大规模应用而备受关注。为了有效保护云计算环境下数据中的敏感信息,该文将可净化的思想引入基于属性的签名中,提出云计算环境下基于属性的可净化签名的方案。该方案中的签名者可以指定净化者对已经签名的文件进行改动,使之隐私部分不再呈现,可以有效解决云端数据中敏感信息隐藏与签名者隐私性的问题。方案在标准模型下证明基于属性的可净化签名方案是不可伪造的。分析表明,所提方案可以解决云计算环境下数据的敏感信息隐藏问题。
一种数据流处理环境下的节点副本放置方法
丁维龙, 韩燕波
2014, 36(7): 1755-1761. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01051
[摘要](989) [PDF 275KB](692)
摘要:
物联网环境下的许多应用表现为传感数据的连续流式处理,且系统往往通过节点的副本技术保障可用性。但是,运行时副本的备份和放置存在内存和带宽等资源开销,产生处理的延迟。该文给出一种方法,根据运行时的资源消耗以贪心方式放置节点的副本,折中了系统的可用性和开销。实际系统的仿真实验表明,在相同的条件下,该方法相比传统的随机放置,能为系统提供更稳定的可用性。
研究简报
相控阵全光移相网络对空间波束电平的影响
苏君, 邱琪, 史双瑾
2014, 36(7): 1762-1766. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01427
[摘要](1095) [PDF 276KB](640)
摘要:
全光移相网络以其宽带、高精度的优势极大地提高了光控相控阵天线的性能,但其引入的附加相位噪声,将导致空间波束电平指标劣化。基于全光移相网络噪声理论和相控阵理论,推导了激光器相对强度噪声、光载波传输链路插入损耗、激光器输出平均光功率与主、副瓣电平关系的理论公式。仿真结果表明在全光移相网络的典型应用参数下,上述3个参量的增大均会导致波束主瓣增益降低和副瓣电平升高,其中激光器相对强度噪声影响最为明显,为了优化波束电平指标,激光器相对强度噪声需低于-140 dB/Hz。
基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法
康士峰, 曹仲晴, 王红光, 郭相明
2014, 36(7): 1767-1770. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01039
[摘要](1387) [PDF 248KB](576)
摘要:
利用海上蒸发波导可以使舰载微波超视距雷达实现远距离低空目标探测,然而大气波导内的超折射和多径传播效应会产生不利于目标检测的雷达盲区。该文提出一种基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法,针对形成蒸发波导的海-气界面稳定层结、中性层结和不稳定层结3种情况,利用电波传播数值算法和雷达评估模型仿真分析了蒸发波导内特定区域不同目标函数时的雷达目标检测性能,给出了雷达天线高度优化结果。该文方法可以为微波超视距雷达系统设计、探测性能分析和大气环境自适应技术提供参考。
一种新型的双频高增益天线设计
丁友, 李民权, 彭猛, 荣波, 秦坤
2014, 36(7): 1771-1774. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01256
[摘要](953) [PDF 303KB](871)
摘要:
为了适应现代双频通信系统的要求,该文将褶皱结构的透波增强特性应用于天线设计中,并在中心圆孔处添加环形金属柱,设计了一个双频高增益天线。仿真和测试结果表明,在12.7 GHz和14.4 GHz处,天线的增益分别为12.0 dB和12.9 dB,相对于传统天线分别提高了5.6 dB和6.3 dB。此外,天线的半功率波束宽度(Half Power Beam Width, HPBW)也得到了较好的优化。
乘法运算的模拟网络编码中继方法
黄学军, 朱洪波
2014, 36(7): 1775-1778. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01018
[摘要](915) [PDF 201KB](534)
摘要:
当前无线网络编码中继采用异或运算和叠加运算实现,该文提出一种基于乘法运算的网络编码中继方案。该方案中继节点对接收到的两个源节点信号直接相乘,然后放大转发,从而实现网络编码。与异或运算的网络编码相比,该方案采用模拟技术实现,降低了中继节点网络编码的复杂度;同时该方案将接收信号与本地信号相乘实现网络译码,译码算法比叠加运算的方案简单。理论分析表明该方案的分集增益与未经网络编码的中继系统相同;仿真结果表明,该方案与现有的网络编码中继协作方案性能相当。

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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