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2014年36卷8期

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论文
多小区蜂窝网络波束成形优化策略
王达, 张晓宁, 依那, 项海格, 金野
2014, 36(8): 1779-1785. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01579
[摘要](1473) [PDF 256KB](725)
摘要:
为了克服多小区的邻小区干扰问题,该文在多小区蜂窝网络中,研究了多小区多用户下行协同传输技术。该文提出一种联合优化基站和中继的波束成形权重的迭代算法,在基站和中继总功率限制下最大化最差用户接收信干噪比(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio, SINR)。该文提出的联合优化波束成形策略,可以应用半正定松弛技术(Semi-Definite Relaxation, SDR)得到有效的解决。仿真表明,在多小区通信系统中,该文提出的迭代算法只需要少量的迭代次数就可以达到近似最优性能,并且在性能和资源消耗之间给出一种折中的传输策略。
基于双频EBPSK-MODEM的雷达通信机研究
姚誉, 高峻, 吴乐南, 陈鹏
2014, 36(8): 1786-1791. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01371
[摘要](1395) [PDF 284KB](777)
摘要:
为了解决双频连续波雷达在测距中的整周期模糊度问题,同时实现雷达通信一体化,该文提出一种基于双载频双路扩展的二元相移键控(EBPSK)调制解调器的综合电子系统,实现了基本的雷达与通信功能,其中一路只发送连续波,与另一路EBPSK调制信号进行比相接收,输出高精度测距信息;用冲激滤波器对另一路EBPSK调制信号进行解调。通过把EBPSK调制信号的相位跳变信息转变为幅度冲激,在连续波背景中再现目标的雷达脉冲回波,该滤波器的输出是大量程测距信息;将两组数据融合后,系统可输出高精度大量程的雷达测距值。同时利用EBPSK调制信号和冲击滤波辅助解调的特殊优势进行高频谱利用率的数字通信。
非周期长码直扩信号的长扰码识别
赵知劲, 顾骁炜, 沈雷
2014, 36(8): 1792-1797. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01454
[摘要](1433) [PDF 226KB](909)
摘要:
该文利用m序列的二阶和三阶自相关特性,推导得到非周期长码直扩信号三阶自相关函数的极大似然估计,利用m序列的线性移位叠加特性和三阶自相关函数特性,提出了非合作通信情况下消除信息码对长码估计影响的延迟相乘方法和基于三阶自相关峰的长码识别算法,该识别算法只需已知信号的载波频率和扩频码码片速率。在加性高斯白噪声下的仿真表明,仅利用1/4倍长码周期长度的信号,在信噪比大于3.5 dB时长码m序列的正确识别概率就达到90%以上。
SP-GFS结构的积分性质研究
李艳俊, 吴文玲, 郑秀林
2014, 36(8): 1798-1803. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01577
[摘要](1122) [PDF 287KB](541)
摘要:
该文提出了扩散级数的定义,刻画了线性置换的扩散性质。此外针对SP(Substitute Permutation)轮函数的整体结构GFS(Generalized Feistel Structure)进行了积分性质分析,通过分析线性置换P的扩散级数对积分区分器长度的影响,证明得出SP-GFS结构的积分区分器轮数下界。最后用这种方法改进了分组算法Camellia和CLEFIA的积分区分器,从而验证了结论的正确性。
基于线性阈值模型的影响力传播权重学习
郭静, 曹亚男, 周川, 张鹏, 郭莉
2014, 36(8): 1804-1809. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00090
[摘要](2085) [PDF 261KB](1816)
摘要:
度量用户间影响力对商品的营销和推广具有重要作用。然而,已有工作通常假设用户之间的相互影响行为是独立的,忽略了影响力在传播过程中具有的累积效应。为解决此问题,该文在线性阈值模型的框架下,提出一种影响力传播权重的计算方法。该方法将社交网络中用户的历史行为日志看作样本,借鉴最大似然估计的思想对用户间影响力学习问题建模,并设计一种优化的粒子群算法对问题求解。实验使用真实数据验证了该方法的有效性。
信任网络中多维信任序列模式挖掘方法研究
龚卫华, 郭伟鹏, 杨良怀
2014, 36(8): 1810-1816. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01362
[摘要](1217) [PDF 402KB](621)
摘要:
现有信任网络研究大多侧重于信任的推理及聚合计算,缺乏对实体重要性及其关联性分析,为此该文提出一种多维信任序列模式(Multi-dimensional Trust Sequential Patterns, MTSP)挖掘算法。该算法包括频繁信任序列挖掘和多维模式筛选两个处理过程,综合考虑信任强度、路径长度和实体可信度等多维度因素,有效地挖掘出信任网络中的频繁多维信任序列所包含的重要实体及其关联结构。仿真实验表明该文所提MTSP算法的挖掘结果全面、准确地反映了信任网络中重要信任实体关联性及其序列结构特征。
带有接入阈值和超时隙的认知无线网络频谱分配策略
金顺福, 代羽
2014, 36(8): 1817-1823. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01417
[摘要](1300) [PDF 261KB](529)
摘要:
为了提高认知用户的响应性能,并降低传输中断的概率,通过限制进入系统的认知用户数据包数量,并令授权用户以超时隙为单位优先使用信道,提出一种带有接入阈值和超时隙的集中式认知无线网络频谱分配策略。结合时隙序号及系统中认知用户数据包的数量建立2维离散时间Markov链模型,给出认知用户数据包的平均延迟、吞吐量及信道切换率等性能指标的表达式。建立系统收益函数,针对不同的超时隙大小给出接入阈值的优化设置方案,并利用优化结果,进行系统实验。实验结果显示:合理的接入阈值和超时隙大小可以有效提高认知用户的传输质量。
6LoWPAN中优化多路径路由吞吐率的数据包分片方案
朱艺华, 李丽, 池凯凯, 李燕君
2014, 36(8): 1824-1830. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01398
[摘要](1489) [PDF 305KB](660)
摘要:
6LoWPAN协议支持在IEEE 802.15.4低功耗无线个域网络中传递IPv6数据包,其主要功能包括对IPv6数据包进行分片与拼装、头部压缩和路由。该文利用概率论推导了6LoWPAN中一个IPv6数据包从信源到达信宿所需要的发送次数、传递时延和吞吐率,建立了基于多路径路由优化吞吐率的数学模型,并依此提出了IPv6数据包的最优分片方案,该方案可以提高6LoWPAN中IPv6数据包的吞吐率。
基于关联规则的网络信息内容安全事件发现及其Map-Reduce实现
葛琳, 季新生, 江涛
2014, 36(8): 1831-1837. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01272
[摘要](1545) [PDF 334KB](1435)
摘要:
针对网络中信息内容安全事件的发现问题,该文提出一种基于关联规则的多维度用户行为特征关联分析法;对于存在的虚警问题,提出了基于邦弗朗尼校正的检验准则;为满足在海量数据中的应用需求,提出了一种Map-Reduce框架下的分布式幂集Apriori算法。实验结果表明,该文提出的方法及相应算法,并行运算能力强,在低虚警率和漏检率的情况下,具有较好的检测率,且运行时间短,收敛速度快。
L2范数正则化鲁棒编码视觉跟踪
袁广林, 薛模根
2014, 36(8): 1838-1843. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01416
[摘要](1150) [PDF 364KB](706)
摘要:
针对基于稀疏表示的视觉跟踪计算效率低和易于产生模型漂移的不足,该文提出一种基于L2范数正则化鲁棒编码的视觉跟踪方法。该方法利用L2范数正则化鲁棒编码求解候选目标的编码系数,以粒子滤波为框架,利用候选目标的加权重建误差建立似然模型跟踪目标。为了适应目标的变化并克服模型漂移问题,利用L2范数正则化鲁棒编码估计当前目标的加权矩阵用于遮挡检测,根据遮挡检测结果实现模型更新。对提出的跟踪方法进行实验的结果表明:与现有跟踪方法相比,该方法具有较优的跟踪性能。
基于外观统计特征融合的人体目标再识别
曾明勇, 吴泽民, 田畅, 付毅, 揭斐然
2014, 36(8): 1844-1851. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01389
[摘要](1304) [PDF 382KB](1264)
摘要:
人体目标再识别是视频监控等应用的关键问题之一。该文从外观统计特征融合的角度,利用人体的颜色和结构信息,基于空间直方图和区域协方差两种优秀的统计描述方法,研究了再识别问题的特征构建和测度选择等内容。构建特征时从图像多个层次的统计区域中提取了多类互补性较好的统计向量,设计测度时使用了简单的l1距离进行加权组合。两类统计方式融合而成的再识别方法不需要进行预处理和监督性训练过程。该文进行了广泛的实验比较和分析,验证了该文方法优异的识别性能和较强的实用性能。
基于隐藏单元条件随机场的多知识源融合改进自动语音识别置信度
高兴龙, 潘接林, 颜永红
2014, 36(8): 1852-1858. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01614
[摘要](1319) [PDF 268KB](808)
摘要:
鉴于自动语音识别(ASR)中置信度估计困难的问题,该文提出一种基于多知识源融合的策略来提高置信度的鉴别能力。具体做法是,首先选择关于识别结果的声学层、语言层和语义层等不同层次的信息,然后通过实验确定这些信息不同的组合方式,并以此为特征在隐藏单元条件随机场(Hidden-units Conditional Random Fields, HuCRFs)框架下计算识别结果的条件概率。最后将HuCRFs条件概率作为语音识别结果置信度的新的估计。实验首先证明了HuCRFs条件概率是比归一化的网格后验概率鉴别能力更强的一种置信度估计方法。同时基于HuCRFs条件概率置信度,对解码器一遍识别得到的网格重新搜索最佳候选序列,取得了相对一遍识别最佳候选序列绝对近2%的字错误率(CER)下降。同时,该文也对比了基于HuCRFs条件概率搜索的最佳候选序列和基于长语言模型网格重估的最佳候选序列的性能,进一步证明了使用HuCRFs条件概率作为置信度估计是一种更好的选择。
基于三维直方图降维和重建的快速最小误差阈值法
刘金, 唐权华, 余志斌, 金炜东
2014, 36(8): 1859-1865. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01468
[摘要](1571) [PDF 423KB](643)
摘要:
3维最小误差阈值分割法(3D-MET)的抗噪性很强,但计算复杂度非常高。其快速递推方法(3D-RMET)通过构建查找表去除了大量冗余操作,但其速度仍然不能满足实际工程要求。该文采用直方图降维和分级策略提出新的快速实现方法。该方法首先将3D-MET的最优阈值判别式进行分解,并给出新的阈值计算公式,将阈值搜索的空间维度从3维降到1维;然后将3维直方图进行分组和重建,进一步提高了算法处理速度。最后给出了3D-MET, 3D-RMET及本文方法的分割结果,并采用量化指标对结果进行对比分析。实验及量化对比结果表明,该文方法保持了原3D-MET法的强抗噪性,且将其时间复杂度降为O(L1/2)。与3D-RMET相比,该文方法快了6个数量级,较有效地解决了原方法时间复杂度高的问题。
基于框式约束的快速全变差图像泊松去噪算法
金正猛, 杨燕
2014, 36(8): 1866-1871. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00154
[摘要](1362) [PDF 424KB](727)
摘要:
该文首先从变分学的角度分析Le等人(2007)基于全变差的图像泊松去噪模型,得到该模型解的一框式约束限制。在此基础上,结合交替方向乘子算法(ADMM),给出了基于框式约束的快速全变差图像泊松去噪算法,并证明了该算法的收敛性。最后,数值实验结果验证了该快速算法的可行性与有效性。
基于单路定时准确的低复杂度成对载波复用多址信号盲分离算法
杜健, 巩克现, 葛临东
2014, 36(8): 1872-1877. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01459
[摘要](1270) [PDF 291KB](654)
摘要:
该文分析了传统逐幸存路径处理(Per-Survivor Processing, PSP)算法模型,给出了改进的前馈非二元码软输出维特比(Soft Output Viterbi Algorithm, SOVA)PSP算法。针对单路定时准确的情况,提出了针对成对载波复用多址(Paired Carrier Multiple Access, PCMA)信号的SOVA-PSP盲分离算法。该算法相对传统的PSP算法状态数由原来的M2(L-1)减少到M(L-1)(其中M为调制阶数,L为等效信道响应长度),从而大幅度地降低了算法复杂度。仿真结果表明,改进的算法在降低复杂度的同时与传统PSP算法相比性能几乎没有损失。
稳定分布噪声下基于Merid滤波的跳频信号参数估计
赵新明, 金艳, 姬红兵
2014, 36(8): 1878-1883. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01436
[摘要](1325) [PDF 302KB](588)
摘要:
常规时频分析方法是处理跳频(FH)信号的有力工具,但在稳定分布噪声环境下无法有效地实现参数估计。该文提出基于Merid滤波的时频分析方法对跳频信号进行参数估计。Merid滤波器可以有效地抑制稳定分布噪声,该文先对观测信号进行Merid滤波,再采用短时傅里叶变换(STFT)进行参数估计。仿真结果表明,在稳定分布噪声环境中,该方法的跳频信号参数估计性能优于基于分数低阶和基于Myriad滤波的两种时频分析方法。
自适应引导进化遗传算法
曹凯, 陈国虎, 江桦, 马欢
2014, 36(8): 1884-1890. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01446
[摘要](1310) [PDF 292KB](749)
摘要:
该文提出一种自适应引导进化遗传算法。算法中采用佳点集方法产生初始种群,结合保留精英个体策略,对种群进行分割,各子种群并行交叉变异,且其中一个子种群为随机产生的。为提高算法收敛速度,分别对各子种群中较优个体进行优秀基因位统计,据此对其它个体采取一种自适应引导变异操作。通过将算法运行过程建模为有限齐次马氏链,证明了算法的全局收敛性和收敛快速性。实验结果表明,自适应引导进化遗传算法较其它的遗传算法在收敛速度和准确度上都有较大提高。
基于空间约束多特征联合稀疏编码的遥感图像标注方法研究
郑歆慰, 胡岩峰, 孙显, 王宏琦
2014, 36(8): 1891-1898. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01433
[摘要](2654) [PDF 709KB](1017)
摘要:
针对稀疏表示分类器不能较好地适应多特征框架的问题,该文提出一种空间约束多特征联合稀疏编码模型,并以此实现遥感影像的自动标注。该方法利用l1,2混合范数正则化多特征编码系数,约束编码系数共享相同的稀疏模式,在保持多特征关联的同时,又不添加过于严格的约束。同时,将字典学习技术扩展到多特征框架中,通过约束字典更新的变换矩阵,解决了字典学习过程丢失多特征关联的问题。另外,针对遥感影像中的空间关系常常被忽略或者利用不充分的不足,还提出了将空间一致性与多特征联合稀疏编码相结合的分类准则,提高了标注性能。在遥感公开数据集与大尺寸卫星影像上的实验证明了该方法的有效性。
基于图形处理器的合成孔径声呐实时距离多普勒成像算法
钟何平, 唐劲松, 张森, 张学波, 田振
2014, 36(8): 1899-1904. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01588
[摘要](1138) [PDF 383KB](618)
摘要:
该文提出一种基于图形处理器(GPU)的距离多普勒成像算法(RDA),为合成孔径声呐(SAS)的实时成像提供了新的途径。通过GPU平台上的并行方法进行距离向脉冲压缩、固定相位补偿和方位向脉冲压缩,显著提升了距离多普勒成像算法效率。仿真和实验结果表明:在满足成像分辨率的前提下,该文设计的基于GPU的并行RDA和CPU串行算法相比,加速比可达到22,满足实时SAS成像需求。
星载分布式SAR地面动目标精确聚焦的互谱MUSIC法
李晨雷, 刘梅, 赵伯文, 张雷
2014, 36(8): 1905-1911. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01456
[摘要](1216) [PDF 342KB](589)
摘要:
该文提出一种新的参数化聚焦算法,该算法采用互谱MUSIC(Cross Spectrum MUSIC, CSMUSIC)技术,能够在星载分布式SAR上得到精确聚焦的地面运动目标图像。首先,利用方位向回波信号的空时特性推导出扩展空时模型(Extended Space-Time Model, ESTM);根据该模型,提出一种基于子空间理论的参数估计方法,通过该方法能够精确地得到的动目标方位向速度,从而得到精确聚焦的图像,该方法比传统的星载SAR动目标聚焦方法具有更高的估计精度和更小的运算量。仿真实验将该方法与传统的动目标聚焦方法进行对比,以证明该文所提方法的上述优势。
针对机动目标跟踪的雷达发射波形选择
靳标, 纠博, 苏涛, 刘宏伟, 张龙
2014, 36(8): 1912-1918. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01744
[摘要](1268) [PDF 332KB](617)
摘要:
该文首先在交互多模型(Interacting Multiple Model, IMM)算法的框架下,选择常速模型和自适应加速度模型作为状态模型,以应对实际中非合作目标的非机动与机动状态,并将此算法称为自适应IMM算法。然后针对机动目标跟踪时,雷达发射波形的选择需要兼顾测距测速性能与多普勒容忍性的问题,提出将V型调频(V-Linear Frequency Modulated, V-LFM)信号作为发射波形。通过分析多脉冲线性调频信号,V-LFM信号和M序列3种信号对目标距离和速度估计性能的克拉美罗下界(Cramer-Rao Lower Bound, CRLB)与多普勒容忍性表明,V-LFM信号可以在较少多普勒容忍性损失的情况下,有效提升对目标距离和速度的估计精度。仿真结果表明:发射多脉冲V-LFM信号并采用自适应IMM算法,可以明显提高雷达系统的跟踪性能。
MIMO-ISAR匀加速旋转目标运动参数估计及性能分析
陈刚, 顾红, 苏卫民, 王桁
2014, 36(8): 1919-1925. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01450
[摘要](1463) [PDF 345KB](605)
摘要:
MIMO雷达采用ISAR技术成像时需要估计目标的运动参数,为回波数据的方位向重排与插值提供依据,以及实现距离-多普勒图像的横向定标。针对匀加速旋转目标,该文提出一种初始角速度和转动加速度联合估计方法。借助MIMO雷达多通道观测的结构优势,根据不同通道回波间相位差异,通过估计差异信号相位系数获得目标运动状态。在此基础上,分析了算法推导过程中因函数近似引起的误差,同时对算法的分辨能力给出定量评估。最后,通过仿真验证了分析推导的正确性。
分布式全相参雷达相干参数估计性能
宋靖, 张剑云, 郑志东, 何伟
2014, 36(8): 1926-1931. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01560
[摘要](1532) [PDF 306KB](821)
摘要:
针对部分收发共置的分布式全相参雷达,该文首先建立了全发任意收的混合结构,然后在发射多脉冲条件下推导了相干参数估计的克拉美-罗界(CRB)闭式解,研究了相干参数估计性能与收发天线数及脉冲数之间关系。结论表明:共置天线较分置天线能够获得更低的相干参数估计CRB,增加收发天线数或脉冲数,能够降低相干参数估计CRB。最后的仿真实验验证了研究结论的正确性。
单通道SAR无模糊估计快速运动目标速度
张学攀, 廖桂生, 朱圣棋, 束宇翔, 李东
2014, 36(8): 1932-1938. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01231
[摘要](1319) [PDF 364KB](616)
摘要:
该文提出一种利用单通道相位信息无模糊估计地面运动目标径向速度方法。在距离频域做两视处理,并在多普勒域经过两视干涉处理,使得运动目标的干涉相位满足相位连续性假设。利用最小二乘线性拟合估计干涉相位关于多普勒频率的斜率,径向速度可由该斜率计算得到。该文方法具有不受相位缠绕影响的优点。相比于单通道幅度方法,该方法具有更高的估计精度和实时性。该方法在多普勒域能够同时估计多个目标径向速度。通过实测数据处理验证了该文方法的有效性。
基于序贯修正灰关联度的全局最优航迹关联算法
董凯, 关欣, 王海鹏, 何友
2014, 36(8): 1939-1945. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01455
[摘要](1399) [PDF 300KB](549)
摘要:
航迹关联是分布式多传感器航迹融合的前提。针对融合中心无法获得目标状态估计协方差的情形,该文提出一种基于序贯修正灰关联度的全局最优航迹关联算法。该算法取消数据列的区间值化,对数据列指标绝对差进行序贯积累,对灰关联系数计算式进行可交换性修正,得到各传感器航迹间的序贯修正灰关联度,以此关联度为全局统计量进行全局最优的航迹关联判决。仿真结果表明,在密集平行编队、随机交叉目标和存在非共同观测目标环境下,该算法的性能和稳健性明显优于传统方法。
超宽带MIMO穿墙雷达信道建模与运动目标成像
孙鑫, 陆必应, 张斓子, 赵洋, 周智敏
2014, 36(8): 1946-1953. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01415
[摘要](1447) [PDF 409KB](638)
摘要:
超宽带MIMO雷达因其具有的良好分辨率,有效减少阵元数及高速率数据获取能力,近年来在穿墙应用中发挥越来越重要的作用。由于超宽带MIMO雷达自身的天线配置特点和日益增长的应用需求,对信道模型提出新的要求。该文在分析超宽带MIMO穿墙雷达配置特点基础上对信道模型进行了重新建模推导。将建模场景由传统的单堵墙体拓展至建筑物场景,对收发分置下各分量的信号传输路径进行了精确计算,并根据拓展目标理论对各回波分量表达式进行了推导。基于该文模型,提出了一种有效的穿墙动目标成像方法。借助实际穿墙系统,在复杂的外场环境下验证了该文模型正确性,同时表明所提方法能够有效提高成像质量。
基于MUSIC算法的L型阵列MIMO雷达降维DOA估计
王伟, 王晓萌, 李欣, 陈广
2014, 36(8): 1954-1959. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01281
[摘要](1527) [PDF 245KB](1348)
摘要:
该文提出一种基于MUSIC算法的L型阵列多输入多输出雷达降维波达方向(DOA)估计算法。该算法首先针对L型阵列导向矢量的结构,构造出一个降维矩阵,将回波信号转换到低维空间。然后利用二次优化方法将2维DOA估计分解为两个1维DOA估计。最后利用MUSIC空间谱估计其中1维角度,并利用求得的角度回代谱函数,对另1维角度进行求根估计。该算法将2维空间谱搜索降为1维搜索,极大地降低了运算复杂度。理论分析和仿真结果验证了该算法的准确性和可行性。
地球同步轨道SAR精确斜距模型研究
田雨润, 禹卫东
2014, 36(8): 1960-1965. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01478
[摘要](1376) [PDF 480KB](730)
摘要:
由于地球同步轨道SAR(Geo-SAR)较高的轨道高度和较长的合成孔径时间,走-停(Stop-Go)假设所带来的误差必须予以考虑。该文推导并模拟了正圆轨道下地球同步轨道SAR(Geo-SAR)的精确回波延时方程,分析并仿真了其与 走-停模型误差。提出了一种等效中点模型,并通过仿真验证了该模型能很好地拟合精确距离历程。采用基于高阶多普勒参数的多项式拟合对等效中点模型和走-停模型的斜距历程进行展开,借助Legendre正交级数展开定量分析了走-停模型所带来的各个幂次的斜距误差,进而分析了各幂次斜距误差对于聚焦效果的影响。通过点目标仿真证明了走-停模型应用于Geo-SAR的局限性与等效中点模型的有效性。
基于Golay互补序列空时编码的MIMO雷达波形设计
杜晓林, 苏涛, 王旭, 朱文涛, 靳标, 张龙
2014, 36(8): 1966-1971. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01524
[摘要](1388) [PDF 320KB](1051)
摘要:
针对多输入多输出(MIMO)雷达正交波形设计中数值优化方法所得波形脉冲压缩旁瓣较高的问题,该文提出一种基于Golay互补序列空时编码的设计方法。该方法利用Golay互补序列的互补性,并通过对序列构成的脉冲串进行扩展的空时编码,减小了波形的自相关旁瓣和互相关,从而降低了脉冲压缩波形的旁瓣;然后,为解决多普勒频移导致波形检测性能下降的问题,利用零空间向量加权法对脉冲压缩后波形进行多普勒补偿,显著提高了其目标检测能力。仿真结果验证了该文方法的有效性。
高轨SAR多普勒中心补偿的二维姿态控制方法
陈溅来, 杨军, 孙光才, 邢孟道
2014, 36(8): 1972-1977. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01573
[摘要](1203) [PDF 317KB](617)
摘要:
该文提出一种高轨SAR多普勒中心补偿的2维姿态控制方法,在保证波束照射到地球表面的前提下,调整波束中心指向将多普勒中心补偿为零。首先分析了无偏航控制、1维偏航控制情况下的多普勒中心,说明了2维姿态控制的必要性;然后根据零多普勒面与地球表面的交线,在卫星轨道坐标系下,得到了在任意轨道位置将多普勒中心补偿为零的波束中心指向的解析表达式。仿真实验验证了该方法的有效性。
基于压缩感知的雷达前视向稀疏目标分辨
王军, 赵宜楠, 乔晓林
2014, 36(8): 1978-1984. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01936
[摘要](1333) [PDF 460KB](688)
摘要:
主动雷达使用多普勒波束锐化(DBS)和合成孔径雷达技术只能提高在斜视和侧视向的横向距离分辨,而对前视向波束内相同距离但不同方位-俯仰角度上的多个目标难以分辨。该文提出一种基于压缩感知理论(CS)的单接收通道结构雷达前视向稀疏目标分辨方法。多个天线子阵接收信号经随机加权求和后通过单个接收通道输出,同一距离单元上不同脉冲重复周期的接收机输出建模为对同一稀疏信号场景的多次观测,根据观测进行压缩感知信号重构得到稀疏目标场景估计。仿真表明,该方法能够实现雷达对前视向波束内的稀疏目标分辨。
多调频广播外辐射源雷达波形综合的相位补偿方法
尤君, 万显荣, 龚子平, 饶云华, 柯亨玉
2014, 36(8): 1985-1991. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01466
[摘要](1285) [PDF 322KB](641)
摘要:
利用多电台信号提高探测性能是外辐射源雷达的一个重要发展趋势,该文研究了多调频广播(FM)外辐射源雷达高距离分辨率信号综合的相位补偿方法。首先介绍多调频广播信号接收模型,并分析单个FM广播接收信号的相位对高距离分辨率信号综合的影响,然后提出两种相位补偿方法用以自适应调整接收信号相位,从而达到最佳的信号综合效果。该文不仅理论阐述了方法的内在机理,而且仿真验证了在所述相位补偿方法的基础上通过多FM广播信号综合能够成功分辨距离紧邻的目标。
地球范围内相对论效应下的时间转移与同步
张科, 薛舜, 吕梅柏
2014, 36(8): 1992-1998. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00107
[摘要](1065) [PDF 293KB](684)
摘要:
对于星载时间保持系统来说,相对论效应对时钟测量精度的影响不可忽视。该文运用相对论理论研究地球范围内大尺度时空转移引起的时钟测量误差问题。分析计算了星载时钟测量相对论效应误差组成和量级,验证了频率调整法和实时补偿法消除相对论误差的有效性。研究了普遍类型的地球轨道卫星、航空器以及月球探测器与地面时钟的转移与同步,提出在星载时钟频率调整分辨率不足时,可采取定步长时钟频率调整、带误差限的时钟频率调整或跳秒的形式控制时钟测量相对论效应长期误差,提出在无法实时获得航天器位置和速度时,可以根据互相关法预估周期误差。仿真验证了这些方法能有效地减小误差,为未来深空探测自主导航过程中时钟与地面时间的同步提供了方案。
复杂目标的太赫兹波近场RCS快速计算
程志华, 谢拥军, 樊君
2014, 36(8): 1999-2004. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01473
[摘要](1757) [PDF 278KB](1055)
摘要:
在太赫兹频段,散射目标大部分处于近场区域,远场计算方法已经不再适用,为此该文推导了近场雷达散射截面(RCS)的计算公式。针对太赫兹频段近场条件下,物理光学法(PO)由于面元数量巨大引起的遮挡判断耗时过长,以及图形电磁学(GRECO)以像素为计算单位计算误差过大的问题,该文提出一种以面元为计算单位,以像素为遮挡判断单位的复杂目标太赫兹波近场RCS的快速计算方法,该方法在保证计算精度的基础上,大大降低了遮挡判断的计算复杂度和时间。最后,以标准目标体平板、球体以及复杂目标体卫星在不同距离下的雷达散射截面的计算为例,验证了该方法的有效性和准确性。
抛物方程方法的亚网格模型及其应用研究
张青洪, 廖成, 盛楠, 赵朋程, 周海京
2014, 36(8): 2005-2009. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01428
[摘要](1073) [PDF 299KB](598)
摘要:
该文在抛物方程非均匀网格技术的基础上,提出了抛物方程方法的亚网格模型,并给出了该亚网格模型的具体构建方法,以快速准确地求解大尺度复杂电磁环境中存在关键目标的电波传播问题。通过对存在强散射体的复杂电磁环境中电磁波的分布特性进行模拟,探讨了抛物方程亚网格技术的高效性。结果表明:与细网格相比,亚网格技术使得抛物方程的计算速度提升了4.57倍,网格空间数下降了86.64%,且较非均匀网格具有更高的计算精度。可见,抛物方程的亚网格模型能够极大地提升抛物方程的仿真效率。
一种适用于门级网表的混合式静态功耗优化方法
舒毅, 蔡刚, 杨海钢
2014, 36(8): 2010-2015. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01460
[摘要](1332) [PDF 275KB](560)
摘要:
进入深亚微米集成电路设计阶段,静态功耗所占整体功耗的比例快速增大,使之成为当前设计流程中的关键优化步骤。该文提出一种适用于门级网表的混合式静态功耗优化方法。该方法结合了整数规划和启发式算法,以减小电路时序裕量的方式换取电路静态功耗的改善。整体优化流程从一个满足时序约束的设计开始,首先利用整数规划为网表中的逻辑门单元寻找一个较低静态功耗的最优替换单元;其次结合当前所用门单元和最优替换单元的物理和电学参数,按优先级方式逐层替换电路中所有的逻辑门节点;最后利用启发式方法修复可能出现的最大延时违规情况。整体优化流程将在上述步骤中不断迭代直至无法将现有时序裕量转换为功耗的改善。针对通用测试电路的实验结果表明,采用该方法优化后电路静态功耗平均减小10%以上,最高达26%;与其它方法相比,该方法不仅大幅降低了功耗,而且避免了优化后电路最大延时的过度恶化,其最大延时违反量小于5 ps。
一种改进的高速彩票总线仲裁器
吴睿振, 杨银堂, 张丽, 周端
2014, 36(8): 2016-2022. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.02005
[摘要](1108) [PDF 255KB](598)
摘要:
随着半导体工艺的发展,片上系统(System-on-Chip, SoC)内部集成的不同功能IP(Intellectual Property)核越来越多。各IP核通过总线方式连接,多核同时抢占总线很大地制约了片上系统的性能。高效的总线仲裁器可以解决多核抢占总线引起的冲突和竞争问题,提升片上系统性能。该文提出一种改进的高速彩票总线仲裁器。使用4相双轨协议代替时钟实现彩票抽取机制以防止彩票丢弃,采用异步流水线交叉并行的工作方式以提升工作速度。在NINP(NonIdling and NonPreemptive)模型下通过65 nm CMOS工艺的Xilinx Virtex5板级验证,相比经典彩票仲裁器和动态自适应彩票仲裁器,具有更好的带宽分配功能,有效避免撑死和饿死现象,工作速度提高49.2%以上,具有一定的功耗优势,适用于有速度要求的多核片上系统。
研究简报
一种自适应调整K-的混合高斯背景建模和目标检测算法
韩明, 刘教民, 孟军英, 王震洲
2014, 36(8): 2023-2027. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01438
[摘要](1549) [PDF 358KB](703)
摘要:
针对非平稳背景下的复杂场景,该文提出一种自适应调整K-的混合高斯背景建模和目标检测算法。该方法利用混合高斯模型(GMM)学习每个像素在时间域上的分布,构建自适应调整高斯分量K的方法,并针对不同情况,对描述像素的高斯分量数进行增加、删除或合并;在此基础上,模型参数更新式中引入了两个新的参数,能够根据实际情况自适应调整值,使得背景建模和目标检测能够准确实时地随像素变化而变化,从而减少了运动目标信息的损失,提高了算法的鲁棒性和收敛性。实验表明,该算法在有诸多不确定因素的序列视频中能够迅速响应实际场景的变化,实现自适应背景建模和准确的目标检测。
光纤参量振荡器的自动反馈控制技术研究
王利辉, 武保剑, 文峰
2014, 36(8): 2028-2032. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01551
[摘要](1235) [PDF 323KB](618)
摘要:
为了实现光纤参量振荡器(FOPO)的高精度稳定时钟信号提取,该文首次开展了基于闲频光功率的自动反馈控制实验,其中自动反馈控制单元由闲频光采集模块、自动控制信号处理模块以及延迟线驱动模块组成。测量了12.5 Gb/s归零(RZ)信号输入时自动反馈控制FOPO提取的时钟信号质量,其均方根(RMS)相位抖动值为0.92 ps,时钟提取精度明显高于之前的手动反馈控制系统。

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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