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2014年36卷9期

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论文
基于广义判决分析的图像拼接检测最优类色度通道设计方法
赵旭东, 李生红, 王士林, 李建华
2014, 36(9): 2033-2040. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01562
[摘要](1276) [PDF 422KB](841)
摘要:
针对图像拼接检测问题,该文提出一种基于广义判决分析(GDA)的最优类色度通道设计方法。将最优类色度通道的设计建模为一个以GDA识别力为目标函数,以类色度通道参数范围为约束条件的最优化问题,通过网格搜索和梯度上升法求解最优类色度通道参数。在哥伦比亚图像拼接检测评估库中的实验结果显示,目前4种主流的图像拼接检测方法在最优类色度通道上的识别率均高于已有的颜色通道,验证了该方法的通用性和有效性。
基于相位信息和主成分分析的对称性检测方法
肖志涛, 史文静, 耿磊, 吴骏, 张芳
2014, 36(9): 2041-2046. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01598
[摘要](1295) [PDF 536KB](1286)
摘要:
对称性检测在图像分析与模式识别中具有重要意义。该文提出一种基于相位信息和主成分分析的对称性检测方法。首先在不同尺度、不同方向上计算相位对称性,其次在每个方向上将所有尺度的相位对称性进行融合,再次利用主成分分析提取各个方向的主要特征,最后利用非极大值抑制和自适应滞后阈值处理得到最终的对称性检测结果。实验证明:该文方法可直接对原始图像进行处理,不需要图像的任何先验知识,对于多目标图像不需分割等任何预处理;可以同时检测亮目标和暗目标的镜像对称、旋转对称、曲线对称;对图像亮度和对比度不敏感。
融合颜色信息与深度信息的运动目标检测方法
胡良梅, 段琳琳, 张旭东, 杨静
2014, 36(9): 2047-2052. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01763
[摘要](1296) [PDF 449KB](1501)
摘要:
基于颜色信息的运动目标检测易受光照、阴影等影响,基于深度信息的运动目标检测存在目标边缘噪声大,无法检测距离背景较近的目标等问题。针对上述问题,该文利用CCD相机获取的颜色信息及TOF相机获取的深度信息分别为每个像素建立颜色与深度信息的分类器,根据像素点的深度特征及前一帧的检测结果,自适应地为每个分类器的输出分配不同的权值,实现运动目标的检测。该文采集多组视频序列进行实验,实验结果表明该方法能有效解决单独利用颜色或深度信息进行运动目标检测时出现的问题。
基于高斯-马尔科夫随机场模型的脑血管分割算法研究
曹容菲, 张美霞, 王醒策, 武仲科, 周明全, 田沄, 刘新宇
2014, 36(9): 2053-2060. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01534
[摘要](1413) [PDF 414KB](1293)
摘要:
由于脑血管具有分枝众多、形态细小以及位置特殊和形态复杂等特性,在医学图像中精确地提取脑血管成为一项比较棘手的问题。该文提出了一种新颖的统计学分割方法,有效地实现了脑血管的精确分割。首先,充分利用各血管像素的空间邻域信息,将马尔科夫随机场信息加入到统计学模型的方法中,提出了新的马尔科夫统计模型;然后,利用随机期望最大化(Stochastic versions of the Expectation Maximization, SEM)算法来对统计模型中的多个参数进行估计,寻找最优解,进而实现了脑血管的3维分割。实验结果表明,该方法不仅能够分割出较大的血管分支,而且因其考虑了血管邻域信息,对细小血管的分割也有较好的效果,因此对脑血管疾病的临床预防和诊断具有深远的意义。
一种基于蚁群优化的显著边缘检测算法
张志龙, 杨卫平, 李吉成
2014, 36(9): 2061-2067. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01506
[摘要](1188) [PDF 474KB](879)
摘要:
该文提出一种基于蚁群优化的显著边缘检测算法。该算法利用相位编组方法计算支持区面积作为描述图像边缘梯度方向一致性的指标,将梯度幅度和支持区面积结合起来形成启发信息和信息素增量的计算方法,采用线性加权方法将信息素、梯度幅度、支持区面积3种信息综合起来得到蚂蚁转移概率,通过引入禁忌表增大蚂蚁的活动范围。实验结果表明:该文提出的算法能够有效检测图像中的显著边缘特征,对多类图像都有良好的适应性,而且收敛速度较快。
基于DCT系数双量化映射关系的图像盲取证算法
王青, 张荣
2014, 36(9): 2068-2074. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01488
[摘要](1123) [PDF 386KB](749)
摘要:
图像篡改过程会留下一些痕迹破坏自然图像的一致性,为图像的盲取证提供了线索。该文针对篡改过程中的JPEG重压缩操作,根据原始离散余弦变换(DCT)系数与重压缩后DCT系数的映射关系,提出一种新的图像重压缩概率模型来描述重压缩前后DCT系数统计特性的变化,并结合贝叶斯准则,利用后验概率表示JPEG篡改图像中存在的 DQ(Double Quantization)效应,通过后验概率密度图实现篡改区域的定位。实验表明,该方法能够快速并准确实现篡改区域的自动检测和定位,尤其是当第2次压缩因子小于第1次压缩因子时,正确率相对于传统算法有明显的提高。该方法不仅能检测Photoshop等图像编辑软件制作的手工合成篡改图像,同样也适用于图像智能编辑算法如图像修复算法和图像重排算法制作的篡改图像。
基于功率谱离散余弦变换的BPSK信号参数估值
马秀荣, 曹多
2014, 36(9): 2075-2080. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01756
[摘要](1082) [PDF 409KB](623)
摘要:
该文针对低信噪比环境下二相编码(BPSK)信号参数估值问题,提出一种基于功率谱离散余弦变换(DCT)的BPSK信号参数估值方法。该方法利用DCT的能量集中特性,通过对提取到的BPSK信号功率谱进行离散余弦变换(DCT)和阈值处理可以得到BPSK信号的码长估计。再进行逆离散余弦变换,可以进一步实现对BPSK信号功率谱的降噪处理,消除噪声对估值的影响,进而利用功率谱特征实现对载频和子脉冲宽度的准确估计。实验表明,该方法在低信噪比环境下,可以准确地识别出BPSK信号的码长和对BPSK信号载频和子脉冲宽度的精确估计,并在信噪比时,较对比方法载频和子脉冲宽度的估值准确率分别提高了22.1%和28.3%。
新的完备高斯整数序列的构造方法
陈晓玉, 许成谦, 李玉博
2014, 36(9): 2081-2085. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01697
[摘要](918) [PDF 189KB](1281)
摘要:
该文提出了新的偶数周期的完备高斯整数序列构造方法。以整数集上的多电平完备序列为基础,并根据其周期的奇偶性,分别利用不同的组合和映射关系构造出完备高斯整数序列,所得到的完备高斯整数序列的周期等于或者2倍于多电平完备序列的周期。利用该方法可以得到新的完备高斯整数序列,从而实现了对现有完备高斯整数序列数量的扩展。
一类四元零相关区周期互补序列集
刘凯, 俞赛, 史洪印
2014, 36(9): 2086-2092. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01609
[摘要](892) [PDF 216KB](442)
摘要:
该文基于偶周期二元零相关区周期互补序列集,利用逆Gray映射,研究了一类新的四元零相关区周期互补序列集的构造方法。构造的序列集参数性能得到提升,即在一定条件下,即使初始二元零相关区周期互补序列集未达到理论界,获得的序列集仍可以达到理论界。同时,通过选择不同的参数,可以得到不同的四元零相关区周期互补序列集。构造结果表明,该文方法能产生与已有构造结果不同的零相关区周期互补序列集,有效地增加了四元零相关区周期互补序列集的数量,为工程应用提供了更多的选择。
LDPC码加权比特翻转译码算法研究
张高远, 周亮, 文红
2014, 36(9): 2093-2097. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01622
[摘要](1072) [PDF 236KB](666)
摘要:
近年来,基于置信传播(BP),最小和(MS)和归一化最小和(NMS)算法,已经提出3种相对应的LDPC码加权比特翻转(WBF)译码算法。但这3种WBF算法所代表的物理意义和内在的紧密联系问题目前仍未有所研究。该文依据一种全新的理解方式,对3种WBF算法进行理论推导,并阐述3种算法内在的紧密联系,最后通过仿真验证所得结论的合理性和正确性。这对于设计新的改进型WBF算法具有一定的指导意义。
基于奇异值分解的直扩信号伪码序列及信息序列盲估计方法
沈斌, 王建新
2014, 36(9): 2098-2103. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01692
[摘要](1019) [PDF 336KB](761)
摘要:
针对非合作扩频通信中直扩信号伪码序列的盲估计问题,在已知码片速率和伪码周期的前提下,该文提出一种基于奇异值分解的直扩信号伪码序列及信息序列的盲估计方法。该方法对接收信号构成的观测矩阵进行奇异值分解,通过左奇异向量实现伪码序列估计的盲估计。同时,通过右奇异向量可以在信号序列未同步和伪码序列未知的情况下实现信息序列的盲估计。仿真实验结果表明该算法具有精确度高、稳定性高、计算量小和观测时间短等优点。
基于速率约束的OFDM中继链路能效最优资源分配策略
黄高勇, 方旭明, 陈煜
2014, 36(9): 2104-2110. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01661
[摘要](1267) [PDF 260KB](740)
摘要:
该文研究解码转发(DF)模式的OFDM中继链路的能效最大化资源分配问题。与现有典型的固定速率最小化发射功率或无约束最大化能效算法不同,该文考虑电路功率消耗的前提下,将问题建模为以最大化系统能效为目标,同时考虑用户最小速率需求、源节点S和中继节点R各自总发射功率约束下的联合子载波配对和最优功率分配问题。证明了速率和功率联合约束条件下中继链路全局能效最优解的唯一性,在此基础上提出一种低复杂度联合最优资源分配策略。仿真结果表明,该文所提方案能够在最小速率和S/R节点最大发射功率约束下自适应分配功率资源,实现系统能效最优,并能够降低链路的中断概率。
基于干扰驱动的多输入单输出认知系统线性预编码设计
李端阳, 陆彦辉, 王巍, 杨守义
2014, 36(9): 2111-2116. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01711
[摘要](1042) [PDF 293KB](591)
摘要:
在多天线(MIMO)认知无线电网络(CR)中,传统的预编码算法主要是抑制或消除认知用户(SUs)之间的干扰,达到优化系统性能的目的。与传统算法不同,该文从利用干扰的角度提出了两种新的预编码算法,即认知部分线性预编码(CR-PLP)和认知相位调整预编码(CR-PALP)。理论分析和仿真结果表明,这两种算法都能够利用星座图中的相位信息,通过保留相长干扰,提高接收端信号的信干噪比(SINR)。与CR-PLP使相消干扰为零不同,CR-PALP通过相位旋转将干扰转化成相长干扰,以较低的计算复杂度,进一步降低了误符号率(SER),提高了认知用户的信息速率。
室内可见光MIMO信道的空间相关性分析
肖帅芳, 黄开枝, 钟州, 季新生
2014, 36(9): 2117-2123. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01492
[摘要](1397) [PDF 389KB](1055)
摘要:
该文针对室内可见光多输入多输出(MIMO)信道的空间相关性展开研究,基于朗伯辐射模型,建立了室内可见光MIMO信道模型;并基于该模型,分析了发送与接收空间相关性与空间距离参数的关系,给出了发送与接收相关系数的表达式,为室内可见光MIMO通信系统的布设提供了理论指导;信道矩阵条件数仿真验证了信道空间相关性随发光二极管(LED)间距的减小而增大、随光电检测器(PD)间距的减小而增大、随LED到PD垂直距离的增大而增大;信道容量仿真得出,随着LED与PD数量的增加,信道容量逐步提高,但随着信道空间相关性的增强,信道容量的提高逐步减小。
截断差分概率的上界估计与应用
杨明, 金晨辉, 张国双
2014, 36(9): 2124-2130. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01666
[摘要](1136) [PDF 241KB](574)
摘要:
截断差分分析是差分分析的一个变形。为说明一个密码算法能够抵抗截断差分分析,需要给出截断差分概率的上界。Masayuki Kanda等人就密码算法中S盒为GF(256)上的乘法逆变换和仿射双射变换复合而成时,提出了截断差分概率的上界一个猜想。该文就一般双射S盒给出了该概率上界问题的一个估计,Masayuki Kanda的猜想是该估计所考虑问题的一个特例,在一些情况下,该估计给出的上界与Masayuki Kanda的猜想接近。利用该结论可以衡量密码算法截断差分传递链概率的上界。该结论为分组密码抗截断差分分析的可证明安全性提供了理论依据。
面向无线网络容量和覆盖优化的分组调度算法
丰雷, 李文璟, 邱雪松
2014, 36(9): 2131-2137. doi: 10.3724/SP.J.1146.2014.00002
[摘要](1079) [PDF 378KB](750)
摘要:
为了实现无线网络资源的高效利用,该文基于增强边缘用户调度公平性的目标提出一种通过参数来调节覆盖和容量目标的比例公平(-CCPF)分组调度算法,其可用于网络覆盖和容量优化(CCO)。该文首先证明该算法的收敛性,之后基于业务量分布、功率调整及该分组调度算法提出CCO机制,并在长期演进(LTE)网络下的一个试验的规则场景和一个基于实际网络数据的非规则场景中进行了仿真,验证了该机制能够在覆盖-容量优化机制下,实现更合理的资源利用率(RO),并同比例公平(-PF)算法相比在理论场景和实际场景下平均用户吞吐量分别提升了19%和33%。
基于信息熵的电力通信网脆弱性评价方法
樊冰, 曾瑛, 唐良瑞
2014, 36(9): 2138-2144. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01481
[摘要](997) [PDF 248KB](601)
摘要:
电力通信网是智能电网的重要支撑网络,针对如何对其脆弱性进行综合、有效评价的问题,该文提出一种基于信息熵的电力通信网脆弱性跨层综合评价方法。首先给出了一种业务重要度计算方法,并将业务重要度作为网络参数,在业务层建立网络模型,定义边业务重要度(EBI)作为边在业务层的重要性指标;然后综合考虑网络的业务层、传输层和物理层,定义了边跨层重要度(ECI),进而将边跨层重要度的全网信息熵-边跨层信息熵(ECE)作为电力通信网脆弱性的评价指标;最后,以某实际电力通信网络为仿真背景,在不同路由策略下,通过对比网络脆弱性曲线和信息熵值的变化,证明了该方法对电力通信网脆弱性评价的有效性。该方法不仅限于电力通信网,还可推广至其它非一致性业务的承载网络。
泛在末梢环境下均衡多业务的终端聚合机制
穆楠, 芮兰兰, 郭少勇, 熊翱
2014, 36(9): 2145-2151. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01585
[摘要](965) [PDF 381KB](611)
摘要:
为了对异构终端进行有效聚合,解决泛在末梢环境中网络资源和终端能力有限性带来的多用户效益冲突分配问题,该文提出一种均衡多业务的终端聚合机制(DCMME)。首先以相对熵为均衡性指标设计了均衡服务质量效益函数,建立了面向多业务的终端聚合问题模型(MODC);然后,该机制对问题模型进行降维简化,提出了基于均衡的终端聚合算法(EDC);最后,通过C++和MATLAB仿真表明,在该机制下,用户均衡性改善了0.5%~20%,由此证明该方法很好地权衡和保证了多泛在业务请求下各用户效益。
LTE网络中多目标优化的动态负载均衡算法
黄妙娜, 冯穗力, 陈军, 张永忠
2014, 36(9): 2152-2157. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01777
[摘要](1014) [PDF 280KB](632)
摘要:
小区间动态负载均衡算法的优劣对网络性能有很大的影响,现有算法大都顾此失彼,难以保证网络关键性能指标(如呼叫阻塞率等)达到最佳。为解决这个问题,该文将负载均衡问题建模为多目标优化问题,分别对不同服务质量要求用户建模其相应目标优化函数,对有服务质量要求用户的目标函数是负载均衡指示函数和网络平均负载函数的联合优化函数,而对没有服务质量要求用户(BE用户)的目标函数是所有BE用户吞吐量的总效用函数,并将小区可用资源数和用户服务质量要求作为约束条件。另外,考虑到在实际系统中运行的计算复杂度问题,提出一种复杂度较低的分布式负载均衡算法。包括资源调度策略,用户切换条件和呼叫接入控制。仿真结果表明,该文算法可达到较好的负载均衡效果,能有效降低有服务质量要求用户的呼叫阻塞率,提高网络资源利用率。
基于节点行为特征分析的网络流量分类方法
叶春明, 王珍, 陈思, 单洪
2014, 36(9): 2158-2165. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01600
[摘要](1020) [PDF 361KB](1678)
摘要:
针对基于加密分组数据的网络流量分类问题,该文提出两种基于行为特征的分析方法。结合流量矩阵和网络结构熵技术,定义了出入度熵指数等参数用于描述节点间的连接行为和数据传输特征,并利用多个周期和时间尺度下的熵指数分析不同流量特征。通过可视图建网方法将流量序列转化为连接网络,利用网络结构相关参数分析流量中蕴含的节点间交互行为的差异。实验表明不同业务流量矩阵的熵指数变化趋势差别较大,而流量序列对应连接网络的聚集系数等存在明显差异。两种方法对于不同业务流量具有较好的分类效果。
基于压缩感知的连续场景稀疏阵列SAR三维成像
李烈辰, 李道京
2014, 36(9): 2166-2172. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01645
[摘要](1243) [PDF 434KB](664)
摘要:
该文提出一种基于压缩感知的连续场景稀疏阵列SAR 3维成像方法。利用多孔径观测结构,使SAR复图像在频域和变换域具备稀疏性,将压缩感知(CS)方法引入频域和变换域的信号处理过程中,实现高分辨率3维成像,获得与满阵成像结果相同的成像质量。该文方法适用于随机稀疏阵列,可减少对高程向阵型的设计约束,为孔径综合处理后无法获得满阵条件下实现对地成像提供了可能。仿真试验验证了该文方法的有效性。
基于特征配准的ISAR图像方位定标方法
许志伟, 张磊, 邢孟道
2014, 36(9): 2173-2179. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01590
[摘要](1025) [PDF 391KB](626)
摘要:
逆合成孔径雷达(ISAR)成像利用目标相对雷达视线的姿态变化形成的合成孔径获得方位高分辨,成像方位为多普勒轴,通常需要估计目标的有效转动速度以实现ISAR图像的方位定标从而体现目标真实尺寸。现有算法通常利用信号的运动参数估计和图像整体配准。该文提出利用子孔径ISAR图像的特征提取和配对,根据特征点坐标估计目标的有效转角速度。首先利用尺度不变特征变换(SIFT)和快速鲁棒特征(SURF)对两幅ISAR图像进行特征点提取;然后分别采用最短欧氏距离和随机采样一致性(RANSAC)进行特征点的匹配和失配点的剔除;最后根据配对特征点的坐标和能量估算有效转角速度,实现ISAR图像方位定标。仿真数据和实测数据验证了该算法的精确性和稳健性。
基于二维频率估计的MIMO-ISAR空时二维回波重排方法
杨建超, 苏卫民, 顾红
2014, 36(9): 2180-2186. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01558
[摘要](1116) [PDF 335KB](559)
摘要:
为联合利用MIMO-ISAR空时采样信号进行成像,该文提出一种基于2维频率估计的MIMO-ISAR空时2维回波重排方法。该方法通过对空域和时域信号频率的比值进行估计,实现空时信号的有效重排,插值为均匀数据后,利用FFT完成方位向压缩。与现有方法相比,该方法利用现代谱估计算法的超分辨性能,提高了参数估计精度,并且采用随机霍夫变换(Randomized Hough Transform, RHT)估计2维频率比值,使得该方法在空域采样信号频率发生模糊时仍适用。仿真结果表明该方法可有效联合空时信号成像。
匀加速转动目标转动参数联合估计
贺思三, 赵会宁, 张永顺
2014, 36(9): 2187-2193. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01486
[摘要](1116) [PDF 310KB](610)
摘要:
匀加速转动目标运动参数估计是逆合成孔径雷达(ISAR)成像中的一类常见问题。该文在给出匀加速转动目标雷达回波信号模型的基础上,推导了利用线性调频信号对匀加速转动目标雷达回波进行拟合时所得参数与目标转动速度参数之间的关系。在此基础上,进一步提出一种匀加速转动目标转动参数联合估计方法,实现了转动参数的无偏估计。仿真结果验证了该算法的有效性。
基于非负稀疏表示的SAR图像目标识别方法
丁军, 刘宏伟, 王英华
2014, 36(9): 2194-2200. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01451
[摘要](1204) [PDF 364KB](1038)
摘要:
针对合成孔径雷达(SAR)图像目标识别中存在物体遮挡的情况,该文提出一种基于非负稀疏表示的分类方法。通过分析L0范数和L1范数最小化在求解非负稀疏表示问题上的区别,证明在一定条件下,L1范数最小化方法除了保持解的稀疏性还能得到与输入信号更加相似的原子集合,因此也更加适用于分类问题中。在运动和静止目标获取与识别(MSTAR)数据集上的识别实验结果表明,采用L1范数的非负稀疏表示分类方法能达到较好的识别性能,并且相对传统方法对存在遮挡情况下的识别问题更稳健。
一种单脉冲雷达多通道L1正则化波束锐化方法
唐琳, 焦淑红, 齐欢, 吴如煊
2014, 36(9): 2201-2206. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01792
[摘要](1077) [PDF 299KB](633)
摘要:
该文针对单脉冲雷达波束锐化问题,提出一种多通道L1正则化波束锐化方法。首先根据最大后验概率准则推导了适合于单脉冲雷达波束锐化的多通道L1正则化模型,然后提出一种扩展的迭代收缩阈值算法来解决多通道L1正则化问题。理论分析和仿真实验表明,该方法在保证波束锐化性能的同时提高了抑制噪声的能力,有效地解决了单脉冲雷达中各通道方向图不满足强互质条件带来的噪声泄漏问题。其性能要明显优于现有的单脉冲雷达波束锐化方法。
斜视情况下机载顺轨干涉SAR敏感度分析
张慧, 洪峻, 李纪传, 明峰
2014, 36(9): 2207-2213. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01582
[摘要](1032) [PDF 367KB](659)
摘要:
顺轨干涉合成孔径雷达(ATI-SAR)具有检测慢速运动目标径向速度的能力,其测速精度受各干涉参数精度的影响。敏感度分析是衡量各干涉参数误差对径向速度误差影响程度的一种主要手段。目前关于ATI-SAR的研究主要针对正侧视情况进行,没有考虑斜视角存在的情况。鉴于此,该文首先推导了斜视情况下ATI-SAR测量目标径向速度的表达式,进而得到了斜视情况下目标径向速度关于各干涉参量的敏感度大小。通过机载参数仿真,得到了正侧视及斜视情况下不同测速精度要求对各干涉参数的误差要求,为实际机载系统的误差分析和定标需求提供了定量化参考。
机载非正侧阵雷达自适应子空间方法
姜磊, 王彤
2014, 36(9): 2214-2219. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01709
[摘要](1018) [PDF 300KB](503)
摘要:
机载非正侧阵雷达使杂波具有距离非平稳特性且传统的空时自适应方法性能下降严重。为了解决这个问题,该文提出一种自适应的子空间方法。该方法首先利用曲线拟合估计构型参数,然后利用估计的构型参数计算杂波子空间,最后将数据向杂波子空间对应的正交补空间进行投影来抑制杂波。仿真实验结果表明,该方法可以取得较好的参数估计精度与杂波抑制性能。
基于响应矢量优化的共形阵列稳健波束形成方法
徐艳红, 史小卫, 许京伟, 李平
2014, 36(9): 2220-2226. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01670
[摘要](1244) [PDF 325KB](852)
摘要:
针对共形阵列天线自适应波束形成中存在的主瓣保形困难、旁瓣电平高等问题,该文提出基于波束响应矢量优化的自适应波束形成方法。在主瓣波束保形约束条件下,通过自适应地调整波束响应矢量,求得最优的响应矢量,进而求得准最优自适应权。该方法将非凸的二次约束二阶优化问题转化到高维空间进行求解,并通过半正定松弛(SDR)转化为凸优化问题,高效求得准最优解。该方法不仅保持了期望的主瓣响应,同时克服了传统线性约束最小方差(LCMV)自适应波束形成方法旁瓣高的缺点,并且对阵列构型具有稳健性。仿真实验验证了该方法的有效性。
基片集成波导正弦渐变槽单脉冲天线
邹雄, 童创明, 庞维建, 李丹
2014, 36(9): 2227-2231. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01688
[摘要](1071) [PDF 320KB](804)
摘要:
为拓展工作带宽,以传统正反渐变槽天线为基础,利用基片集成波导馈电,该文提出了两种高增益、宽频带的正弦渐变槽天线。利用矩形波导3 dB定向耦合器和90移相器工作原理设计了半模基片集成波导单脉冲馈电网络,进而得到了对称型和非对称型正弦渐变槽单脉冲天线,带宽均超过了3.0 GHz,带内和波束最大增益在9.0 dBi左右,差波束零深在10.0 GHz处均低于-20 dB。其中,非对称型正弦渐变槽单脉冲天线具有更宽的工作频带和更平稳的天线增益,可以广泛应用于微波定向探测系统中。
一种阵列天线阵元幅相、位置误差校正方法
袁自月, 牛一鸣, 杨国, 吴文
2014, 36(9): 2232-2237. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01807
[摘要](1205) [PDF 264KB](1411)
摘要:
针对毫米波热辐射信号弱的问题,该文提出一种对存在阵元幅相、位置误差的线阵进行校正的方法。该文基于低信噪比(SNR)的阵列误差模型,利用单个校正源,其信源方向未精确已知,通过旋转天线阵列在多个校正方位测得校正数据,并估计出阵元幅相、位置误差参数,从而对阵列中的阵元幅相、位置误差进行联合校正。该方法运算复杂度低,具有较高的估计精度,校正性能良好。理论分析和计算机仿真结果表明了该文方法的有效性。
基于时间反演的天线阵列激励分布确定方法研究
范晶晶, 赵德双, 张浩然, 周城
2014, 36(9): 2238-2243. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01737
[摘要](1018) [PDF 371KB](764)
摘要:
时间反演(TR)是一种新型的电磁波传播与控制方法,具有电磁环境自适应性。采用时间反演方法, 可使结构复杂的天线阵列方向图综合设计简单化。该文初步探索了将时间反演方法应用于微带天线阵列激励设计的可行性,并进行了数值模拟和实验验证。结果表明:对于不同的主波束指向,时间反演法均能准确地确定其对应的激励分布。相对于传统的激励分布确定方法,时间反演法无需互耦补偿计算,准确便捷,且不受阵列和阵元结构形式的限制,在结构复杂阵列的激励分布计算上优势明显。
基于总变分正则化算法的散射计图像重构
王倩, 董晓龙
2014, 36(9): 2244-2250. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01623
[摘要](1152) [PDF 354KB](1004)
摘要:
目前业务化运行的星载散射计分辨率一般为25 km,在分辨率需求较高的应用中(如极地海冰监测、热带雨林监测、近岸风场研究等)受到了限制。散射计图像重构技术可以在不改变系统硬件的前提下,通过数据处理方法的改进,提高分辨率。现有的散射计图像重构方法(SIR)是基于图像处理领域中较早期的乘性代数重建技术(MART)。该文针对星载扇形旋转扫描散射计,将一种新的图像重构方法总变分正则化 (total variation regularization) 算法应用于散射计图像重构,并通过仿真实验说明,新算法可以在增强分辨率的同时减少噪声,提高重构图像的质量。
基于自路由互连网络的粗粒度可重构阵列结构
陈锐, 杨海钢, 王飞, 贾瑞, 王新刚
2014, 36(9): 2251-2257. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01646
[摘要](978) [PDF 474KB](1220)
摘要:
互连网络在粗粒度可重构结构(Coarse-Grained Reconfigurable Array, CGRA)中非常重要,对CGRA的性能、面积和功耗均有较大影响。为了减小互连网络导致的面积开销和功耗并提升CGRA的性能,该文提出一种具有自路由和无阻塞特性的互连网络,构建了一种层次型的网络拓扑结构。通过这种互连网络,任意一对处理单元之间均可以建立连接和交换数据,而且这种连接是自路由和无阻塞的。实验结果显示,与已有结构相比,该结构以至多增加14.1%的面积开销为代价,获得最高可达46.2%的整体性能提升。
基于不相交项并行列表技术的FPRM实现
王玉花, 王伦耀, 夏银水
2014, 36(9): 2258-2264. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01536
[摘要](1065) [PDF 221KB](740)
摘要:
针对传统列表技术在逻辑函数从AND/OR形式转化成固定极性Reed-Muller(FPRM)过程中只能处理小规模电路的不足,该文提出一种基于不相交乘积项的并行列表技术。该技术能有效避免转化算法因逻辑函数输入变量增加引起最小项数量激增而导致效率低下甚至无法工作这种情况。另外,不同于已发表的用于实现大电路的转化算法,待处理的电路结构对该方法的性能影响很小。提出的算法用C语言编程实现,并用MCNC标准电路进行测试。实验结果表明所提算法可以对更大规模电路实现快速FPRM转换,并且算法速度对电路输入个数不敏感,但与待处理逻辑函数的不相交乘积项的数量有关。
开关DC-DC变换器的自适应占空比跨周期控制方法
李航标, 张波, 罗萍, 甄少伟, 廖鹏飞, 李肇基
2014, 36(9): 2265-2271. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01693
[摘要](1060) [PDF 390KB](1308)
摘要:
针对脉冲跨周期调制(PSM)开关DC-DC变换器输出电压纹波较大的问题,该文提出一种新型的自适应占空比跨周期(ADPS)控制方法。在ADPS控制的变换器中,轻载下,每个周期变换器控制脉冲的占空比与该周期开始时输出电压与参考电压误差的平方根近似成正比;负载越轻,变换器的输出电压纹波越小。研究表明,ADPS控制的DC-DC变换器不仅具有比PSM控制的变换器更低的输出电压纹波,同时具有优异的鲁棒性和瞬态响应能力。
无隔模带磁控管谐振系统的理论分析与仿真
岳松, 张兆传, 高冬平
2014, 36(9): 2272-2277. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.01783
[摘要](949) [PDF 231KB](611)
摘要:
为了提高磁控管稳定性,需要研究各耦合因素对磁控管谐振频率及模式分隔度的影响。该文采用等效电路的方法,给出了无隔模带磁控管在电容、电感耦合下的谐振频率及模式分隔度的表达式,并分析谐振频率随模数的变化趋势及电感、电容耦合强弱对模式分隔度的影响。采用CST-MWS软件对不同阴极半径及顶盖高度的谐振系统的谐振频率进行仿真,并将仿真结果与理论结果进行对比。理论分析与计算机仿真表明,对于无隔模带磁控管谐振系统,电容耦合使谐振频率随模数的增大而增大,电感耦合使谐振频率随模数的增大而减小;两者分别通过增大和降低模频率从而增大模式分隔度,两者共同作用时模谱图取决于占主导地位的耦合因素。
研究简报
电流型CMOS脉冲D触发器设计
姚茂群, 张立彬, 耿亮
2014, 36(9): 2278-2282. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00343
[摘要](1310) [PDF 272KB](838)
摘要:
该文根据脉冲触发器的设计要求,结合阈算术代数系统,提出一种电流型CMOS脉冲D触发器的通用结构,用于二值及多值电流型CMOS脉冲触发器的设计,并可方便地应用于单边沿和双边沿触发。在此结构的基础上设计了电流型CMOS二值、三值以及四值脉冲D触发器。采用TSMC 180 nm CMOS工艺参数对所设计的电路进行HSPICE模拟后表明所设计的电路具有正确的逻辑功能和良好的瞬态特性,且较以往文献提出的电流型D触发器,优化了触发器的建立时间和保持时间,二值和四值触发器最差最小D-Q延时比相关文献的主从触发器降低了59.67%和54.99%,比相关文献的边沿触发器降低了4.62%以上,所用晶体管数也相对减少,具有更简单的结构以及更高的电路性能。
时序电路等价验证的触发器匹配
张超, 竺红卫
2014, 36(9): 2283-2286. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00881
[摘要](811) [PDF 207KB](539)
摘要:
通常的时序电路等价性验证方法是将触发器按时序展开,从而将时序电路转化为组合电路进行验证。而一般在待验证的两个时序电路中,触发器是一一对应的,找到触发器的对应关系,时序电路的验证就会得到很大的简化。该文通过一种新的基于布尔可满足性(SAT)算法的自动测试模式生成(ATPG)匹配模型建立联接电路,使用时序帧展开传递算法比较触发器的帧时序状态输出,同时在SAT解算中加入信息学习继承等启发式算法,将时序电路的触发器一一匹配。在ISCAS89电路上的实验结果表明,该文算法在对触发器的匹配问题上是非常有效的。

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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