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2016年38卷2期

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论文
基于干扰消除的异构蜂窝网络中断分析
宋康, 韦磊, 冀保峰, 王雅芳, 黄永明, 杨绿溪
2016, 38(2): 255-261. doi: 10.11999/JEIT150532
[摘要](398) [PDF 549KB](527)
摘要:
在异构网络中,小小区可以为宏基站用户提供接入服务,并能够根据自身条件调节传输参数。该文研究在宏基站端干扰消除技术,来消除宏基站到小小区用户的干扰。该文分析了采用此种方案后异构网络下行链路的整体性能,推导了宏基站和小小区用户接收端信噪比的概率密度函数和分布函数。在此基础上,得到了系统整体中断概率的闭合表达式。理论推导和仿真结果表明,干扰消除方案能够有效提升异构蜂窝网络的整体性能。
OFDMA毫微微小区双层网络中基于分组的资源分配
张海波, 穆立雄, 陈善学, 彭焦阳
2016, 38(2): 262-268. doi: 10.11999/JEIT150699
[摘要](422) [PDF 798KB](451)
摘要:
毫微微小区(Femtocell)网络能够增强室内覆盖,提高系统容量,但是在频谱共享的正交频分多址(OFDMA)毫微微小区网络中,毫微微小区之间的同层干扰以及毫微微小区与宏小区(Macrocell)之间的跨层干扰严重限制了系统的性能。针对这两种干扰,该文提出一种基于分组的资源分配算法。该算法包括两部分:一部分是宏基站先利用改进的匈牙利算法为宏小区用户分配信道,再用注水算法分配功率,保证宏小区用户的正常传输;另一部分是在避免干扰宏小区用户的基础上,先采用模拟退火算法对毫微微小区进行分组,再进行信道和功率分配,满足毫微微小区用户的数据速率需求,最大化频谱效率。仿真结果表明,该算法有效地抑制了这两种干扰,既能保证用户的数据速率需求,又能有效提升网络频谱效率。
一种基于移动趋势量化的多属性垂直切换判决算法
潘甦, 梁宇, 刘胜美
2016, 38(2): 269-275. doi: 10.11999/JEIT150443
[摘要](230) [PDF 587KB](312)
摘要:
由于对终端移动趋势的不明确,基站容易盲目发起切换,并导致较高的切换失败率。该文在LTE-WiMAX网络构成的异构无线网络环境下对现有的垂直切换算法进行了优化。该优化算法考虑了终端移动趋势,利用趋势量化参数来推断终端最终的目标区域,解决已有判决算法中存在的不必要切换过多的问题,提高切换成功率。在衰落信道下的计算机仿真结果表明,该优化算法可以减小切换中的切换失败率,从而提高网络的切换性能。
低信噪比下非数据辅助的OFDM系统信道阶数和噪声方差的估计
王东, 赵加祥, 喻丽红
2016, 38(2): 276-281. doi: 10.11999/JEIT150599
[摘要](225) [PDF 812KB](409)
摘要:
在低信噪比情况下,该文提出一种新的针对正交频分复用(OFDM)系统信道阶数和噪声方差的非数据辅助(NDA)估计算法。算法中应用了一种新的基于联合极大几何均值(MGM)的代价函数。新的代价函数不仅利用了循环前缀(CP)冗余性,同时也利用了信道记忆性。对比只利用了CP的方法,该算法可以在低信噪比情况下更准确地估计信道阶数和噪声方差。仿真结果表明,在低信噪比情况下,该算法针对信道阶数的估计得到约10 dB的信噪比增益;同时,对噪声方差的估计,该算法显著提高了估计精度,抑制了信噪比20 dB以下估计性能恶化的现象。
基于Golay互补序列的压缩感知稀疏信道估计算法
姚志强, 李广龙, 王仕果, 游志宏
2016, 38(2): 282-287. doi: 10.11999/JEIT150594
[摘要](224) [PDF 598KB](600)
摘要:
该文针对现有基于压缩感知的信道估计方法峰均功率比高、计算量大等问题,使用确定性格雷(Golay)序列作为训练序列对稀疏信道进行信道估计,在接收端实现了对信道冲激响应的估计,给出了估计模型和具体的算法推演,推导了该方法的峰均功率比,并与基于随机高斯序列的压缩感知信道估计方法的性能、峰均功率比和计算量进行了比较。仿真实验表明:格雷序列以及随机高斯序列两种序列都可以重构出稀疏信道非零抽头系数,但是格雷序列对稀疏信道冲激响应的确定性观测估计值的均方误差(MSE)和匹配度性能(Match Rate, MR)均优于随机高斯序列,计算量降低了许多,且在OFDM系统中峰均功率比大大降低。
一种用于水声通信的喷泉码最大似然译码方法
武岩波, 朱敏
2016, 38(2): 288-293. doi: 10.11999/JEIT150572
[摘要](283) [PDF 272KB](488)
摘要:
针对水声通信特点,研究随机线性喷泉码及最大似然译码,在分块数较小的包传输中纠正删除错误。传统的最大似然译码为整包统一处理,译码延迟大。该文提出一种逐行累增的高斯消去方法,将译码过程划分到各块到达时隙中执行,利用二进制分布求和的概率公式对单块到达所需计算量进行分析。在实际水声通信处理平台上进行了验证,满足实时计算需求,可用于水下图像、传感器数据等的传输。
基于场景模式的立体图像舒适度客观评价模型
应宏微, 蒋刚毅, 郁梅, 彭宗举, 邵枫
2016, 38(2): 294-302. doi: 10.11999/JEIT150267
[摘要](319) [PDF 1197KB](431)
摘要:
为了预测双目立体图像内容对视觉健康可能产生的危害,该文提出一种基于场景模式的立体图像舒适度客观评价模型。根据场景中前景目标和后景区域相对于显示屏幕的凹凸性以及是否处于舒适观看区,将自然场景抽象为多种场景模式。在模式选择阶段,从视差图中自适应分割出前景目标和后景区域,根据前、后景的视差角特征确定场景所属的模式;在建模阶段,采用前、后景的视差角特征结合前景的宽度角和曲折度特征对各个场景模式分别进行建模,并量化了前、后景视差因素对视觉舒适度的影响。在IVY数据库上的实验结果表明,所提出的模型与主观感知存在较好的一致性,Pearson相关系数高于0.91, Spearman相关系数高于0.90, Kendall相关系数高于0.74,平均绝对值误差低于0.24,均方根误差低于0.32,与现有的方法相比,该文所提出的模型的评价效果更好,更接近于主观测试结果。
一类推广的二元Legendre-Sidelnikov序列的自相关分布
柯品惠, 叶智钒, 常祖领
2016, 38(2): 303-309. doi: 10.11999/JEIT150687
[摘要](211) [PDF 228KB](275)
摘要:
推广的Legendre-Sidelnikov序列较之原序列有更好的平衡性质,但是关于该序列的周期自相关函数,迄今仅知道一些特殊移位的情形。该文利用有限域上特征和的相关性质,给出了推广的二元Legendre-Sidelnikov序列的自相关函数的完整分布。结果表明当p3(mod 4)且qp 时,推广的Legendre-Sidelnikov序列较之原序列有更好的周期自相关函数的分布。
带有黑洞节点探测的间断连接无线网络数据转发机制
2016, 38(2): 310-317. doi: 10.11999/JEIT150459
[摘要](190) [PDF 304KB](281)
摘要:
间断连接无线网络利用节点移动产生的通信机会完成数据传输,但网络中的恶意节点通过伪造节点的相遇信息等方法,吸引并丢弃数据,影响网络的运行。该文提出带有黑洞攻击探测的间断连接无线网络数据转发机制,通过节点诚信度、信用度、间接信任度及数据转发能力4维信任属性的评估,获知攻击节点的行为规律,并采用粗糙集理论降低网络运行过程中产生的不确定状态信息引发的误判率,更加准确地对节点的可信性进行判断,进而,合理地为数据选择中继节点。结果表明,所提出的方法能有效提升黑洞节点的辨识率,对网络中其它非协作行为也有一定探测和防御能力,能显著改善网络性能。
零相关区屏蔽四元周期互补序列偶集设计研究
李琦, 李鼎, 高军萍, 韩瑾, 赵洋
2016, 38(2): 318-324. doi: 10.11999/JEIT150636
[摘要](137) [PDF 215KB](247)
摘要:
该文提出一种零相关区(ZCZ)屏蔽四元周期互补序列偶集的设计方法。基于最佳二元屏蔽序列偶和正交矩阵构成ZCZ屏蔽序列偶集,经过交织迭代得到ZCZ屏蔽周期互补序列偶集,进而利用新型逆Gray映射构造了ZCZ屏蔽四元周期互补序列偶集。结果达到理论界限,进一步拓展了扩频序列的可选空间。
基于内容流行度和节点中心度匹配的信息中心网络缓存策略
芮兰兰, 彭昊, 黄豪球, 邱雪松, 史瑞昌
2016, 38(2): 325-331. doi: 10.11999/JEIT150626
[摘要](293) [PDF 611KB](950)
摘要:
在信息中心网络(Information-Centric Network, ICN)中,利用网络内置缓存提高内容获取及传输效率是该网络构架最重要的特性。然而,网络内置的缓存存在应对大量的需要转发的内容时能力相对弱小,对内容放置缺乏均衡分布的问题。该文提出基于内容流行度和节点中心度匹配的缓存策略(Popularity and Centrality Based Caching Scheme, PCBCS),通过对经过的内容进行选择性缓存来提高内容分发沿路节点的缓存空间使用效率,减少缓存冗余。仿真结果表明,该文提出的算法和全局沿路缓存决策方案,LCD(Leave Copy Down)以及参数为0.7及0.3的Prob(copy with Probability)相比较,在服务器命中率上平均减少30%,在命中缓存内容所需的跳数上平均减少20%,最重要的是,和全局沿路缓存决策方案相比总体缓存替换数量平均减少了40%。
基于中断概率的多跳混合协作地理路由算法
张嵩, 马林华, 茹乐, 张海威, 唐红, 胡星
2016, 38(2): 332-339. doi: 10.11999/JEIT150487
[摘要](171) [PDF 1200KB](310)
摘要:
为了减小无线传感器网络中路由的路径长度,该文提出基于中断概率的多跳混合协作地理路由(MHCGR)算法。首先对不同协作机制的链路进行分析,理论分析表明,在一定中断概率要求下,采用译码放大转发混合协作机制可以进一步扩大传输距离,并推导了每跳协作链路的理想最大协作传输距离和理想中继的位置。在无信标地理路由(BLGR)算法的基础上,MHCGR算法结合节点位置信息为每跳选择最佳的中继节点和转发节点,建立从源节点到目的节点的多跳协作路由。仿真表明,与ENBGCR算法和基于DF协作机制的MPCR算法两种协作地理路由算法相比,MHCGR算法可明显减少路由的跳数,改善路由的整体发射功率。
基于博弈分析的众包交通监测隐私保护机制
何云华, 孙利民, 杨卫东, 李红
2016, 38(2): 340-346. doi: 10.11999/JEIT150721
[摘要](213) [PDF 572KB](569)
摘要:
众包交通监测利用移动终端上传的GPS位置信息实时感知交通状况,具有广阔的应用前景。然而,上传的GPS信息会泄露用户隐私。该文基于博弈论分析用户上传行为,提出隐私保护的优化上传机制。首先建立用户上传行为与路况服务质量和隐私泄露之间的关系,据此构建不完全信息博弈模型,以便分析用户上传行为;然后,根据用户上传博弈纳什均衡,提出用户终端可控的隐私保护优化上传机制。理论分析表明,该文提出的上传机制最大化用户效用,具有激励相容特性;通过真实数据实验验证,上传机制能够提高用户的隐私保护度,以及算法的激励相容特性。
NTRU格上无证书加密
陈虎, 胡予濮
2016, 38(2): 347-353. doi: 10.11999/JEIT150380
[摘要](271) [PDF 362KB](483)
摘要:
为降低密钥尺寸,利用陷门抽样算法在优选的NTRU格上抽取部分私钥并使用多项式环上带误差的学习问题计算公钥等方法来构造格上无证书加密方案。它的安全性基于多项式环上带误差学习的判定问题和小多项式比判定问题等两个困难问题假设。为获取更好的效率,该文还提出一个无证书并行加密方案。该方案用中国剩余定理分解扩大后的明文空间为多个不同素理想之积来实现并行加密。它还用中国剩余定理分解加密运算所在的多项式环获取中国剩余基来优化算法,使算法只涉及整数间运算。结果显示该方案具有计算和通信复杂度低等特点。
基于LWE的密文域可逆信息隐藏
张敏情, 柯彦, 苏婷婷
2016, 38(2): 354-360. doi: 10.11999/JEIT150702
[摘要](188) [PDF 6220KB](909)
摘要:
该文提出了一种基于LWE(Learning With Errors)算法的密文域可逆隐写方案,利用LWE公钥密码算法对数据加密,用户在密文中嵌入隐藏信息,对于嵌入信息后的密文,用户使用隐写密钥可以有效提取隐藏信息,使用解密密钥可以无差错恢复出加密前数据实现了提取过程与解密过程的可分离。通过推导方案在解密与提取信息过程中出错的概率,得到直接影响方案正确性的参数为所选噪声的标准差,实验获得并验证了标准差的合理取值区间;通过推导嵌入后密文的分布函数,分析密文统计特征的变化情况,论证了嵌入密文的隐藏信息的不可感知性。该方案是在密文域进行的可逆隐写,与原始载体无关,适用于文本、图片、音频等各类载体。实验仿真结果表明该方案不仅能够保证可逆隐写的可靠性与安全性,而且1 bit明文在密文域最大可负载1 bit隐藏信息。
基于共享秘密的伪随机散列函数RFID双向认证协议
石乐义, 贾聪, 宫剑, 刘昕, 陈鸿龙
2016, 38(2): 361-366. doi: 10.11999/JEIT150653
[摘要](234) [PDF 240KB](398)
摘要:
针对资源受限的RFID标签,结合伪随机数和共享秘密机制,该文提出一种基于散列函数的轻量级双向认证协议,实现了后端数据库、阅读器和标签之间的双向认证。详细分析了双向认证协议的抗攻击性能和效率性能,并基于BAN逻辑分析方法对协议模型进行了形式化证明。理论分析表明,该文提出的认证协议能够实现预期安全目标,抗攻击性能好,认证执行效率高且标签开销小,适用于大数量的RFID应用。
基于Fisher判别字典学习的说话人识别
王伟, 韩纪庆, 郑铁然, 郑贵滨, 陶耀
2016, 38(2): 367-372. doi: 10.11999/JEIT 150566
[摘要](259) [PDF 397KB](738)
摘要:
稀疏表示已成功应用于说话人识别领域。在稀疏表示中,构造好的字典起着重要的作用。该文将Fisher准则的结构化字典学习方法引入说话人识别系统。在判别字典的学习过程中,每一个字典对应一个类标签,因此同类别训练样本的重构误差较小。同时,保证训练样本的稀疏编码系数类内误差最小,类间误差最大。在NIST SRE 2003数据库上,实验结果表明该算法得到的等错误率是7.62%,基于余弦距离打分的i-vector的等错误率是6.7%。当两个系统融合后,得到的等错误率是5.07%。
基于弱分类器调整的多分类Adaboost算法
杨新武, 马壮, 袁顺
2016, 38(2): 373-380. doi: 10.11999/JEIT150544
[摘要](505) [PDF 255KB](2109)
摘要:
Adaboost.M1算法要求每个弱分类器的正确率大于1/2,但在多分类问题中寻找这样的弱分类器较为困难。有学者提出了多类指数损失函数的逐步添加模型(SAMME),把弱分类器的正确率要求降低到大于1/k(k为类别数),降低了寻找弱分类器的难度。由于SAMME算法无法保证弱分类器的有效性,从而并不能保证最终强分类器正确率的提升。为此,该文通过图示法及数学方法分析了多分类Adaboost算法的原理,进而提出一种新的既可以降低弱分类器的要求,又可以确保弱分类器有效性的多分类方法。在UCI数据集上的对比实验表明,该文提出的算法的结果要好于SAMME算法,并达到了不弱于Adaboost.M1算法的效果。
基于区间估计的单幅图像快速去雾
刘海波, 杨杰, 吴正平, 张庆年, 邓勇
2016, 38(2): 381-388. doi: 10.11999/JEIT150403
[摘要](350) [PDF 12090KB](2554)
摘要:
针对雾、霾等天气条件下捕获的图像存在严重降质现象,该文提出一种基于区间估计的单幅图像快速去雾方法。该方法从大气散射模型出发,基于暗通道先验理论,利用最小值滤波和灰度开运算,通过区间估计得到大气光值,同时得到介质传输率的初始估计值。通过对大气光照进行白平衡处理,从而得到简化大气散射模型。然后,利用简化大气散射模型和介质传输率的初始估计值,通过区间估计得到场景反照率的暗通道值,进一步得到介质传输率的粗略估计值。将介质传输率的初始估计值和粗略估计值进行像素级融合,通过联合双边滤波和值域调整得到介质传输率的最终估计值。最后,通过简化大气散射模型和色调调整得到去雾图像。实验结果表明,所提算法具有较快的运算速度,能有效提高去雾图像的清晰度和对比度,同时获得较好的色调保真度。
交互式多系统跟踪定位算法
张晓光, 魏东岩, 徐颖, 袁洪
2016, 38(2): 389-393. doi: 10.11999/JEIT150543
[摘要](230) [PDF 355KB](467)
摘要:
交互式思想在多模型定位中获得广泛应用,但在多系统跟踪定位中应用较少。该文借鉴交互式思想提出交互式多系统跟踪定位算法。该算法利用已获得的估计信息进行系统间定位信息的直接交互,然后进行多系统并行滤波,并利用各系统滤波新息和方差对系统概率进行实时更新,将估计结果按照系统概率加权融合输出。通过跟踪机动目标的仿真实例,可以看出该算法能够根据定位系统的性能及时调整系统概率,有效改善多系统下目标跟踪定位性能。
基于低秩张量补全的多声道音频信号恢复方法
杨立东, 王晶, 谢湘, 赵毅, 匡镜明
2016, 38(2): 394-399. doi: 10.11999/JEIT150589
[摘要](306) [PDF 834KB](552)
摘要:
多声道音频信号在采集、压缩、传输过程中可能造成音频数据丢失,为了确保给听众带来更真实的听觉感受,该文提出一种基于低秩张量补全的音频丢失数据恢复方法。首先,把多声道音频信号表示为一个张量;其次,把张量补全作为一个凸优化问题建模,利用松弛技术和变量分离技术得到闭合的增强拉格朗日函数;最后,通过交替迭代方法求解得到恢复的音频张量。在不同数据丢失率的实验中,通过与线性预测、加权优化的CANDECOMP /PARAFAC分解方法进行对比分析,表明利用张量补全方法具有更高的音频信号恢复精度,隐藏参考和基准的多激励测试结果也显示低秩张量补全方法能够有效地恢复多声道音频的丢失数据,从而获得更好的听觉效果。
一种基于反馈机制的闭环图像去雾算法
马时平, 李权合, 张晟翀
2016, 38(2): 400-407. doi: 10.11999/JEIT150494
[摘要](235) [PDF 28848KB](280)
摘要:
针对目前去雾算法易受大气环境随机性和复杂性影响而造成自适应性不强的问题,该文提出一种具有反馈机制的自适应闭环去雾算法。该算法首先通过基于人眼视觉的特征认知评价进行参数初始化;然后利用去雾强度评价结果对反馈校正局部对比度参数进行调节,从而对去除加性光照后的图像进行自适应局部对比度提升;最后借鉴去雾后图像的自然度设定迭代终止条件,决定是否输出去雾结果。实验表明该算法能够自适应提升不同退化类型、不同退化程度下的雾天图像对比度,且去雾结果的信息熵和清晰度质量评价指标优于已有算法。
低仰角下对流层散射斜延迟估计方法
陈西宏, 刘赞, 刘继业, 刘进, 张群
2016, 38(2): 408-412. doi: 10.11999/JEIT150628
[摘要](174) [PDF 2054KB](419)
摘要:
对流层斜延迟是对流层散射双向时间比对系统的主要误差来源,目前尚未有对系统中对流层斜延迟进行精确估计的模型。为精确估计斜延迟,引入电磁波射线描迹法,并利用Hopfield天顶延迟模型中折射率计算方案改进描迹法,以克服该方法对探空数据的依赖。首先,根据北纬35 ~37范围内的3个测站2010~2012年的实测气象数据和天顶延迟数据,验证 模型精度范围小于35 mm;然后,将3个测站按相互基线距离的不同分为3组比对站,利用改进后的模型结合2012年的气象数据,计算了在0~5入射角下,一年的斜延迟,并得出最大斜延迟对应的年积日和入射角。计算结果表明,3组比对站的最大单向斜延迟为24.94~45.37 m。在双向比对抵消90%的情况下,时间延迟为3.1~5.7 ns;相互抵消95%时,时间延迟为1.5~2.9 ns。
用于自动识别遥感图像路网信息的改进模糊连接度方法
郑瑾, 柳肃, 孙炜
2016, 38(2): 413-417. doi: 10.11999/JEIT150563
[摘要](174) [PDF 10883KB](491)
摘要:
针对遥感图像中路网信息的自动识别问题,该文将小波模极大值边缘检测方法和模糊连接度方法结合,提出一种改进的模糊连接度方法。采用小波模极大值边缘检测方法进行模糊连接度种子点的自动选择,解决传统模糊连接度理论中种子点难以自动选择的问题。在此基础上,对传统的模糊相似度计算公式进行简化,在保证路网识别准确性的同时,大大减少了计算量。采用来自Quickbird高分辨商业遥感卫星的3组影像进行实验,验证了该文提出的路网识别方法具有较高的准确性和计算速度。
高分辨率SAR定标参考目标辐射特性的校正方法
洪峻, 雷大力, 王宇, 费春娇
2016, 38(2): 418-424. doi: 10.11999/JEIT150570
[摘要](272) [PDF 6102KB](468)
摘要:
定标参考目标雷达截面积(RCS)的频率、入射角相关性是一个固有性质,对于常规SAR系统,在小带宽/窄方位波束条件下通常近似认为目标具有恒定的后向散射特性,即RCS为一常数;然而,对于高分辨率SAR系统,继续用中心频点、方位角处的RCS表示大信号带宽/宽方位波束条件下的RCS,将会直接影响辐射定标的准确性。鉴于此,该文提出基于标准数据或参考定标体的目标辐射特性校正方法,暗室地基SAR系统仿真结果表明,在目标辐射特性校正前后,点目标积分能量相差1.2 dB;实测数据处理结果显示,经过参考目标辐射特性校正,SAR图像中点目标旁瓣更加对称,且方位向主瓣宽度变窄,在时域更接近理想点目标冲激响应,从而验证了校正算法的有效性。
一种超分辨OFDM雷达通信一体化设计方法
刘永军, 廖桂生, 杨志伟, 许京伟
2016, 38(2): 425-433. doi: 10.11999/JEIT150320
[摘要](323) [PDF 1135KB](468)
摘要:
传统OFDM雷达通常不考虑传递通信信息,该文设计出一种新的基于OFDM的雷达发射方式以实现雷达和通信的一体化,并提出一种基于通信信息补偿的目标距离速度联合高分辨估计方法。所设计的雷达发射方式,采用脉冲发射,每个脉冲由多个OFDM符号构成,在脉冲内实现通信功能;在雷达相干处理时间内,对回波进行通信信息补偿和解相干处理后,采用子空间投影方法实现对目标距离和速度的联合超分辨估计。理论分析和仿真实验表明,所提方法能够在保证通信功能的条件下,可有效实现雷达目标距离和速度的联合超分辨估计。
基于极化散射特性的空间锥体目标宽带回波对齐
邵长宇, 杜兰, 韩勋, 刘宏伟
2016, 38(2): 434-441. doi: 10.11999/JEIT150316
[摘要](197) [PDF 3974KB](334)
摘要:
包络对齐是宽带回波预处理中重要的一部分,然而对于空间锥体这类只有较少散射中心且目标存在微动的情况,现有的包络对齐方法并不能得到较好的对齐结果。对于一些利用宽带回波进行微动目标参数估计的算法,包络对齐是其算法的关键一步。该文提出一种基于极化散射特性进行包络对齐的算法,算法首先利用极化谱估计与幅相联合估计(P-CAPES)超分辨方法估计宽带极化回波中的散射中心的数目、位置和极化散射矩阵,然后计算前后时刻回波散射中心的极化相似性参数,最后利用得到相似性参数进行包络对齐。基于电磁计算数据的实验结果验证了算法的有效性。
干扰背景下MIMO雷达部分相关信号设计
陈诚, 李洪涛, 朱晓华, 胡恒, 曾文浩
2016, 38(2): 442-449. doi: 10.11999/JEIT150637
[摘要](289) [PDF 924KB](365)
摘要:
在干扰背景下,集中式MIMO雷达可以通过设计发射波形提高系统的输出信干噪比,然而优化后的波形通常会具有较高的自相关旁瓣,降低了接收机对弱目标的检测性能。该文提出一种干扰背景下MIMO雷达部分相关信号设计方法。该方法在兼顾发射信号峰均比(PAPR)的同时,在发射天线对正交恒模波形进行加权处理,并以最大化接收机系统的输出信干噪比为准则建立目标函数,给出一种基于拟牛顿法的连续优化算法求解目标函数,获得最优加权,使得系统的输出信干噪比得到提升。仿真结果表明,该方法能够有效地抑制干扰,并可自适应地将发射信号能量辐射向目标方向,提高系统输出信干噪比。
快慢时间域间歇采样转发干扰生成进动锥体ISAR群阵列
王英, 束长勇, 张生俊, 黄沛霖, 姬金祖
2016, 38(2): 450-454. doi: 10.11999/JEIT150464
[摘要](223) [PDF 1051KB](521)
摘要:
为了提升空间锥体目标突防能力,该文提出一种基于快慢时间域间歇采样转发干扰生成沿距离向及方位向分布的空间锥体ISAR群阵列方法。首先分析了双站情况下空间锥体目标ISAR像成像方法;针对线性调频波分析了快慢时间域间歇采样生成空间锥体ISAR群阵列的基本原理及其ISAR假目标分布特性。最后结合电磁仿真数据,分析了快慢时间域间隙采样参数对ISAR群阵列分布的影响,可为ISAR欺骗式干扰提供参考。
海杂波AR谱多重分形特性及微弱目标检测方法
范一飞, 罗丰, 李明, 胡冲, 陈帅霖
2016, 38(2): 455-463. doi: 10.11999/JEIT150581
[摘要](232) [PDF 2004KB](468)
摘要:
该文研究了海杂波功率谱的多重分形特性。为了克服频谱傅里叶分析的缺点,用现代谱估计的方法来计算海杂波的功率谱。AR模型是一个线性预测模型,它通过序列的自相关函数矩阵来估计功率谱,并且具有更精确的频谱分辨率。该文主要分析基于AR谱估计的海杂波功率谱的多重分形特性,以及在微弱目标检测中的应用。首先,以分数布朗运动(FBM)模型为例,证明其功率谱具有多重分形特性。其次,根据X波段雷达的实测海杂波数据,通过多重去趋势分析法(MF-DFA)验证了海杂波AR谱的多重分形特性。最后,分析了海杂波AR谱的广义Hurst指数以及影响参数,并提出一种基于局部AR谱广义Hurst指数的目标检测方法。实验结果表明,该种检测方法具有海杂波背景下微弱目标检测的能力。与现有的分形检测方法和传统的CFAR检测方法对比,该算法在低信杂比情况下具有较好的检测性能。
一种幅度信息辅助多伯努利滤波算法
袁常顺, 王俊, 孙进平, 孙忠胜, 毕严先
2016, 38(2): 464-471. doi: 10.11999/JEIT150683
[摘要](270) [PDF 1399KB](458)
摘要:
在许多多目标跟踪场景中,目标返回的幅度通常强于虚警杂波返回的幅度。通过建立更加准确的包含幅度信息的目标和虚警杂波似然函数,可提高多目标估计精度。该文提出一种基于随机有限集的幅度信息辅助多伯努利滤波(Amplitude Information Assistant Multi-Bernoulli Filter, AIA-MBerF)算法。该算法通过建立幅度似然函数将幅度信息引入到多伯努利滤波的更新过程中,并给出针对线性和非线性模型的高斯混合(Gaussian Mixture, GM)和序贯蒙特卡洛(Sequential Monte Carlo, SMC)实现方法。仿真结果表明,该滤波算法相比于传统多伯努利滤波(Multi-Bernoulli Filter, MBerF)无论GM还是SMC实现都可获得更加准确稳定的目标数和对应的目标状态估计。
伪码-线性调频复合信号参数估计理论性能分析
王佩, 祝俊, 唐斌
2016, 38(2): 472-477. doi: 10.11999/JEIT150523
[摘要](145) [PDF 364KB](302)
摘要:
针对伪码-线性调频复合信号参数估计的理论性能评价问题,该文分析了分步估计方法对参数估计的影响,给出了较高信噪比时分步估计方法的理论近似性能;推导了高斯白噪声环境中伪码-线性调频信号参数无偏估计的修正克拉美-罗下限(MCRLB)的解析表达式。利用伪码序列的统计特征推导出起始频率、调制斜率、初始相位及码元宽度参数联合估计的修正Fisher信息矩阵,从而得到各参数估计的MCRLB。对结果进行了对比分析,并通过数值仿真实验,证明了该理论下限的有效性。
散射中心的时频像特征研究
郭琨毅, 牛童瑶, 屈泉酉, 盛新庆
2016, 38(2): 478-485. doi: 10.11999/JEIT150598
[摘要](214) [PDF 2377KB](575)
摘要:
散射中心是高频区电磁散射的重要特征,其属性特征,如散射幅度、位置,对方位的依赖性对于雷达成像及目标识别具有重要意义。与其它雷达图像相比,时频图像能更完整地反映出散射中心的属性特征,但目前关于不同散射中心的时频像特征研究还不完整。该文首先基于散射中心模型,从理论上分析了各个散射中心时频像的特征,然后通过全波法电磁计算得到了典型结构目标的散射数据,从数值上验证了对时频图像特征的理论分析,最后总结了不同散射中心的时频像特征,此结论有助于从时频像中直观地判断目标的散射中心类型和其对应的物理结构特点,可为基于时频像的雷达目标特征提取与识别提供一定的理论参考。
稀疏矩阵规范网格结合物理双网格分析介质海面散射特性与试验验证
苏翔, 吴振森, 王晓冰, 戴飞
2016, 38(2): 486-494. doi: 10.11999/JEIT150401
[摘要](141) [PDF 559KB](459)
摘要:
采用传统数值方法计算介质粗糙海面后向电磁散射时,波束照射面积随擦地角减小急剧增大,需要消耗大量的内存和计算时间。稀疏矩阵规范网格法用快速傅里叶变换计算远区相互作用,极大地提高了计算速度,同时基于物理的双网格法,依据格林函数在介质和自由空间中随作用距离的衰减特性,采用不同分区的网格划分技术,有效减少了介质粗糙面计算所需的内存量。该文基于Monte-Carlo方法产生不同海情PM谱海面,将上述两种方法结合,数值研究了S和Ku波段后向散射特性随擦地角的变化,并与造波池海面后向电磁散射试验进行对比。试验采用连续波扫频方法测量了造波池模拟的中低海情和缩比高海情1维PM谱海面后向散射系数。计算结果与测量数据相吻合,证明了方法具有较高的效率和可行性。结果分析表明,不同海情下海表面相关长度和散射特性存在明显差异。
综述评论
基于压缩感知理论的雷达成像技术与应用研究进展
李少东, 杨军, 陈文峰, 马晓岩
2016, 38(2): 495-508. doi: 10.11999/JEIT150874
[摘要](499) [PDF 594KB](1088)
摘要:
压缩感知理论基于信号稀疏性,将对信号采样转换为对信息自由度的采样,可大大降低采样率。而将压缩感知理论应用于雷达成像时有望在以下几个方面得到改善:增强成像性能,简化雷达硬件设计,缩短数据获取时间,减少数据量和传输量等。该文从压缩感知的稀疏性,压缩采样,无模糊重建3个关键步骤与成像雷达有机结合的角度,对近年来基于压缩感知理论的雷达成像技术研究现状进行系统综述,重点论述场景稀疏性与成像关系, 压缩采样方法(包括硬件)设计,场景图像快速高精度重建以及成像系统体制应用等方面,最后探讨了压缩感知理论应用尚需解决的问题和进一步发展方向。

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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