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2017年39卷12期

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论文
无限最大间隔线性判别投影模型
文伟, 曹雪菲, 陈渤, 韩勋, 张学峰, 王鹏辉, 刘宏伟
2017, 39(12): 2795-2802. doi: 10.11999/JEIT170256
[摘要](247) [PDF 1168KB](275)
摘要:
针对具有多模分布结构的高维数据的分类问题,该文提出一种无限最大间隔线性判别投影(iMMLDP)模型。与现有全局投影方法不同,模型通过联合Dirichlet过程及最大间隔线性判别投影(MMLDP)模型将数据划分为若干个局部区域,并在每一个局部学习一个最大边界线性判别投影分类器。组合各局部分类器,实现全局非线性的投影与分类。iMMLDP模型利用贝叶斯框架联合建模,将聚类、投影及分类器进行联合学习,可以有效发掘数据的隐含结构信息,因而,可以较好地对非线性可分数据,尤其是具有多模分布特性数据进行分类。得益于非参数贝叶斯先验技术,可以有效避免模型选择问题,即局部区域划分数量。基于仿真数据集、公共数据集及雷达实测数据集验证了所提方法的有效性。
采用复合三角函数实现MIMO雷达单快拍成像的平滑l0范数改进算法
童宁宁, 赵小茹, 丁姗姗, 何兴宇
2017, 39(12): 2803-2810. doi: 10.11999/JEIT170294
[摘要](176) [PDF 7947KB](223)
摘要:
SL0算法采用最速下降法和梯度投影原理,将选取的平滑函数逼近l0范数,以求解最优化问题实现信号重建。针对平滑函数逼近性能、算法精确度和算法运算量3个方面进行研究,该文提出一种高效地实现信号重构的算法 ICTF-SL0算法。首先,选取复合三角函数作为平滑函数,同时以加权的方式引入全变差(Total Variation, TV)设定约束条件;其次,采用Chaotic迭代代替矩阵分解实现梯度投影。仿真结果证明,相比SL0及其他改进算法,ICTF-SL0能够提高成像精度,降低运算负担,实现稀疏阵列MIMO雷达单快拍成像。
一种基于增采样的干涉SAR相位解缠方法
徐华平, 高帅, 尤亚楠
2017, 39(12): 2811-2818. doi: 10.11999/JEIT170128
[摘要](157) [PDF 30454KB](232)
摘要:
干涉合成孔径雷达测量地形高程时,复杂地形区域的干涉条纹过密会导致干涉相位解缠失败,从而使得无法精确获得地形高程信息。该文提出一种降低错误解缠率的新方法,通过对干涉复图像进行增采样,使得干涉条纹相位梯度降低,从而降低相位滤波和相位解缠处理的难度,降低相位解缠的错误率。利用干涉复图像频率与Nyquist频率之间的关系,进行所提方法对地形的适应性分析。理论分析和仿真结果验证了所提方法的有效性,尤其是对于符合Nyquist采样的大坡度区域,该方法有很好的滤波和解缠效果。该文提出的方法不需要增加额外数据,实现简单,运算速度快,可应用于干涉合成孔径雷达的地面处理系统中。
一种面向无参考点的顺轨干涉SAR海面复图像配准方法
孔维亚, 种劲松
2017, 39(12): 2819-2826. doi: 10.11999/JEIT170223
[摘要](93) [PDF 18115KB](215)
摘要:
顺轨干涉SAR海面复图像通常利用静止陆地参考点进行配准,获得精确有效的海洋流场干涉相位信息。复图像中无参考点时,仅能依据海浪纹理进行配准,受海面随机运动以及低信噪比的影响,配准像素偏移往往会出现像素级误差,并导致干涉相位图质量严重下降。根据大尺度海浪变化周期较长,在干涉成像间隔内可视作静止这一特征,该文提出保留大尺度海浪对应的方位谱分量以提高数据信噪比和相关性,进而提高配准精度的方法,并选用海面实际方位分辨率作为大尺度海浪方位谱选取范围的约束条件。通过机载顺轨干涉SAR实验数据证明,所提方法可有效提高无参考点海面复图像的配准精度。
基于空间多波束的高频地波雷达电离层杂波抑制算法
姚迪, 张鑫, 杨强, 邓维波, 陈秋实
2017, 39(12): 2827-2833. doi: 10.11999/JEIT170477
[摘要](99) [PDF 6366KB](214)
摘要:
在小孔径高频地波超视距雷达系统中,普遍存在一种覆盖一定距离单元,多普勒单元以及全部角度单元的电离层杂波。为抑制该杂波并且提高被其淹没目标的检测概率,该文提出一种基于空间多波束的电离层杂波抑制算法。该方法充分利用宽波束时波束间具有很强相关性的特点,以及实际情况下杂波覆盖的距离单元数或多普勒单元数远远多于目标所覆盖的单元数的特点来实现杂波信息的估计与抑制。仿真实验与实测数据结果均证明该方法可以有效地抑制电离层杂波,并显著地提高被淹没目标的检测概率。
空间目标多站ISAR优化布站与融合成像方法
马俊涛, 高梅国, 胡文华, 熊娣, 史林
2017, 39(12): 2834-2843. doi: 10.11999/JEIT170482
[摘要](99) [PDF 4898KB](255)
摘要:
对异址多站雷达回波相干融合可以将空间观测视角的分离转换为目标积累时间的增加,提高ISAR像方位分辨率。该文针对在轨空间目标多站ISAR相干融合成像问题,提出一种基于目标轨道先验信息的优化布站方法,提高了回波融合效率;针对多站雷达回波融合处理问题,利用轨道运动模型分析了融合成像平面的空变特性,提出融合回波越距离单元徙动、多普勒时变等问题的解决方法,使多视角回波有效相干融合。利用空间站轨道验证了融合成像平面的空变性,从徙动校正效果及分辨率改善等方面验证了布站及融合算法的有效性。
基于内部谐振的弱信号补偿介电目标重构算法
周丽军, 欧阳缮, 廖桂生, 晋良念
2017, 39(12): 2844-2850. doi: 10.11999/JEIT170287
[摘要](54) [PDF 8510KB](193)
摘要:
对断裂或下沉路基等电大尺寸异质体目标重构其几何特征(如位置,形状,尺寸等),在环境地质等工程应用及市政基础设施维护中尤为重要。然而由于电磁波在目标体内部的衰减,使得目标下表面反射回波很弱。对此该文提出一种基于内部谐振的弱信号补偿目标重构算法。由于有限目标边界的限制,电磁波在目标体内部沿传播方向产生多次反射,此现象在采样时间记录信号上体现为周期谐振。分析了谐振周期与目标宽度的关系并由此估计目标下表面的位置,结合去除虚像以后的目标前表面位置,重构目标形状。实验结果验证了提出方法的有效性以及对噪声的鲁棒性。
基于局部最优匹配的斜视SAR子孔径成像算法
孙宁霄, 吴琼之, 孙林
2017, 39(12): 2851-2859. doi: 10.11999/JEIT170466
[摘要](65) [PDF 2448KB](153)
摘要:
斜视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)能够对雷达平台的侧前或侧后方区域进行观测,极大地增加了雷达的探测范围和灵活性。针对斜视SAR子孔径成像,该文提出一种基于局部最优匹配准则的成像算法。该算法在针对某方位频率构造对应的距离徙动校正、2次距离压缩以及方位补偿函数时,以位于该方位频率处的点目标得到最佳匹配为准则,不同于传统方法的以方位中心点获得最佳匹配为准则,从而能够避免距离方位中心较远的目标的失配,有效地改善了方位边缘区域的聚焦效果。文中通过点目标仿真验证了该算法的有效性。
基于多重频脉冲串信号解速度模糊的研究
夏梦颖, 苏卫民, 顾红, 卢建春
2017, 39(12): 2860-2865. doi: 10.11999/JEIT170259
[摘要](81) [PDF 253KB](173)
摘要:
针对双重频解速度模糊系统中,信号参数选择不合理导致解速度模糊存在量化误差的问题,推导了双重频解速度模糊的量化要求。为了增大最大不模糊速度,该文提出多层解模糊系统,提出了一种四重频脉冲串解速度模糊的模型,推导了四重频信号脉冲个数的下界,并简化为了三重频脉冲串信号模型。仿真验证了理论推导的正确性。
基于改进型自适应非对称联合对角化双基地MIMO雷达多目标跟踪算法研究
张正言, 张剑云
2017, 39(12): 2866-2873. doi: 10.11999/JEIT170247
[摘要](86) [PDF 824KB](181)
摘要:
针对双基地MIMO雷达自适应非对称联合对角化(AAJD)跟踪算法性能低的问题,该文提出一种改进AAJD双基地MIMO雷达多目标跟踪算法。AAJD算法角度估计时重复利用上一时刻的角度信息,导致跟踪性能的下降。通过证明AAJD算法求出的特征矢量每一列都对应着一个目标,改进AAJD算法直接求解目标的收发角度,提高了跟踪性能,更加适用于大机动目标跟踪,并对ESPRIT算法进行改进,实现了目标角度的自动配对与关联。仿真结果表明改进AAJD算法跟踪性能高于AAJD算法,特别是跟踪大机动目标时改进AAJD算法性能更优,验证了理论分析的有效性。
基于矩阵填充的合成宽带高频雷达非网格目标分辨技术研究
陈秋实, 杨强, 董英凝, 姚迪, 叶磊, 邓维波
2017, 39(12): 2874-2880. doi: 10.11999/JEIT170449
[摘要](89) [PDF 1335KB](190)
摘要:
高频雷达由于工作在拥挤的高频频段(3~30 MHz),连续频带资源十分有限,有限的带宽限制了对目标的分辨能力。该文引入一种合成宽带的发射信号,同时针对该信号,提出一种基于矩阵填充(Matrix Completion, MC)的1维和2维目标参数估计方法,分别称之为矩阵填充1维估计(MCE-1D)和矩阵填充2维估计(MCE-2D)方法,该方法将不完备采样集合变换成低秩矩阵,通过构造双重汉克尔(two-fold Hankel)矩阵将其转化为半定规划(Semi- Definite Programming, SDP)问题求解。新方法应用于高频雷达中,可以在非连续谱的背景下获得场景中目标位置的准确估计,很好地解决了非网格目标在传统网格类方法中的基失配问题,新方法对于非网格目标具有更高的分辨能力及抗噪性能。仿真处理结果验证了该方法的有效性。
天波超视距雷达海杂波模型修正与特性分析
关泽文, 陈建文, 鲍拯
2017, 39(12): 2881-2888. doi: 10.11999/JEIT170224
[摘要](80) [PDF 540KB](242)
摘要:
因受电离层调制影响,传统的高频海杂波模型难以全面描述天波超视距雷达海杂波的空域非均匀性和时域非平稳性。该文首先基于传统的Walsh 高频海杂波模型分析了洋流的影响,提出电离层子反射面模型的概念,揭示了相干处理间隔内电离层对高频信号频谱的调制机理;然后通过建立电离层等效反射面,并将其分解为多个子反射面的方式,给出可以综合反映不同海态、不同电离层状态的天波超视距雷达海杂波修正模型。最后结合数学描述,利用该文修正模型反演分析了由电离层的空域非均匀、时域非平稳引起的典型高频海杂波多普勒偏移、展宽、分裂和多径复杂现象的实测数据多普勒谱,仿真与实测数据多普勒谱验证了所提修正模型的准确性与鲁棒性。
一种大转角ISAR两维自聚焦平动补偿方法
符吉祥, 孙光才, 邢孟道
2017, 39(12): 2889-2898. doi: 10.11999/JEIT170303
[摘要](80) [PDF 9121KB](235)
摘要:
针对ISAR目标在大转角情况下转动和平动分量耦合在一起,难以对平动分量精确补偿的问题,该文提出一种大转角ISAR两维自聚焦平动补偿方法。首先对平动粗补偿,再通过极坐标格式算法(PFA)对转动和平动2维解耦,最后利用自聚焦算法提取误差相位,从中估计剩余平动并补偿。所提方法可以同时校正由平动引起的包络误差和相位误差,且相比于传统的包络对齐级联自聚焦的平动补偿方法精度更高,相比于包络相位联合优化求解方法效率更高。仿真数据和暗室实测数据的实验结果证了所提方法的有效性与实用性。
基于压缩感知的CFAR目标检测算法
马俊虎, 刘长远, 甘露
2017, 39(12): 2899-2904. doi: 10.11999/JEIT170382
[摘要](168) [PDF 289KB](260)
摘要:
该文提出一种基于压缩感知(Compressive Sensing, CS)的恒虚警率(Constant False Alarm Rate, CFAR)目标检测算法,首先分析了目标在距离单元上具有稀疏特性,并构造了目标回波的稀疏字典,设计特定的测量矩阵以及基于CS的CFAR检测结构,然后实现了对回波信号的压缩测量和CFAR检测,无需对回波信号重构。该文提出的算法具有很好的降噪性能并提高了检测效率,可以对低信噪比、低信杂比信号成功检测。仿真结果表明:当信噪比为-14 dB,信杂比为-10 dB时,该算法与传统匹配滤波检测算法相比,减少了一半数据运算量,性能明显优于压缩匹配滤波检测算法。
一种基于高效FrFT的LFM信号检测与参数估计快速算法
黄响, 唐世阳, 张林让, 谷亚彬
2017, 39(12): 2905-2911. doi: 10.11999/JEIT170467
[摘要](67) [PDF 862KB](166)
摘要:
针对传统方法对线性调频(LFM)信号检测与参数估计运算量大的问题,该文提出一种基于高效FrFT的快速算法。首先,分析了高效FrFT原理,指出高效FrFT存在旋转角度的选取、易受初始频率影响以及抗噪性能差等问题。针对以上问题,该文利用修正的功率谱平滑滤波方法对高效FrFT进行改进。理论分析表明,该文提出的改进算法仅用3次旋转角度即可实现较低信噪比下LFM信号的检测和参数估计。与传统的FrFT相比,在保证参数估计精度不变的情况下,运算复杂度大大降低,更符合工程上实时处理的要求。仿真结果验证了该算法的有效性。
一种基于概率图模型的多时相SAR相干变化检测方法
冀广宇, 董勇伟, 李焱磊, 梁兴东
2017, 39(12): 2912-2920. doi: 10.11999/JEIT170208
[摘要](141) [PDF 4015KB](227)
摘要:
相干变化检测(CCD)利用重轨SAR数据对场景中表现为低相干特性的变化区域具有良好的检测性能,然而场景中诸如植被、阴影、强散射旁瓣、低散射等区域也呈现低相干特性,对检测结果造成干扰,尤其在高波段SAR CCD中,对检测效果影响更加明显。该文利用多时相SAR数据形成的相干变化差异图像(CCD图像)建立概率图模型,提出一种多时相CCD处理方法。该方法以多时相CCD图像作为观测量,通过选取合适的参与处理图像数量及优化场景中变化区域的分类,计算目标变化区域的后验概率,可有效减小低相干干扰区域造成的影响。仿真和实测数据结果验证了该方法的正确性和有效性。
基于DOA和TDOI的主瓣扫描辐射源定位方法
张翼飞, 张敏, 郭福成
2017, 39(12): 2921-2928. doi: 10.11999/JEIT170141
[摘要](77) [PDF 493KB](199)
摘要:
针对具有已知扫描周期特性的辐射源无源定位问题,该文提出一种基于主瓣到达角(DOA)和扫描截获时间差(TDOI)的联合定位体制。通过对其定位误差的克拉美-罗下限(CRLB)推导,给出了联合定位体制的性能与DOA和信号截获时间(TOI)观测量的等效测角噪声功率比的关系。为了利用非线性联合观测量确定扫描辐射源的位置,通过将TDOI观测量转换成等效DOA观测量,给出一种加权伪线性最小二乘(WPLS)定位方法;为消除观测矩阵相关噪声导致的WPLS估计偏差,提出了一种加权辅助变量(WIV)定位方法,算法复杂度约为WPLS算法的2倍。仿真结果表明,WIV方法的定位误差在辐射源单个扫描周期内即可达到CRLB,定位性能与极大似然(ML)定位方法相当;随着观测次数的增多,WIV方法可以渐近达到无偏估计。
面向时间同步业务的空间信息网络拓扑聚合图模型
蔚保国, 鲍亚川, 魏海涛
2017, 39(12): 2929-2936. doi: 10.11999/JEIT170252
[摘要](47) [PDF 1094KB](156)
摘要:
空间信息网络的发展呈现出节点异构和功能多样化趋势,网络节点间的时间同步是实现协同任务的重要技术基础。论文对空间信息网络的时间同步业务特性进行了分析,并提出基于多跳中继的时间同步误差模型。针对非实时时间同步业务特点,提出了钟差相对不变性概念,并基于此提出了面向时间同步业务的空间信息网络拓扑聚合图模型。不同于面向通信业务的网络拓扑模型,该模型的建立以节点时钟性能和时间比对链路性能为约束条件,反映了时间同步业务的特性和需求。针对该模型进行了空间信息网络时间同步仿真实验,实验结果表明基于该模型进行多跳中继时间同步,可以减少时间同步过程的路由筛选及建链次数,降低时间同步业务的链路资源消耗,同时可以达到更高的时间同步精度。
基于扩散算子的带限图信号加权重建策略
杨立山, 游康勇, 郭文彬
2017, 39(12): 2937-2944. doi: 10.11999/JEIT170106
[摘要](66) [PDF 1966KB](181)
摘要:
图信号处理技术将经典信号处理的概念和算法延展到图结构信号的处理领域。对于带限图信号,可以通过分析信号之间的关联性,重建出未采样的信号。该文分析了未采样信号的构成架构,提出一个基于扩散算子的未采样信号迭代重建算法。在每次迭代过程中,将已采样信号的重建残差扩散至所有未采样的信号节点,并进一步通过初步估计结果与重建残差的加权处理,提升算法的收敛速度。采用合成数据和真实数据进行仿真验证,实验结果显示所提出的算法具有低重建误差和快速收敛的特点。
显著中心先验和显著-深度概率矫正的RGB-D显著目标检测
刘政怡, 黄子超, 张志华
2017, 39(12): 2945-2952. doi: 10.11999/JEIT170235
[摘要](82) [PDF 3463KB](210)
摘要:
随着深度特征在图像显著检测领域中发挥越来越重要的作用,传统的RGB图像显著检测模型由于未能充分利用深度信息已经不能适用于RGB-D图像的显著检测。该文提出显著中心先验和显著-深度(S-D)概率矫正的RGB-D显著检测模型,使得深度特征和RGB特征间相互指导,相互补充。首先,依据3维空间权重和深度先验获取深度图像初步显著图;其次,采用特征融合的流形排序算法获取RGB图像的初步显著图。接着,计算基于深度的显著中心先验,并以该先验作为显著权重进一步提升RGB图像的显著检测结果,获取RGB图像最终显著图;再次,计算显著-深度矫正概率,并对深度图的初步显著检测结果使用此概率进行矫正。接着,计算基于RGB的显著中心先验,并以该先验作为显著权重进一步提升深度图像矫正后的显著检测结果,获取深度图像的最终显著图;最后,采用优化框架对深度图像最终显著图进行优化得到RGB-D图像最终的显著图。所有的对比实验都是在公开的数据集NLPR RGBD-1000数据集上进行,实验结果显示该文算法较当前流行的算法有更好的性能。
基于支持样本间接式的行人再识别
孙锐, 方蔚, 黄启恒, 高隽
2017, 39(12): 2953-2961. doi: 10.11999/JEIT170215
[摘要](96) [PDF 35349KB](248)
摘要:
行人再识别就是在无重叠视域多摄像机监控系统中,识别出相同的行人。针对来自于不同摄像头行人图片存在着视角、光照和尺度变化的问题。该文提出了基于支持样本间接式匹配的行人再识别方法。该算法首先通过聚类的方法分别提取不同摄像头下的支持样本,当要对来自不同摄像头的行人进行匹配时,在距离测度的基础上利用支持样本分别判别出其所在摄像头下的行人类别,通过类别的对比判断是否为同一行人。该方法避免了不同摄像头下行人图片直接匹配,有效解决不同摄像头带来的视角、光照和尺度问题。实验结果表明该文的算法相比一些经典算法识别率有一定的提高,并且在数据集VIPeR, CAVIAR4ReID和CUHK01上,Rank1分别达到了43.60%, 41.36%, 43.82%。
基于物理模型与边界约束的低照度图像增强算法
陈勇, 詹帝, 刘焕淋
2017, 39(12): 2962-2969. doi: 10.11999/JEIT170267
[摘要](98) [PDF 35792KB](259)
摘要:
针对低照度下图像降质严重的问题,该文提出一种基于边界约束与图像亮度的低照度图像增强算法。该算法首先通过改进的边界约束对伪雾图进行透射率估计,并对其进行优化;同时从伪雾图雾的形成原理出发,利用低照度图像的亮度分量进行伪雾图大气光值的估计;最后将增强后的伪雾图反转,即得到增强后的低照度图像。实验结果表明,针对低照度下的图像,该算法可以有效地提升对比度和亮度,过增强现象得到改善;效果优于对比算法,且复杂度低。
一种设计M通道双正交过采样图滤波器组的新算法
蒋俊正, 刘松辽, 欧阳缮
2017, 39(12): 2970-2975. doi: 10.11999/JEIT170462
[摘要](87) [PDF 878KB](152)
摘要:
针对现有的M通道过采样图滤波器组整体性能较差的问题,该文提出一种过采样图滤波器组设计的新算法。在新算法中,分两步来设计图滤波器组。首先,从频谱特性方面考虑来设计分析滤波器,以分析滤波器的通带波纹和阻带能量为目标函数,以3 dB约束为约束条件,通过半正定规划求解出频谱选择性较好的分析滤波器;然后,从完全重构特性方面考虑来设计综合滤波器,以综合滤波器的阻带能量为目标函数,以完全重构条件为约束函数。上述两个约束优化问题都是半正定规划问题,都可有效地求解。新算法综合考虑了滤波器组的重构特性和频率特性,因此可以设计得到整体性能良好的M通道双正交过采样的图滤波器组。仿真对比表明,与已有的设计算法相比,新算法设计所得的图滤波器组具备更小的重构误差。
双向MIMO中继系统中一种低复杂度的联合信道估计方法
杜建和, 花妍, 林和昀, 田沛
2017, 39(12): 2976-2982. doi: 10.11999/JEIT170463
[摘要](72) [PDF 389KB](197)
摘要:
对于双向多输入多输出(MIMO)中继系统,如何在减少中继负担的情况下获得精确的信道状态信息(CSI)成为信道估计的一个难点。该文针对双向MIMO中继系统,提出一种低复杂度的联合信道估计方法。所提方法在两个用户端同时发送正交信道训练信号至中继,中继采用所设计的放大因子放大所接收的信号并转发至两个用户。每个用户对所接收的信号构造平行因子(PARAFAC)模型,并根据实际系统要求,分别设计了迭代和非迭代的两种拟合算法对PARAFAC模型进行拟合,从而联合估计出所有信道的CSI。所提信道估计方法无需在中继处进行信道估计,减轻了中继的负担。与已有信道估计方法相比,所提方法设计灵活,采用的拟合算法具有较低的复杂度,而且在使用较少信道训练信号的情况下具有较高的信道估计精度。
基于可重构频率选择表面的天线RCS减缩研究
王夫蔚, 任宇辉, 高宝建
2017, 39(12): 2983-2989. doi: 10.11999/JEIT170136
[摘要](82) [PDF 1793KB](166)
摘要:
针对天线雷达截面减缩问题,该文提出一种基于二极管控制的可重构频率选择表面结构,并将其用于天线的雷达截面减缩技术。论文将可重构技术应用于频率选择表面设计,使得频率选择表面可以在带通型以及带阻型之间进行相互切换。为了在保证天线辐射特性的前提下降低天线的雷达截面,该文考虑将可重构频率选择表面作为天线反射板用以置换一般的金属反射板。通过二极管导通/截断使得可重构频率选择表面反射板处于不同状态,以实现天线在不同工作状态下的RCS减缩控制及切换。仿真及实测结果表明,使用可重构频率选择表面反射板,天线雷达截面的最大减缩量可达20 dB以上,减缩角域可达-60+60,同时天线的辐射特性几乎未发生变化。该方法可在保证天线辐射特性的基础上极大程度降低天线的雷达截面,并能做到天线雷达截面减缩频段的可重构。
基于容量相关字典的5G毫米波大规模天线单元选择算法
王琦, 赵雄文, 张蕊, 李树, 王蒙军, 孙韶辉
2017, 39(12): 2990-2998. doi: 10.11999/JEIT170228
[摘要](77) [PDF 3359KB](195)
摘要:
针对传统天线选择算法在大规模天线阵列应用中的局限性,该文在多用户场景下提出一种基于容量相关字典的5G毫米波大规模天线随机选择算法。该算法通过特定环境中不同位置处的多用户与基站的交互,快速提取大规模天线单元间容量的强弱相关特性,并建立相关字典;在天线选择时,先搜索最优信道容量单元连接射频链路,再随机选择相关字典中与最优单元容量相关大的天线单元接入其余射频链路。该方法大大降低了传统天线选择算法应用的复杂度,只与环境有关且较为稳定,当新用户加入时也无需重新建立相关字典。该方法通过损失一部分性能来换取较低的复杂度,适用于天线单元多的大规模天线阵列。此外,该文在室内开放式办公室开展了26 GHz视距和非视距下的大规模天线信道测试,分析了不同场景下的天线阵列行间单元间的容量相关性,并对该算法的系统信道容量性能进行了实验验证。
MIMO-OFDM系统中各天线独立相位噪声的影响
彭聪, 许鹏, 陈翔, 赵明
2017, 39(12): 2999-3003. doi: 10.11999/JEIT170260
[摘要](51) [PDF 599KB](199)
摘要:
随着无线通信频段的不断提高,非理想载波所引入的相位噪声对OFDM系统正交性的破坏也越来越不容忽视。与此同时,受天线间距离等实际因素的限制,发送或接收端的天线间可能无法共用载波时钟,导致不同天线上的相位噪声互相独立。该文在各天线独立的相位噪声的假设下,得出了MIMO-OFDM系统各子流检测误差的自相关矩阵的近似表达式,其中公共相位误差(CPE),载波间干扰(ICI)和热噪声的影响具有可加性,且对于CPE和ICI二者而言,收发相位噪声的影响也近似可加。上述理论推导的合理性通过计算机仿真得以验证。
可见光多维无载波幅度相位调制系统
王旭东, 崔玉, 吴楠
2017, 39(12): 3004-3012. doi: 10.11999/JEIT170276
[摘要](66) [PDF 3136KB](159)
摘要:
针对室内可见光通信调制技术和多用户接入问题,该文基于直流偏置和极性编码信号单极化思想提出两种系统复杂度低、频带利用率高的可见光多维无载波幅度相位(DCO-MCAP, U-MCAP)调制方案。首先利用最大最小优化算法构建无频谱泄漏的频域目标方程,采用完全重建(PR)条件作为非线性约束方程,求取时域正交的多维CAP滤波器组,然后分别采用添加直流偏置和零值位置极性编码实现信号单极性,以满足可见光通信强度调制/直接检测的要求。基于朗伯辐射模型,可见光背景噪声建模为加性高斯白噪声(AWGN),推导了DCO- CAP/MCAP, U-CAP/MCAP 4种调制方案的误符号率理论解,仿真验证了其准确性。在5 m5 m3 m的室内场景下,仿真对比分析了2维、3维、4维可见光CAP调制系统的频带利用率、误码率等性能。结果表明,相同星座尺寸时,多维CAP调制的误码性能明显优于传统2维;相同频带利用率时,3种维度系统误码性能相近,可见光多维CAP调制为多用户接入提供可能性。此外,讨论了信道参数对可见光CAP系统的影响,发射机辐射角与收发信机之间距离都与信噪比损失呈现出正相关性。
标准模型下可证明安全的支持大规模属性集与属性级用户撤销的CP-ABE方案
王建华, 王光波, 徐开勇
2017, 39(12): 3013-3022. doi: 10.11999/JEIT170199
[摘要](71) [PDF 566KB](181)
摘要:
密文策略属性加密方案,特别是不受某个特定值限制的大规模属性集下的密文策略属性加密方案在云存储中得到了越来越广泛的应用,它能够实现细粒度的访问控制。但是在原始的属性加密方案中,解决动态的用户与属性撤销,是当前面临的重要挑战。为了解决这一问题,该文提出一个标准模型下可证明安全的支持大规模属性集的密文策略属性加密方案,该方案能够实现属性级的用户撤销,即若用户的某个属性被撤销,不会影响该用户其他合法属性的正常访问。为了实现撤销,将密钥分为两部分:为用户生成的私钥以及为云存储中心生成的授权密钥。在该方案中,若用户的属性被撤销,那么该属性对应的密文将进行更新,只有该属性没有被撤销的用户才能够成功地进行密钥更新而解密密文。该文基于q-type 假设在标准模型下对方案进行了选择访问结构明文攻击的安全性证明。最后对方案进行了性能分析与实验验证,实验结果表明,与已有相关方案相比,虽然为了实现属性撤销,增加了存储中心的计算负载,但是不需要属性中心的参与,因此降低了属性中心的计算负载,而且用户除了密钥外不需要其它额外参数来实现属性撤销,因此大大节省了存储空间。
使用改进K-SVD的网络多媒体业务QoS类识别
王再见, 董育宁, 汤萍萍, 杨凌云, 张晖
2017, 39(12): 3023-3029. doi: 10.11999/JEIT170133
[摘要](54) [PDF 703KB](173)
摘要:
该文基于网络多媒体业务QoS(Quality of Service)特征特点,提出网络业务QoS类识别算法。探索了新的多媒体业务QoS类划分模式,在QoS分类的基础上,可以通过将具有相同或相似QoS需求特征的业务流聚集生成聚集流。聚集流划分使用较少的QoS特征,借助聚集流可以在合理的粒度上区分多媒体业务。该文从QoS特征出发分析了聚集流识别的特点,利用网络多媒体业务典型QoS特征的稀疏性,使用改进K-SVD(Kernel Singular Value Decomposition)进行字典学习,实现网络多媒体业务QoS类识别。实验结果表明,该文算法比现有方法具有更高的QoS类识别准确性。
航磁全轴总场梯度系统补偿算法研究
吴佩霖, 张群英, 李光, 刘丽华, 方广有
2017, 39(12): 3030-3038. doi: 10.11999/JEIT170233
[摘要](159) [PDF 3903KB](227)
摘要:
航空磁法勘探是一种高效、便捷的地球物理勘探方法。使用多个光泵磁力仪实现全轴梯度测量是航空磁法勘探中的一种重要手段。该文针对无人机飞行平台设计了一种航磁全轴总场梯度测量系统,并提出使用前馈网络的方法来实现航磁数据的补偿。系统通过4个光泵磁力仪获得全轴总场梯度数据,经过前馈网络实现数据补偿后,全轴总场梯度数据补偿质量的提升比分别为15.2, 4.7和5.9,数据峰值信噪比的提升分别为17.1 dB, 6.5 dB和6.5 dB,交叉标定系数表明前馈网络具有很好的泛化性能。实验结果验证了该文采用的全轴梯度系统和数据补偿方法的正确性和有效性,能够有效地应用于高精度航磁勘探领域。
一种AlGaN/GaN HEMT非线性器件模型参数提取的方法
常永明, 毛维, 杜林, 郝跃
2017, 39(12): 3039-3044. doi: 10.11999/JEIT170097
[摘要](59) [PDF 633KB](145)
摘要:
该文提出一种新的绝对误差函数,应用该函数进行非线性模型参数提取可以避免计算误差,显著降低参数提取的不准确性。由于氮化物半导体器件,尤其是AlGaN/GaN HEMT器件已经开始得到广泛应用,其模型和参数对射频和电力电子器件和电路设计至关重要,分别使用3种误差函数对 AlGaN/GaN HEMT器件模型进行了参数提取并对比,对比结果表明该文提出的误差函数更加精确和有效。同时为今后的电子器件的模型参数提取提供了一种有效且精确的方法。
学术讨论
异构双向签密方案的安全性分析和改进
张玉磊, 王欢, 刘文静, 王彩芬
2017, 39(12): 3045-3050. doi: 10.11999/JEIT170203
[摘要](114) [PDF 210KB](170)
摘要:
异构签密可以保证异构密码系统之间数据的机密性和不可伪造性。2016年,刘景伟等人提出了传统公钥密码和无证书公钥密码之间的PCHS和CPHS双向异构签密方案。但是,经过分析,发现PCHS方案和CPHS方案均不安全。首先描述了第2类敌手对两个方案的攻击过程,其次分析了两个方案存在第2类敌手攻击的原因,最后对PCHS方案和CPHS方案进行改进。改进方案克服了原方案的安全性问题,保证了传统公钥密码和无证书公钥密码环境之间数据的安全传输。

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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