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2017年39卷2期

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论文
模糊非基因信息记忆的双克隆选择算法
宋丹, 樊晓平, 文中华, 黄大足, 屈喜龙
2017, 39(2): 255-262. doi: 10.11999/JEIT160359
[摘要](344) [PDF 1148KB](532)
摘要:
该文针对传统智能优化算法中虚拟碰撞而导致的全局搜索效率降低的问题,提出一种模糊非基因信息记忆的双克隆选择算法。该算法设计基于模糊非基因信息的搜索机制与克隆选择原理相结合,对抗体进化中的非基因信息进行采集、模糊化并保存到记忆库,运用这些信息引导该抗体后续的双克隆搜索过程,从而减少非优区域的虚拟碰撞,提高全局搜索效率。通过标准测试函数的仿真试验并与其他算法比较,新算法表现出更快的全局收敛速度和更高的全局收敛精度。
基于深度卷积神经网络的场景自适应道路分割算法
王海, 蔡英凤, 贾允毅, 陈龙, 江浩斌
2017, 39(2): 263-269. doi: 10.11999/JEIT160329
[摘要](469) [PDF 9846KB](860)
摘要:
现有基于机器学习的道路分割方法存在当训练样本和目标场景样本分布不匹配时检测效果下降显著的缺陷。针对该问题,该文提出一种基于深度卷积网络和自编码器的场景自适应道路分割算法。首先,采用较为经典的基于慢特征分析(SFA)和GentleBoost的方法,实现了带标签置信度样本的在线选取;其次,利用深度卷积神经网络(DCNN)深度结构的特征自动抽取能力,辅以特征自编码器对源-目标场景下特征相似度度量,提出了一种采用复合深度结构的场景自适应分类器模型并设计了训练方法。在KITTI测试库的测试结果表明,所提算法较现有非场景自适应道路分割算法具有较大的优越性,在检测率上平均提升约4.5%。
基于Fisher约束和字典对的图像分类
郭继昌, 张帆, 王楠
2017, 39(2): 270-277. doi: 10.11999/JEIT160296
[摘要](226) [PDF 686KB](483)
摘要:
基于稀疏表示的分类方法由于其所具有的简单性和有效性获得了研究者的广泛关注,然而如何建立字典原子与类别信息间的联系仍然是一个重要的问题,与此同时大部分稀疏表示分类方法都需要求解受范数约束的优化问题,使得分类任务的计算较复杂。为解决上述问题,该文提出一种新的基于Fisher约束的字典对学习方法。新方法联合学习结构化综合字典和结构化解析字典,然后通过样本在解析字典上的映射直接求解稀疏系数矩阵;同时采用Fisher判别准则编码系数使系数具有一定的判别性。最后将新方法应用到图像分类中,实验结果表明新方法在提高分类准确率的同时还大大降低了计算复杂度,相较于现有方法具有更好的性能。
基于快速地标采样的大规模谱聚类算法
叶茂, 刘文芬
2017, 39(2): 278-284. doi: 10.11999/JEIT160260
[摘要](296) [PDF 438KB](490)
摘要:
为避免传统谱聚类算法高复杂度的应用局限,基于地标表示的谱聚类算法利用地标点与数据集各点间的相似度矩阵,有效降低了谱嵌入的计算复杂度。在大数据集情况下,现有的随机抽取地标点的方法会影响聚类结果的稳定性,k均值中心点方法面临收敛时间未知、反复读取数据的问题。该文将近似奇异值分解应用于基于地标点的谱聚类,设计了一种快速地标点采样算法。该算法利用由近似奇异向量矩阵行向量的长度计算的抽样概率来进行抽样,同随机抽样策略相比,保证了聚类结果的稳定性和精度,同k均值中心点策略相比降低了算法复杂度。同时从理论上分析了抽样结果对原始数据的信息保持性,并对算法的性能进行了实验验证。
基于分裂基-2/(2a)FFT算法的卷积神经网络加速性能的研究
伍家松, 达臻, 魏黎明, SENHADJILotfi, 舒华忠
2017, 39(2): 285-292. doi: 10.11999/JEIT160357
[摘要](372) [PDF 698KB](600)
摘要:
卷积神经网络在语音识别和图像识别等众多领域取得了突破性进展,限制其大规模应用的很重要的一个因素就是其计算复杂度,尤其是其中空域线性卷积的计算。利用卷积定理在频域中实现空域线性卷积被认为是一种非常有效的实现方式,该文首先提出一种统一的基于时域抽取方法的分裂基-2/(2a) 1维FFT快速算法,其中a为任意自然数,然后在CPU环境下对提出的FFT算法在一类卷积神经网络中的加速性能进行了比较研究。在MNIST手写数字数据库以及Cifar-10对象识别数据集上的实验表明:利用分裂基-2/4 FFT算法和基-2 FFT算法实现的卷积神经网络相比于空域直接实现的卷积神经网络,精度并不会有损失,并且分裂基-2/4能取得最好的提速效果,在以上两个数据集上分别提速38.56%和72.01%。因此,在频域中实现卷积神经网络的线性卷积操作是一种十分有效的实现方式。
基于贝叶斯准则的随机共振算法研究
刘书君, 杨婷, 唐明春, 王品, 李勇明
2017, 39(2): 293-300. doi: 10.11999/JEIT160361
[摘要](243) [PDF 291KB](425)
摘要:
该文针对二元假设检验问题,首先在贝叶斯准则的基础上,分析了最小化贝叶斯代价所对应的最优噪声,将贝叶斯代价的最小化问题等价为虚警概率和/或检测概率的最优化。其次,在保证一定虚警概率和检测概率的前提下,建立起能同时改善检测概率和虚警概率的模型。然后分别给出当检测概率一定时虚警概率最小和虚警概率一定时检测概率最大这两种极限情况下对应的最优加性噪声,并对其进行线性凸组合以获得模型所需的最优加性噪声,进一步分析并证明了该模型能够成立的充分条件。再次,获得先验概率已知和未知两种情况下最小化贝叶斯代价时所对应的加性噪声,且当先验知识发生改变时,该算法只需调整加性噪声中一个可变参数即可获得相应的最优贝叶斯代价。最后,结合具体的检测问题,通过仿真验证了所提算法的有效性。
基于稀疏重构的共形阵列稳健自适应波束形成算法
陈沛, 赵拥军, 刘成城
2017, 39(2): 301-308. doi: 10.11999/JEIT160436
[摘要](272) [PDF 307KB](398)
摘要:
针对共形阵列天线自适应波束形成中存在的通用性差、主瓣保形困难、计算复杂度高等问题,该文提出一种基于稀疏重构的稳健自适应波束形成算法。该算法通过引入渐进最小方差准则,实现了干扰加噪声协方差矩阵的稀疏重构,并得到期望方向上的导向矢量估计,进而求得波束形成器的最优权矢量。该算法无需复杂的子阵分解或虚拟映射变换,适用于任意阵列形状。仿真实验验证了该算法不仅保证了期望的主瓣响应,同时对指向误差有较好的稳健性。与现有算法相比,该算法所需采样快拍数少,计算复杂度低,收敛速度快,在较大的输入信噪比范围内达到了较好的阵列输出性能。
基于自适应逼近残差的稀疏表示语音降噪方法
周伟力, 贺前华, 王亚楼, 庞文丰
2017, 39(2): 309-315. doi: 10.11999/JEIT160369
[摘要](288) [PDF 1298KB](472)
摘要:
该文提出一种基于自适应逼近残差的稀疏表示语音降噪方法。在字典学习阶段基于K奇异值分解(K-Singular Value Decomposition, K-SVD)算法获得干净语音谱的过完备字典,在稀疏表示阶段基于权重因子调整后的噪声谱和估计的交叉项对逼近残差持续自适应地更新,并采用正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)方法对干净语音谱进行稀疏重构。最后结合估计的干净语音谱与带噪语音相位,通过傅里叶逆变换获得重构的干净语音。实验结果表明所提方法在不同噪声和信噪比条件下相比标准的谱减法,稀疏表示语音降噪算法和基于自回归隐马尔可夫模型的降噪方法有更好的降噪效果。
超声传输时间法颈动脉脉搏波速估计精度及影响因素研究
邓丽, 张榆锋, 杨丽春, 胡晓, 李支尧, 高莲, 张俊华
2017, 39(2): 316-321. doi: 10.11999/JEIT160306
[摘要](150) [PDF 1440KB](379)
摘要:
该文基于传播模型定量分析了超声传输时间法检测局部脉搏波速(PWV)过程中扫描帧频与声束数对脉动位移曲线估计、延迟时间估计及PWV拟合的估计精度,采用方差分析确定了误差显著性和影响因素的主次关系。结果表明,脉动位移相对误差在0.23~0.28之间,帧频对其估计精度影响不显著( p0.05);延迟时间估计同时受声束对距离和帧频的影响(p0.01 ),声束对间距从2.38 mm 增大到 38 mm , 平均相对误差由0.99减至0.06;帧频从1127 Hz 减小为226 Hz,平均相对误差由0.19 增至 0.43; PWV拟合受声束数及帧频的共同影响,声束数不小于10时,估计误差为7%~20%,帧频为主要影响因素(p0.01 )。因此,在保证合理声束数条件下,提高帧频可改善PWV的估计精度。结果有助于为后续PWV检测精度的改进研究提供依据。
无需预先测速的靶场弹丸落点定位算法实现
李鹏宇, 车录锋, 郑春雷
2017, 39(2): 322-327. doi: 10.11999/JEIT160316
[摘要](234) [PDF 960KB](649)
摘要:
该文针对现有靶场弹丸落点定位系统需要提前测量波速,实际应用复杂,定位误差大等问题,提出一种无需预先测速的弹丸落点定位算法,此算法采用米字型传感器阵列,米字型阵列又可以分解成2组五元十字阵,通过来波方向(DOA)算法预先估计波速,然后把波束估计值代入到达时间差算法(TDOA)方程中计算初始位置,再把初始位置和估计波速作为参数代入到泰勒级数展开算法中,收敛定位。由于不需要预先人工测量波速,减少了波速测量误差,波速和定位位置都是在迭代算法中逐步收敛求精的,所以该算法提高了弹丸落点定位精度,减少了实际应用的复杂性。仿真算法也验证了此方法的可行性,在距离定位阵列1000 m范围内迭代算法都是收敛的。
交织法构造高斯整数零相关区序列集
刘凯, 姜昆
2017, 39(2): 328-334. doi: 10.11999/JEIT160276
[摘要](259) [PDF 225KB](387)
摘要:
该文提出一种新的移位序列集的构造方法,并基于这些新的移位序列,通过交织周期为N的完备高斯整数序列,得到一类具有灵活相关区长度的周期为2N的高斯整数零相关区序列集。这类新的序列集的参数能接近甚至达到Tang-Fan-Matsuji界,所以序列集的性能是最佳的或者几乎最佳的。高斯整数零相关区序列集可为高速准同步扩频系统提供更多的地址选择空间。
一种WiFi多信道聚合的高速同步回传方法
薛青, 方旭明
2017, 39(2): 335-341. doi: 10.11999/JEIT160375
[摘要](231) [PDF 407KB](638)
摘要:
为满足疯狂增长的数据业务需求,近年来蜂窝基站的部署越来越趋于小型化和密集化,这就对回传技术性能提出了更高的要求。该文将WiFi作为5G网络中的一种无线回传技术,提出一种基于WiFi多信道聚合的高速同步回传方案。现有WiFi协议(如IEEE 802.11n/ac)采用静态或动态信道绑定技术可将多个具有连续频谱的信道聚合为单一宽信道,从而提高网络容量。但是,静态绑定方式不够灵活,动态绑定方式在密集用户分布下也很难发挥其优势。该文则通过在单一网络节点上配置多射频实现非连续频谱的WiFi多信道聚合,其在扩展传输带宽,提升网络性能的同时,也可以有效克服802.11n/ac中信道绑定方式的弊端。方案主要包括3部分:多节点联合信道扫描、多信道同步收发控制及干扰检测。理论分析和仿真结果表明,所提非连续频谱的WiFi多信道聚合方案的回传性能优于802.11n/ac中连续频谱聚合方案,且多信道同步传输能有效抑制回传网络中的邻道干扰。最后,由搭建的原型验证系统证明了所提方案的可行性及有效性。
非理想信道状态下多波束卫星通信的鲁棒安全传输设计
王舒, 达新宇
2017, 39(2): 342-350. doi: 10.11999/JEIT160429
[摘要](178) [PDF 326KB](396)
摘要:
考虑多波束卫星通信中存在多天线窃听用户的场景以及非理想信道状态信息带来的系统安全性能恶化,针对合法信道与窃听信道均不理想的多用户MISOME(Multi Input, Single Output, Multi Eavesdropper)系统,该文基于两种类型的信道误差提出了两种鲁棒安全传输方法。在确定误差模型下,利用发送波束成形以及人工噪声协方差的联合优化设计解决系统最差情况安全速率最大化问题(Worst-Case Secrecy Rate Maximization, WC-SRM)问题,通过推导分析将非凸的WC-SRM问题等价为一个1维搜索问题,而这个等价问题的最优解可通过一系列半定规划(SemiDefinite Program, SDP)问题的求解而得到。在统计误差模型下,为求解中断概率约束安全速率最大化(Outage Probability Constrained Secrecy Rate Maximization, OP-SRM)问题,该文提出一种基于WC-SRM的鲁棒安全设计的可靠近似方案。仿真分析验证了该文所提方法的鲁棒性与有效性。
一种高性能低复杂度的基于串匹配的屏幕图像无损压缩算法
林涛, 蔡文婷, 陈先义, 周开伦, 王淑慧
2017, 39(2): 351-359. doi: 10.11999/JEIT160560
[摘要](218) [PDF 277KB](399)
摘要:
传统无损压缩算法对屏幕图像的压缩效果不佳。该文根据典型屏幕图像的特性,以LZ4HC(LZ4 High Compression)算法为具体实现基础,提出一种基于串匹配的高性能低复杂度(String Matching with High Performance and Low Complexity, SMHPLC) 的屏幕图像无损压缩算法。相对于传统字典编码无损压缩算法,新算法提出了以像素为搜索和匹配单位,对未匹配串长度、匹配串长度以及匹配偏移量这3个编码参数进行联合优化编码,并对参数进行映射编码。实验结果表明,SMHPLC具有高性能和低复杂度的综合优势,大幅降低编码复杂度,提高了编码效率。使用移动的文字和图形类的AVS2通用测试序列作为测试对象,对于YUV和RGB两种格式,SMHPLC算法比LZ4HC总体节省码率分别为22.4%,21.2%,同时编码复杂度降低分别为34.6%,46.8%。
可见光通信中的无载波位相调制技术
吴楠, 王旭东, 姚凯莉, 盖新东, 何荣希
2017, 39(2): 360-366. doi: 10.11999/JEIT160343
[摘要](247) [PDF 1488KB](557)
摘要:
为了保证可见光通信(VLC)系统能够为智能终端提供高速率、低能耗的数据传输服务。该文基于脉冲位置调制(PPM)技术,提出了一种新型的无载波位相(CPP)调制技术,即通过运用正交滤波器提高了PPM的传输速率。而针对采用CPP调制在VLC系统中功率效率显著降低的问题,提出了全新的时变偏置有效地降低了系统的功耗。最后仿真结果表明,采用时变偏置的CPP系统同采用直流偏置相比,在获得相同BER性能且带宽受限的情况下可以节省2 dB的信噪比。而同时考虑信号时隙之间的相关性,时变偏置可以进一步提升约1.5 dB的BER性能。
基于Benders分解的无线网络协作节能机制
郑飞, 李文璟, 喻鹏, 丰雷, 孟洛明
2017, 39(2): 367-373. doi: 10.11999/JEIT160387
[摘要](180) [PDF 1405KB](298)
摘要:
该文为降低无线接入网的能耗,提出一种基于Benders分解的协作节能机制,通过协作基站选择和基站状态控制以解决基站休眠带来的弱覆盖问题。结合业务量分布和SINR空间变化建立协作基站的选择模型,用以找到合适的协作基站以及相应的休眠基站。并提出一个基于Benders分解的联合优化策略,控制基站活跃/休眠状态,实现网络容量与吞吐量间的平衡。仿真结果表明,该机制可在不增加发射功率的条件下实现覆盖补偿,并在至多42.6%的基站休眠时,仍能满足网络的基本性能要求。
面向链路比特流的未知帧关联分析
薛开平, 柳彬, 王劲松, 李威, 薛颖杰
2017, 39(2): 374-380. doi: 10.11999/JEIT160289
[摘要](192) [PDF 261KB](430)
摘要:
在电子对抗中,截获到对方的通信比特流序列之后,当链路协议类型未知时,现有的协议解析工具往往无法分析比特流所承载的有用信息。为了获取比特流承载信息,首先需要切分比特流得到链路帧。该文根据链路帧结构的一般规律,提出一种基于数据挖掘的比特流切分算法。通过频繁序列统计、关联规则分析以及关联规则整合,识别出比特流中标识帧起始的多重关联规则序列。测试结果表明,该算法能够从未知比特流中提取有效的切分标识,正确实现比特流切分。与同类基于数据挖掘的比特流分析方法相比,该算法复杂度低,输出结果唯一且可信度高。
基于对象特征的软件定义网络分布式拒绝服务攻击检测方法
姚琳元, 董平, 张宏科
2017, 39(2): 381-388. doi: 10.11999/JEIT160370
[摘要](231) [PDF 1407KB](452)
摘要:
软件定义网络(SDN)受到分布式拒绝服务(DDoS)攻击时,攻击方会发送大量数据包,产生大量新的终端标识占用网络连接资源,影响网络正常运转。为准确发现受攻击对象,检测被占用资源,利用GHSOM技术,该文提出基于对象特征的DDoS攻击检测方法。首先,结合SDN网络及攻击特点,提出基于目的地址的检测7元组,并以此作为判断目标地址是否受到DDoS攻击的检测元素;然后,采用模块化设计,将GHSOM算法应用于SDN网络DDoS攻击的分析检测中,并在OpenDayLight的仿真平台上完成了仿真实验。实验结果显示,该文提出的检测7元组可有效检测目标对象是否受到DDoS攻击。
一种基于云存储的多服务器多关键词可搜索加密方案
黄海平, 杜建澎, 戴华, 王汝传
2017, 39(2): 389-396. doi: 10.11999/JEIT160338
[摘要](268) [PDF 510KB](534)
摘要:
在可搜索加密的云服务中,数据拥有者往往更希望将数据文件以密文的形式分别存储到多个云服务器,从而提高授权用户对云端数据的检索效率以及对大型数据的处理能力。基于此,该文提出一种基于云存储的多服务器多关键词多用户可搜索加密方案,该方案被证明是IND-CKA(adaptive Chosen Keyword Attack)安全的,且同时具备关键词陷门的安全性。相对于单服务器可搜索加密,该方案在保证数据机密性的前提下能够对其进行高效检索,并能够在关键字索引中不完全包含所检索的多个关键词或者不存在某个文件包含所有被检索的多个关键词的情况下,更精确地进行检索。
基于OpenFlow交换机洗牌的DDoS攻击动态防御方法
武泽慧, 魏强, 任开磊, 王清贤
2017, 39(2): 397-404. doi: 10.11999/JEIT160449
[摘要](222) [PDF 2460KB](514)
摘要:
网络资源的有限性和网络管理的分散性是传统网络难以解决分布式拒绝服务攻击问题的重要原因。当前的防御方法存在静态性、滞后性的不足,并且难以定位攻击者。针对上述问题,该文提出一种动态防御的方法。利用软件定义网络(SDN)集中控制和动态管理的特性构建OpenFlow交换机洗牌模型,使用贪心算法实现用户-交换机连接的动态映射,通过多轮洗牌区分出用户群中的攻击者和合法用户,对合法用户提供低延迟不间断服务。在开源SDN控制器Ryu上实现原型系统,并在SDN环境下进行测试。性能测试结果表明采用该方法可以通过有限次的洗牌筛选出攻击者,降低DDoS攻击对合法访问的影响;能力测试结果则说明了在由一个控制器组成的环形拓扑结构下该方法的防御效果与攻击流的大小无关,而是仅与攻击者的数目有关。
Bulk-FFBP:基于距离向整体处理的快速分解后向投影算法
唐江文, 邓云凯, 王宇, 李宁
2017, 39(2): 405-411. doi: 10.11999/JEIT160373
[摘要](166) [PDF 2113KB](480)
摘要:
距离向分块快速分解后向投影(Block-FFBP)算法通过子孔径合成降低了传统BP的算法复杂度,并且通过距离向分块,简化了繁琐的极坐标与直角坐标的转换。然而,距离分块操作使各块引入了斜距范围波动,而且插值核长度余量导致了算法的内存效率低下,从而降低了成像效率。该文提出一种基于距离向整体处理的Bulk-FFBP算法,并细分为基于距离向控制点的Bulk-FFBP以及无控制点的Bulk-FFBP。文中通过仿真对两种Bulk-FFBP算法进行了误差分析、成像性能分析以及算法效率分析,并与Block-FFBP算法进行对比,证实了Bulk-FFBP的优越性。
对N次观测Pareto分布参数有效估计范围的扩展
胡冲, 罗丰, 张林让, 范一飞, 陈帅霖
2017, 39(2): 412-416. doi: 10.11999/JEIT160307
[摘要](150) [PDF 247KB](346)
摘要:
基于 zln(z) 方法的N次观测Pareto分布参数估计不能有效估计形状参数小于1的情形。该文采用 zrln(z) 方法对基于 zln(z) 的方法进行扩展,将N次观测Pareto分布的形状参数的有效估计范围进行扩大。文中推导了N次观测Pareto分布参数估计的表达式,从理论上证明该方法能够估计小于1的形状参数。仿真结果表明:r1 时, zrln(z) 方法能够在该扩大的范围内有效地估计形状参数。
多运动站异步观测条件下的直接定位算法
冯奇, 曲长文, 周强
2017, 39(2): 417-422. doi: 10.11999/JEIT160314
[摘要](145) [PDF 253KB](400)
摘要:
针对多运动站无源融合定位系统中的异步观测问题,该文提出一种基于空间谱分析的直接定位算法。首先利用子空间分析理论建立异步观测直接定位模型,构造多站协同定位联合空间谱函数,采用多级搜索方法实现定位解算。然后推导了该算法的定位误差协方差矩阵及克拉美罗下限。最后对该算法在异步观测条件下的定位性能进行蒙特卡洛仿真。仿真结果表明算法定位精度能够逼近克拉美罗下限,定位性能优于基于定位参数的分步定位算法,尤其在低信噪比情况下优势更明显。
对逆合成孔径雷达的多相位分段调制干扰方法研究
俞道滨, 吴彦鸿, 王宏艳, 贾鑫
2017, 39(2): 423-429. doi: 10.11999/JEIT160397
[摘要](163) [PDF 1089KB](406)
摘要:
针对逆合成孔径雷达(ISAR)的干扰技术是雷达对抗领域的热点问题。该文提出一种基于多相位分段调制的干扰方法,对该调制方法的基本原理及其在信号脉内和脉间综合调制的过程进行详细分析,推导干扰信号在成像处理后的表达式,给出在2维上分别对干扰样式进行精确控制的参数设计方法,通过仿真验证相关干扰效果,说明应用该方法能够产生灵活可控的干扰样式和遮盖效果。
利用SAR-FAST角点检测的合成孔径雷达图像配准方法
刘妍, 余淮, 杨文, 李立
2017, 39(2): 430-436. doi: 10.11999/JEIT160386
[摘要](420) [PDF 12464KB](374)
摘要:
合成雷达孔径图像配准作为变化检测和图像信息融合的基础,对多时相SAR图像的解译具有重要作用。该文提出一种基于SAR-FAST角点检测的图像配准方法。首先,选用迭代引导平滑算法抑制斑点噪声对角点检测的影响;然后,以检测点为圆心,选择合适的检测半径,在圆周上选取检测窗口,统计与检测点不相似的窗口数量,判断检测点是否为角点;最后,对候选角点进行分析,根据其强度分布特点进一步剔除误检点。实验结果表明,SAR-FAST可以检测到足够数量且稳定性和重复性好的角点,应用于图像配准,也能获得较好的配准效果。
基于LFMCW体制的分布式SAR高分辨率成像方法研究
李堃, 梁兴东, 陈龙永, 王杰, 吴一戎
2017, 39(2): 437-443. doi: 10.11999/JEIT160274
[摘要](216) [PDF 2108KB](380)
摘要:
分布式微小卫星SAR是实现小型化、低成本星载SAR系统的重要途径,然而,在该体制下,如何充分利用分布式系统资源,实现高分辨率成像是其面临的关键问题之一。该文提出一种利用LFMCW信号实现分布式微小卫星平台SAR的方法,并基于方位向编队飞行的微小卫星构型,对其信号模型与高分辨率成像方法进行了研究。该文方法使用多颗微小卫星同时发射与接收频分LFMCW信号,利用交叉接收的构型使不同频带收发天线所形成的等效相位中心重合,进而在距离向对信号进行频带合成以恢复全带宽信号,从而实现高分辨率SAR成像。该方法实现了分布式平台信号的频带合成,为高分辨率LFMCW SAR技术在微小卫星平台上的应用提供了理论支撑。仿真实验验证了理论分析的正确性以及方法的有效性。
基于改进BRISK的图像拼接算法
董强, 刘晶红, 王超, 周前飞
2017, 39(2): 444-450. doi: 10.11999/JEIT160324
[摘要](228) [PDF 11016KB](334)
摘要:
为了获得精准的航空拼接图像,更好地解决图像拼接中经常出现的尺度变化、角度旋转、光照差异以及传统的BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints)算法匹配正确率较低,图像拼接精度低等问题,该文提出一种全新的基于有向线段的BRISK特征的图像拼接模型。首先,使用BRISK算法进行图像匹配,得到粗匹配点对,再构造有向线段及其BRISK特征进行邻近线段匹配,通过概率统计模型进行特征点的精匹配,最后进行加权融合和亮度均衡化进行图像融合完成图像拼接。实验结果表明,该文算法针对图像的光照条件不同、角度旋转、分辨率低、尺度变化等均有良好的鲁棒性和稳定性,该文算法是一种耗时短、精确度高、拼接效果良好的图像拼接方法。
二进制偏移载波及其衍生信号的通用无模糊捕获算法
张天骐, 江晓磊, 赵军桃, 王俊霞
2017, 39(2): 451-458. doi: 10.11999/JEIT160351
[摘要](193) [PDF 429KB](395)
摘要:
针对目前对二进制偏移载波(Binary Offset Carrier, BOC)及其衍生信号的通用无模糊捕获分析匮乏的问题,该文提出一种适用于所有BOC类型信号及所有调制阶数的无模糊捕获算法。该算法首先根据不同调制信号副载波形之间的联系构建出了通用副载波模型,得到信号的通用表达式,然后在此基础上将副载波形按半周期进行分解,再根据相关函数的合成方法构建出通用的捕获方法。理论与仿真实验表明,新提出的捕获方法适用于所有类型及所有调制阶数的BOC信号,能够完全消除副峰,实现无模糊捕获,捕获精度以及抗多径性能相比其他算法都有很大提高。
一种基于天线布局的姿态测量算法研究
崔建华, 程乃平
2017, 39(2): 459-465. doi: 10.11999/JEIT160347
[摘要](173) [PDF 653KB](355)
摘要:
该文针对姿态测量过程中求解整周模糊度计算复杂度高的问题,提出一种基于天线布局的姿态测量方法。该方法在一定的测量误差下,采用特定的方式配置姿态测量天线组,通过天线配置的约束信息确定载波相位的整周模糊度差,并使用短基线和中基线分别进行姿态粗测和精测,达到快速姿态测量和提高精度的目的。使用这种方法进行飞行器姿态测量时可以不必求解整周模糊度,避免了复杂的整周模糊度搜索算法,进而提高了姿态测量速度,该方法非常适用于飞行器的快速测姿。
地表垂直分层条件下倾斜通道雷电电磁场特性研究
王晓嘉, 陈亚洲, 万浩江, 王李鹏
2017, 39(2): 466-473. doi: 10.11999/JEIT160326
[摘要](148) [PDF 1121KB](400)
摘要:
为了得到垂直分层大地电导率和雷电回击通道倾斜角度对雷电电磁脉冲场(LEMP)的影响规律,该文利用时域有限差分法对倾斜通道雷电电磁场进行了建模计算。研究结果表明,当观测点位于倾斜回击通道下方时,地表雷电电磁场峰值会随着回击通道倾斜角度的增加而出现明显的上升,同时电磁场的上升沿变得更加陡峭。观测点与地表雷击点之间的水平距离越大,雷电电磁场的峰值时间也就越大。对地表电磁场而言,观测点同侧大地电导率主要影响雷电水平电场和角向磁场的初始峰值,而观测点另一侧大地电导率的变化则主要影响水平电场和角向磁场波尾幅值。对地下电磁场而言,增加埋地深度对垂直电场的衰减作用十分明显,而对水平电场和角向磁场来说影响极小。
一种用于毫米波行波管的微带预失真电路
虞崇志, 胡波雄, 唐康凇, 王刚, 苏小保
2017, 39(2): 474-481. doi: 10.11999/JEIT160395
[摘要](186) [PDF 1346KB](467)
摘要:
随着通信技术的发展,行波管预失真电路的研究变得越来越重要。该文针对基于肖特基二极管的非线性发生器,首次分析了二极管SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)模型参数中零偏压结电容和串联电阻对预失真扩张曲线的影响。对目前的微带预失真电路工作在K波段以下,绝对或相对带宽一般不超过1.8 GHz和4%,需在输入及输出端加隔离器等不足,基于ADS(Advanced Design System)软件设计并加工了一种用于中心频率30 GHz,绝对和相对带宽为2 GHz和6.67% 的毫米波行波管的微带预失真电路。分别测试行波管和级联线性化器后的行波管,29 GHz, 30 GHz和31 GHz的增益和相位压缩量分别可以从7.5 dB和40 , 7.3 dB和50 , 7.1 dB和59改善到3.8 dB和10 , 3.7 dB和12 , 2.4 dB和15以内。双音测试结果表明,为了达到通信中载波与三阶交叉调制分量抑制比(C/IM3)25 dBc的要求,单独行波管在29 GHz, 30 GHz和31 GHz时需分别回退17 dB, 18 dB和18 dB,而加入线性化器后的行波管,只需分别回退12 dB, 9 dB和8 dB,也即加线性化器可改善5 dB, 9 dB和10 dB,极大地提升了行波管的线性度,具有重要工程应用价值。
空间行波管用LCLC谐振变换器的研究
赵斌, 王刚, 王东蕾, 陈宇, 毕磊
2017, 39(2): 482-488. doi: 10.11999/JEIT160334
[摘要](161) [PDF 2794KB](443)
摘要:
该文研究了LCLC谐振变换器在空间行波管放大器中的应用。基于电路分析的方法,研究了工作于零电压和零电流状态下的LCLC谐振电路的工作原理,并得到了各个工作模式的等效电路;基于该电路的工作原理,推导了该电路的参数;为验证分析的正确性,在PSIM仿真软件中对其进行仿真,并将仿真结果与计算结果进行了对比,仿真结果与分析结果高度一致;最后,设计了输入20 V,输出4600 V,开关频率200 kHz,输出功率280 W,效率高达93.38%的LCLC谐振变换器。仿真结果与实验结果都证实了分析的有效性。
研究简报
基于量子比特相位的彩色图像描述方法及应用
李盼池, 曹梓崎
2017, 39(2): 489-493. doi: 10.11999/JEIT160303
[摘要](204) [PDF 23336KB](260)
摘要:
为解决量子计算机上彩色图像的描述及加密问题,该文提出一种基于量子比特相位旋转的新方法。首先通过将像素灰度值映射为量子比特的相位,将彩色图像描述成一个量子叠加态,其中基态描述像素的位置,而对应的概率幅即为该像素的灰度值。然后基于量子比特的相位旋转,设计了一些简单的图像处理方法。最后提出了一种新的彩色图像加密算法,该算法包括像素位置的置乱和量子比特的旋转两个过程。所提方法可在将来的量子计算机上执行。经典计算机上的仿真结果验证了方法的有效性。
基于空频分解信号子空间向量的时间反演成像
钟选明, 李军野, 廖成
2017, 39(2): 494-498. doi: 10.11999/JEIT160272
[摘要](203) [PDF 2376KB](454)
摘要:
论文提出基于空频分解信号子空间向量的时间反演成像新方法。利用天线阵列采集的散射场数据建立空频矩阵,奇异值分解该矩阵得到信号子空间向量,以此实现对目标的选择性成像。基于完全散射场数据的成像伪谱包含多个子向量贡献,相当于多次成像叠加,具有统计特性。新方法既避免了传统的空空分解时间反演算法产生的随机相位的影响,又具有较好的抗干扰性能,即使叠加信噪比10 dB的高斯白噪声,也能实现对多个目标的准确成像。
一种无线体域网发射机体偏置线性化技术
柳扬, 杨银堂, 李迪, 石佐辰
2017, 39(2): 499-503. doi: 10.11999/JEIT160297
[摘要](178) [PDF 947KB](294)
摘要:
该文针对无线体域网人体介质通信(Human Body Communication, HBC)发射机严格的输出频谱指标,提出一种利用体偏置线性化技术进行频谱整形的技术。通过设计缓冲器中晶体管体偏置,从而调整晶体管二阶非线性系数,最终消除输出端的二阶互调项(Second order InterModulation, IM2)。采用0.35 m CMOS工艺和1.8 V供电电压设计了一个基于体偏置技术的HBC发射机实例。仿真结果显示二阶输入截点(IIP2)优化到 90 dBm,输出频谱在1 MHz处抑制-130 dBr。较传统电路,该技术提高了23 dB频谱抑制,使输出频谱符合无线体域网IEEE 802.15.6协议中-120 dBr的指标。
电源调制器电路对脉冲行波管功率放大器相位稳定性影响研究
董戈, 胡波雄, 肖曦
2017, 39(2): 504-508. doi: 10.11999/JEIT160876
[摘要](176) [PDF 916KB](485)
摘要:
行波管放大器(TWTA)广泛应用在雷达、通讯等领域。相位稳定性影响传输信号质量、目标参数检测精度、电磁兼容性等指标。该文在定量分析电源调制器(EPC)电路参数对TWTA相位稳定性影响的基础上,提出提高TWTA相位稳定性的EPC电路的几种设计方案:选择合理的供电电路,利用低压储能高频高压电源提高阴极电压的稳定性,利用调节控制脉冲幅度补偿阴极电压脉冲顶降造成的相位不稳定性。该文成果为研制体积小、功率大、相位稳定性高的TWTA提供了依据。

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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