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2009年 第31卷 第6期
2009, 31(6): 1271-1274.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00660
摘要:
高光谱海量数据的有效压缩成为遥感技术发展中需要迫切解决的问题。该文提出了一种基于聚类的高光谱图像无损压缩算法。针对高光谱图像不同频谱波段间相关性不同的特点，根据相邻波段相关性大小进行波段分组。由于高光谱图像波段数量较多，采用自适应波段选择算法对高光谱图像进行降维，以获取信息量较大的部分波段，利用k均值算法对降维后的波段谱矢量进行聚类。采用多波段预测的方案对各组中的波段进行预测，对于各个分类中的每个像素，分别选取与其空间相邻的已编码的部分同类点进行训练，从而获得当前像素的谱间最优预测系数。对AVIRIS型高光谱图像的实验结果表明，该算法可显著降低压缩后的平均比特率。
高光谱海量数据的有效压缩成为遥感技术发展中需要迫切解决的问题。该文提出了一种基于聚类的高光谱图像无损压缩算法。针对高光谱图像不同频谱波段间相关性不同的特点，根据相邻波段相关性大小进行波段分组。由于高光谱图像波段数量较多，采用自适应波段选择算法对高光谱图像进行降维，以获取信息量较大的部分波段，利用k均值算法对降维后的波段谱矢量进行聚类。采用多波段预测的方案对各组中的波段进行预测，对于各个分类中的每个像素，分别选取与其空间相邻的已编码的部分同类点进行训练，从而获得当前像素的谱间最优预测系数。对AVIRIS型高光谱图像的实验结果表明，该算法可显著降低压缩后的平均比特率。
2009, 31(6): 1275-1278.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00576
摘要:
遥感图像中不同港口的内港区域呈现出不同的形状，该文提出一种基于内港区域的港口目标识别方法。首先利用直方图和形态学算子分割海域；再利用多边形近似法提取海岸线上的特征点，根据特征点的闭合度确定内港区域，通过检测直线和角点结构减少虚警；然后计算内港区域的形状主方向；最后提取特征并进行相似性度量。实验证明，该方法检测的港口目标准确，提取的特征具有良好的不变性，满足识别的要求。
遥感图像中不同港口的内港区域呈现出不同的形状，该文提出一种基于内港区域的港口目标识别方法。首先利用直方图和形态学算子分割海域；再利用多边形近似法提取海岸线上的特征点，根据特征点的闭合度确定内港区域，通过检测直线和角点结构减少虚警；然后计算内港区域的形状主方向；最后提取特征并进行相似性度量。实验证明，该方法检测的港口目标准确，提取的特征具有良好的不变性，满足识别的要求。
2009, 31(6): 1279-1282.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00896
摘要:
该文基于合成孔径雷达(SAR)图像低信噪比的特点，设计了一种基于融合边缘检测的线性特征提取算法。首先采用融合Canny算子及ROA算子得到边缘点，然后利用Radon变换得出线基元，最后根据启发式连接的思想连接了由于噪声引起的直线断裂。实测SAR图像的实验结果表明，该文提出的线性特征提取方法能够准确描述SAR图像的线性结构，可应用于自动目标识别和景象匹配等方面。
该文基于合成孔径雷达(SAR)图像低信噪比的特点，设计了一种基于融合边缘检测的线性特征提取算法。首先采用融合Canny算子及ROA算子得到边缘点，然后利用Radon变换得出线基元，最后根据启发式连接的思想连接了由于噪声引起的直线断裂。实测SAR图像的实验结果表明，该文提出的线性特征提取方法能够准确描述SAR图像的线性结构，可应用于自动目标识别和景象匹配等方面。
2009, 31(6): 1283-1287.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00514
摘要:
该文提出了一种高机动目标宽带信号检测与运动参数估计方法，即先通过相邻相关对目标回波进行降阶处理，然后将其变换到距离频域，利用广义二阶keystone变换去除距离弯曲，接着对一个距离单元信号进行时间调频率变换并估计方位向的调频率，构造相位补偿函数，对广义二阶keystone变换后的信号进行补偿，再进行第二次广义二阶keystone变换，最后通过距离IFFT和方位FFT对目标进行检测，通过估计的参数可以获得目标的运动参数。仿真和实测数据验证了该方法的有效性。
该文提出了一种高机动目标宽带信号检测与运动参数估计方法，即先通过相邻相关对目标回波进行降阶处理，然后将其变换到距离频域，利用广义二阶keystone变换去除距离弯曲，接着对一个距离单元信号进行时间调频率变换并估计方位向的调频率，构造相位补偿函数，对广义二阶keystone变换后的信号进行补偿，再进行第二次广义二阶keystone变换，最后通过距离IFFT和方位FFT对目标进行检测，通过估计的参数可以获得目标的运动参数。仿真和实测数据验证了该方法的有效性。
2009, 31(6): 1288-1291.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00777
摘要:
该文使用HQBA(Half Quasi-Bistatic Angle)的概念和驻定相位原理，推导平移不变双基地SAR点目标回波信号的二维精确频谱，深入分析频谱中各相位项的物理意义，提出基于HQBA计算的RD成像处理流程，并对平移不变双基地SAR的HQBA，RCM和成像效果进行仿真。结果表明，该方法能有效校正平移不变双基地SAR的距离单元徙动，提高成像质量。
该文使用HQBA(Half Quasi-Bistatic Angle)的概念和驻定相位原理，推导平移不变双基地SAR点目标回波信号的二维精确频谱，深入分析频谱中各相位项的物理意义，提出基于HQBA计算的RD成像处理流程，并对平移不变双基地SAR的HQBA，RCM和成像效果进行仿真。结果表明，该方法能有效校正平移不变双基地SAR的距离单元徙动，提高成像质量。
2009, 31(6): 1292-1297.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00515
摘要:
由于浅埋小目标的雷达截面较小、埋设环境复杂，导致单帧检测结果中存在大量虚警，该文提出一种预筛选-交替后向跟踪-多帧确认目标检测方法。首先利用CFAR检测、形态滤波和聚类分析对图像进行预筛选；然后利用当前距离多视图像对应的聚类中心标记待跟踪的潜在目标，采用点跟踪搜索和块相关检测相结合的交替后向跟踪获得潜在目标轨迹；最后计算潜在目标轨迹的加权历史置信度，进行目标确认，剔除自然杂波。实测数据处理结果表明：该方法可快速、稳健地实现目标检测，明显减少虚警。
由于浅埋小目标的雷达截面较小、埋设环境复杂，导致单帧检测结果中存在大量虚警，该文提出一种预筛选-交替后向跟踪-多帧确认目标检测方法。首先利用CFAR检测、形态滤波和聚类分析对图像进行预筛选；然后利用当前距离多视图像对应的聚类中心标记待跟踪的潜在目标，采用点跟踪搜索和块相关检测相结合的交替后向跟踪获得潜在目标轨迹；最后计算潜在目标轨迹的加权历史置信度，进行目标确认，剔除自然杂波。实测数据处理结果表明：该方法可快速、稳健地实现目标检测，明显减少虚警。
2009, 31(6): 1298-1300.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00876
摘要:
该文首先给出了基于OFDM的多载波调制(OFDM-MCM)雷达系统的回波模型，在此基础上推导了系统的匹配滤波输出解析式，分析了系统的检测性能，并通过仿真对比分析了单载波调制(SCM)雷达和OFDM-MCM雷达的脉冲压缩输出积分旁瓣比和接收机工作特性。结果表明，与SCM雷达相比，在测量高速目标时，OFDM-MCM雷达具有更优的脉冲压缩性能和更高的检测概率。
该文首先给出了基于OFDM的多载波调制(OFDM-MCM)雷达系统的回波模型，在此基础上推导了系统的匹配滤波输出解析式，分析了系统的检测性能，并通过仿真对比分析了单载波调制(SCM)雷达和OFDM-MCM雷达的脉冲压缩输出积分旁瓣比和接收机工作特性。结果表明，与SCM雷达相比，在测量高速目标时，OFDM-MCM雷达具有更优的脉冲压缩性能和更高的检测概率。
2009, 31(6): 1301-1304.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00782
摘要:
在应用分布式卫星沿航迹干涉SAR(ATI-SAR)进行对地运动目标检测(GMTI)时，基线测量精度对系统测速性能有着重要影响。针对此问题，该文分析了分布式卫星群的实际轨道情况，推导了考虑基线空间构型随时间不断变化时的基线测量误差与系统的地面运动目标测速误差间的关系，提出了一种可对基线进行高精度估计从而提高测速性能的方法。计算机仿真实验证实了文中所提出方法的有效性与准确性。
在应用分布式卫星沿航迹干涉SAR(ATI-SAR)进行对地运动目标检测(GMTI)时，基线测量精度对系统测速性能有着重要影响。针对此问题，该文分析了分布式卫星群的实际轨道情况，推导了考虑基线空间构型随时间不断变化时的基线测量误差与系统的地面运动目标测速误差间的关系，提出了一种可对基线进行高精度估计从而提高测速性能的方法。计算机仿真实验证实了文中所提出方法的有效性与准确性。
2009, 31(6): 1305-1309.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00516
摘要:
多通道SAR系统能够突破最小天线面积条件的约束，同时获得宽测绘带、高分辨率的SAR图像。相对于单通道SAR系统，多通道系统中存在更多的误差源，这将大大降低SAR图像的质量。利用一组三通道SAR实测数据作为实验对象，根据各种误差源对SAR成像处理的影响，对系统中可能存在的各种误差源进行了分类并给出相应补偿方法。实测数据的处理结果验证了以上方法的有效性。
多通道SAR系统能够突破最小天线面积条件的约束，同时获得宽测绘带、高分辨率的SAR图像。相对于单通道SAR系统，多通道系统中存在更多的误差源，这将大大降低SAR图像的质量。利用一组三通道SAR实测数据作为实验对象，根据各种误差源对SAR成像处理的影响，对系统中可能存在的各种误差源进行了分类并给出相应补偿方法。实测数据的处理结果验证了以上方法的有效性。
2009, 31(6): 1310-1314.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00490
摘要:
该文针对导弹精确打击的任务需求，以基于人在回路合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)图像压缩传输系统的实现为主要目标，根据导弹精确制导所感兴趣目标的非特定性以及强散射性等共同特点，提出了一种基于任务驱动的SAR图像目标智能快速检测统一框架。该框架从检测的实用性对检测算法的智能、快速、高性能、可辨识以及对图像分解尺度的鲁棒性等因素出发，以两步CFAR(Constant False-Alarm Rate)检测为核心步骤实现目标的检测，即用结构分量上的快速预览来指导原始图像上的智能快速检测。理论和实验都证明文中所提框架是一种针对不同目标总体流程相同，局部实现细节相异的检测方案，具有一定的实用性和良好的可扩充性。
该文针对导弹精确打击的任务需求，以基于人在回路合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)图像压缩传输系统的实现为主要目标，根据导弹精确制导所感兴趣目标的非特定性以及强散射性等共同特点，提出了一种基于任务驱动的SAR图像目标智能快速检测统一框架。该框架从检测的实用性对检测算法的智能、快速、高性能、可辨识以及对图像分解尺度的鲁棒性等因素出发，以两步CFAR(Constant False-Alarm Rate)检测为核心步骤实现目标的检测，即用结构分量上的快速预览来指导原始图像上的智能快速检测。理论和实验都证明文中所提框架是一种针对不同目标总体流程相同，局部实现细节相异的检测方案，具有一定的实用性和良好的可扩充性。
2009, 31(6): 1315-1318.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00520
摘要:
该文针对机载MIMO雷达在未知统计特性的杂波中目标检测问题，首先给出广义最大似然(GLRT)检测器(MIMO-GLRT)，利用MIMO雷达的空间分集特性提高检测性能，并推导出检测概率和虚警概率表达式。然后，基于MIMO雷达杂波协方差矩阵的块对角特性，给出一种简化MIMO-GLRT检测器，大大减小算法的复杂度，同时降低对参考单元数目的要求，并在只有两个接收雷达单元的情形下，推导出简化GLRT检测性能的表达式。结果表明，上述两种检测器相对于杂波协方差矩阵都具有恒虚警特性，能够在未知杂波背景下有效地检测目标。
该文针对机载MIMO雷达在未知统计特性的杂波中目标检测问题，首先给出广义最大似然(GLRT)检测器(MIMO-GLRT)，利用MIMO雷达的空间分集特性提高检测性能，并推导出检测概率和虚警概率表达式。然后，基于MIMO雷达杂波协方差矩阵的块对角特性，给出一种简化MIMO-GLRT检测器，大大减小算法的复杂度，同时降低对参考单元数目的要求，并在只有两个接收雷达单元的情形下，推导出简化GLRT检测性能的表达式。结果表明，上述两种检测器相对于杂波协方差矩阵都具有恒虚警特性，能够在未知杂波背景下有效地检测目标。
2009, 31(6): 1319-1322.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00632
摘要:
针对传统修补技术在图像恢复中出现的纹理模糊现象，该文根据纹理合成技术，提出了一种区域纹理合成的修补算法。算法根据破损点邻域特征选择模板，去除模板内的破损点后进行匹配，在搜索范围内寻找最佳匹配点。该文采用由边缘向中心逐步推进的修补次序，提高破损区域内纹理结构延伸方向的正确性以及连续性，避免出现纹理模糊现象。算法能够适用于多种性质的纹理，在处理真实图像时使人在视觉上获得满意的效果。
针对传统修补技术在图像恢复中出现的纹理模糊现象，该文根据纹理合成技术，提出了一种区域纹理合成的修补算法。算法根据破损点邻域特征选择模板，去除模板内的破损点后进行匹配，在搜索范围内寻找最佳匹配点。该文采用由边缘向中心逐步推进的修补次序，提高破损区域内纹理结构延伸方向的正确性以及连续性，避免出现纹理模糊现象。算法能够适用于多种性质的纹理，在处理真实图像时使人在视觉上获得满意的效果。
2009, 31(6): 1323-1326.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00545
摘要:
该文提出了一种Contourlet变换和小波变换相结合，使用新的空间方向树的类似SPIHT编码算法。该算法先对图像进行Contourlet变换，再对变换后的低频子带进行多级小波变换，然后根据变换后系数的结构特性，借鉴小波SPIHT编码思想，构造了一种新的空间方向树，实现了对变换后系数的类似SPIHT编码。仿真实验结果表明，该算法与小波变换，Contourlet变换和基于小波的Contourlet变换的SPIHT算法相比，重构图像保留了更多的纹理和细节信息，并且在低比特率下具有较高的峰值信噪比。
该文提出了一种Contourlet变换和小波变换相结合，使用新的空间方向树的类似SPIHT编码算法。该算法先对图像进行Contourlet变换，再对变换后的低频子带进行多级小波变换，然后根据变换后系数的结构特性，借鉴小波SPIHT编码思想，构造了一种新的空间方向树，实现了对变换后系数的类似SPIHT编码。仿真实验结果表明，该算法与小波变换，Contourlet变换和基于小波的Contourlet变换的SPIHT算法相比，重构图像保留了更多的纹理和细节信息，并且在低比特率下具有较高的峰值信噪比。
2009, 31(6): 1327-1331.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00580
摘要:
现有的直方图均衡技术存在两方面不足：虽然使得增强图像有高的对比度，但是其对比度的提升程度严重依赖于灰度频数分布，这样常常导致容易过度增强高频数灰度级，而压缩低频数灰度级；另外，增强对象缺乏目的性，难以满足感兴趣灰度区域的特殊要求。针对这个问题，该文提出基于极大灰度频数抑制结合动态直方图均衡的图像增强算法。首先通过分析图像直方图的灰度分布情况来分割图像，并根据用户感兴趣灰度范围确定各子层图像的灰度映射范围及频数控制阈值；然后利用各自阈值重新定义子层直方图，并采用直方图均衡算法构造灰度转换函数，将子层灰度映射到指定范围内；最后综合各个子层的增强结果得到最后的增强图像。实验结果表明，该算法既能抑制过度增强的情况，又能对于用户感兴趣的灰度进行控制，能更好地满足用户对图像对比度增强可控的应用要求。
现有的直方图均衡技术存在两方面不足：虽然使得增强图像有高的对比度，但是其对比度的提升程度严重依赖于灰度频数分布，这样常常导致容易过度增强高频数灰度级，而压缩低频数灰度级；另外，增强对象缺乏目的性，难以满足感兴趣灰度区域的特殊要求。针对这个问题，该文提出基于极大灰度频数抑制结合动态直方图均衡的图像增强算法。首先通过分析图像直方图的灰度分布情况来分割图像，并根据用户感兴趣灰度范围确定各子层图像的灰度映射范围及频数控制阈值；然后利用各自阈值重新定义子层直方图，并采用直方图均衡算法构造灰度转换函数，将子层灰度映射到指定范围内；最后综合各个子层的增强结果得到最后的增强图像。实验结果表明，该算法既能抑制过度增强的情况，又能对于用户感兴趣的灰度进行控制，能更好地满足用户对图像对比度增强可控的应用要求。
2009, 31(6): 1332-1336.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00513
摘要:
Directionlet变换具有多方向各向异性基函数，能有效捕捉图像的奇异性特征。该文在此基础上构造了一种空间映射的复Directionlet变换，使其具备了更为灵活的方向选择性和近似的平移不变性。利用空间映射方法获得Directionlet变换的复函数空间，对多尺度各方向子带系数提取能量特征用于图像纹理分类。通过对Brodatz图像库及真实SAR图像的纹理分类实验表明，该文算法较之小波分析及其它多尺度几何分析方法，具有更优的纹理分类性能，也验证了Directionlet工具在图像分析中的应用潜力。
Directionlet变换具有多方向各向异性基函数，能有效捕捉图像的奇异性特征。该文在此基础上构造了一种空间映射的复Directionlet变换，使其具备了更为灵活的方向选择性和近似的平移不变性。利用空间映射方法获得Directionlet变换的复函数空间，对多尺度各方向子带系数提取能量特征用于图像纹理分类。通过对Brodatz图像库及真实SAR图像的纹理分类实验表明，该文算法较之小波分析及其它多尺度几何分析方法，具有更优的纹理分类性能，也验证了Directionlet工具在图像分析中的应用潜力。
2009, 31(6): 1337-1340.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01451
摘要:
该文提出了一种新的针对山体图像边缘的立体匹配算法。为了保证匹配的准确性，首先引入极线方向上的视差梯度约束，然后在考察唯一性的基础上，通过搜索并考察边缘端点周围的角点信息来引导边缘的匹配，并且限定边缘端点的角点搜索范围，最终匹配结果保证了两幅图像中的匹配对是一对一的唯一对应。实验结果表明，不同约束方法的融合在很大程度上提高了匹配速度和匹配精度。
该文提出了一种新的针对山体图像边缘的立体匹配算法。为了保证匹配的准确性，首先引入极线方向上的视差梯度约束，然后在考察唯一性的基础上，通过搜索并考察边缘端点周围的角点信息来引导边缘的匹配，并且限定边缘端点的角点搜索范围，最终匹配结果保证了两幅图像中的匹配对是一对一的唯一对应。实验结果表明，不同约束方法的融合在很大程度上提高了匹配速度和匹配精度。
2009, 31(6): 1341-1344.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00907
摘要:
该文基于信息嵌入不同位平面所引起的幅度统计分布变化，提出了一种音频中隐藏信息长度估计方法。通过该方法，不仅可以判别未知音频中是否包含隐藏信息，而且还能有效识别信息嵌入位平面和较精确地估计隐藏信息长度。该方法已在微机上进行了实验，实验结果表明，该方法识别正确率较高，隐藏信息长度估计较精确，可有效用于音频隐藏分析。
该文基于信息嵌入不同位平面所引起的幅度统计分布变化，提出了一种音频中隐藏信息长度估计方法。通过该方法，不仅可以判别未知音频中是否包含隐藏信息，而且还能有效识别信息嵌入位平面和较精确地估计隐藏信息长度。该方法已在微机上进行了实验，实验结果表明，该方法识别正确率较高，隐藏信息长度估计较精确，可有效用于音频隐藏分析。
2009, 31(6): 1345-1349.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01105
摘要:
在决策层融合目标识别中，Dempster组合规则是一种常用的融合算子，它的有效应用取决于相应基本信任分配的合理建立。该文针对决策层融合目标识别问题中子源传感器输出的度量层信息，分析了基本信任分配的构造准则，并提出了一种基于参考向量与度量层信息之间相似度的基本信任分配构造方法。在仿真数据与空中雷达目标实测数据上的实验结果表明，该方法构造的基本信任分配能够有效地通过Dempster组合规则进行融合。
在决策层融合目标识别中，Dempster组合规则是一种常用的融合算子，它的有效应用取决于相应基本信任分配的合理建立。该文针对决策层融合目标识别问题中子源传感器输出的度量层信息，分析了基本信任分配的构造准则，并提出了一种基于参考向量与度量层信息之间相似度的基本信任分配构造方法。在仿真数据与空中雷达目标实测数据上的实验结果表明，该方法构造的基本信任分配能够有效地通过Dempster组合规则进行融合。
2009, 31(6): 1350-1353.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01358
摘要:
cDNA生物芯片表达数据广泛用于生物医学研究，利用计算机对其进行处理还有很多挑战性课题。该文提出了一种新的基于不变基因的多类生物芯片监督型集合cDNA表达数据标准化方法。在达到标准化的同时，该方法也可直接用于基因表达数据的特征选择，实验证明效果较好。
cDNA生物芯片表达数据广泛用于生物医学研究，利用计算机对其进行处理还有很多挑战性课题。该文提出了一种新的基于不变基因的多类生物芯片监督型集合cDNA表达数据标准化方法。在达到标准化的同时，该方法也可直接用于基因表达数据的特征选择，实验证明效果较好。
2009, 31(6): 1354-1358.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00496
摘要:
传统的AAM(Active Appearance Models)人脸特征定位改进方法通常关注于拟合效率上，没有具体考虑拟合初始位置和模型实例的特征，因此定位准确率和速度并不理想。该文提出了一种基于人脸特征检测和简单三维姿态估计的拟合初始位置改进和模型实例选择方法。首先采用Adaboost算法对图像中人脸特征进行预检测，然后充分利用YCbCr色彩空间人脸肤色特性对无法检测或检测不完全的图像进行特征提取，最后根据特征区域计算鼻尖坐标和人脸偏转角，合理调整拟合中心位置和模型实例，并在拟合过程中引入ATLAS(Automatically Tuned Linear Algebra Software)线性代数软件包，实现矩阵优化。基于IMM人脸库的仿真实验表明，该方法与传统反向组合AAM相比，拟合准确率提高约43%，时间消耗降低约62%。
传统的AAM(Active Appearance Models)人脸特征定位改进方法通常关注于拟合效率上，没有具体考虑拟合初始位置和模型实例的特征，因此定位准确率和速度并不理想。该文提出了一种基于人脸特征检测和简单三维姿态估计的拟合初始位置改进和模型实例选择方法。首先采用Adaboost算法对图像中人脸特征进行预检测，然后充分利用YCbCr色彩空间人脸肤色特性对无法检测或检测不完全的图像进行特征提取，最后根据特征区域计算鼻尖坐标和人脸偏转角，合理调整拟合中心位置和模型实例，并在拟合过程中引入ATLAS(Automatically Tuned Linear Algebra Software)线性代数软件包，实现矩阵优化。基于IMM人脸库的仿真实验表明，该方法与传统反向组合AAM相比，拟合准确率提高约43%，时间消耗降低约62%。
2009, 31(6): 1359-1362.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00689
摘要:
在粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)和混合蛙跳算法(Shuffled Frog-Leaping Algorithm, SFLA)的基础上，该文提出了一种新的混合粒子对优化(Shuffled Particle-Pair Optimizer, SPPO)算法，应用于矢量量化的说话人识别。该算法将全局信息交换和局部深度搜索相结合寻求最佳的说话人码本。群体按适应值分为3个粒子对，每个粒子对由两个粒子构成，按先后顺序执行PSO算法中的速度位置更新和LBG算法以实现局部细致搜索，间隔一定的迭代次数通过SFLA混合策略实现粒子对间的信息交换，从而使群体向全局最优解靠近。实验结果表明，本算法始终稳定地取得显著优于LBG，FCM，FRLVQ-FVQ和PSO算法的说话人识别性能，较好地解决了初始码本影响的识别性能的问题，且在计算时间和收敛速度方面有相当的优势。
在粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)和混合蛙跳算法(Shuffled Frog-Leaping Algorithm, SFLA)的基础上，该文提出了一种新的混合粒子对优化(Shuffled Particle-Pair Optimizer, SPPO)算法，应用于矢量量化的说话人识别。该算法将全局信息交换和局部深度搜索相结合寻求最佳的说话人码本。群体按适应值分为3个粒子对，每个粒子对由两个粒子构成，按先后顺序执行PSO算法中的速度位置更新和LBG算法以实现局部细致搜索，间隔一定的迭代次数通过SFLA混合策略实现粒子对间的信息交换，从而使群体向全局最优解靠近。实验结果表明，本算法始终稳定地取得显著优于LBG，FCM，FRLVQ-FVQ和PSO算法的说话人识别性能，较好地解决了初始码本影响的识别性能的问题，且在计算时间和收敛速度方面有相当的优势。
2009, 31(6): 1363-1366.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00909
摘要:
基于二次相位函数的调频率估计算法用于多分量LFM信号时，信号间互扰严重并且会产生伪峰。针对这一问题，该文采用积分二次相位函数，提出了一种改进的多分量LFM信号分析方法，仿真实验表明：该方法相比于原方法能够有效抑制伪峰和信号间互扰，同时要求的信噪比门限低，估计均方误差更接近CRLB。
基于二次相位函数的调频率估计算法用于多分量LFM信号时，信号间互扰严重并且会产生伪峰。针对这一问题，该文采用积分二次相位函数，提出了一种改进的多分量LFM信号分析方法，仿真实验表明：该方法相比于原方法能够有效抑制伪峰和信号间互扰，同时要求的信噪比门限低，估计均方误差更接近CRLB。
2009, 31(6): 1367-1370.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00671
摘要:
主动阵列发射正交信号可以极大地扩展阵列的虚拟孔径，阵列的自由度成几何增长。该文利用主动阵列发射同频带时域正交PCM信号构造的虚拟子阵，提出了一种虚拟子阵平滑(VSS)算法，可解决不同目标回波信号相干的问题。该算法避免了接收阵列物理孔径的损失，当接收阵列具有个阵元时，最大可分辨的相干数目为。仿真实验表明VSS算法的有效性，而且该算法只需要较少的阵元发射信号。
主动阵列发射正交信号可以极大地扩展阵列的虚拟孔径，阵列的自由度成几何增长。该文利用主动阵列发射同频带时域正交PCM信号构造的虚拟子阵，提出了一种虚拟子阵平滑(VSS)算法，可解决不同目标回波信号相干的问题。该算法避免了接收阵列物理孔径的损失，当接收阵列具有个阵元时，最大可分辨的相干数目为。仿真实验表明VSS算法的有效性，而且该算法只需要较少的阵元发射信号。
2009, 31(6): 1371-1375.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00785
摘要:
该文提出一种基于矩阵开方(computing Roots of Matrices, RM)的盲信道估计算法和一种自适应矩阵开方(Adaptive computing Roots of Matrices, ARM)盲信道估计算法。RM算法利用信息符号的有限字符集特性，在时域上通过对一个Toeplitz下三角矩阵开方进行信道解卷积，得到信道估计的闭合解。该运算复杂度远低于现有的盲信道估计搜索算法，并且适用于信道阶数较大、搜索算法不能处理的情况。仿真结果表明RM信道估计性能接近于搜索算法的最佳性能，而ARM通过最陡下降迭代将代价函数最小化，可以进一步提高信道估计的准确性。
该文提出一种基于矩阵开方(computing Roots of Matrices, RM)的盲信道估计算法和一种自适应矩阵开方(Adaptive computing Roots of Matrices, ARM)盲信道估计算法。RM算法利用信息符号的有限字符集特性，在时域上通过对一个Toeplitz下三角矩阵开方进行信道解卷积，得到信道估计的闭合解。该运算复杂度远低于现有的盲信道估计搜索算法，并且适用于信道阶数较大、搜索算法不能处理的情况。仿真结果表明RM信道估计性能接近于搜索算法的最佳性能，而ARM通过最陡下降迭代将代价函数最小化，可以进一步提高信道估计的准确性。
2009, 31(6): 1376-1380.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00741
摘要:
针对正交空时分组码在频率选择性衰落信道中正交性被破坏的问题，该文提出了一种基于干扰对消的译码方案。该方案借鉴D-BLAST系统的检测方法，采用干扰抵消和干扰置零方法消除多径干扰，从而有效地检测出期望信号。理论分析和系统仿真表明，与迭代干扰抵消算法相比，该译码方案在有效地改善系统误码性能的同时，降低了译码复杂度，尤其适用于信道阶数较小的环境。
针对正交空时分组码在频率选择性衰落信道中正交性被破坏的问题，该文提出了一种基于干扰对消的译码方案。该方案借鉴D-BLAST系统的检测方法，采用干扰抵消和干扰置零方法消除多径干扰，从而有效地检测出期望信号。理论分析和系统仿真表明，与迭代干扰抵消算法相比，该译码方案在有效地改善系统误码性能的同时，降低了译码复杂度，尤其适用于信道阶数较小的环境。
2009, 31(6): 1381-1385.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00473
摘要:
在自适应天线阵抗干扰的一些应用环境中，往往需要自适应天线方向图在对准干扰的位置形成宽零陷从而增强算法的稳健性。该文从宽带信号模型出发，通过对扰动干扰方向上空时二维导向矢量的分析，修正了权值训练期间得到的宽带干扰协方差矩阵，推导出一种针对宽带信号的基于空时处理结构的宽零陷波束形成算法，该方法有效地实现宽带干扰的零陷加宽，提高了宽带波束形成算法的稳健性。
在自适应天线阵抗干扰的一些应用环境中，往往需要自适应天线方向图在对准干扰的位置形成宽零陷从而增强算法的稳健性。该文从宽带信号模型出发，通过对扰动干扰方向上空时二维导向矢量的分析，修正了权值训练期间得到的宽带干扰协方差矩阵，推导出一种针对宽带信号的基于空时处理结构的宽零陷波束形成算法，该方法有效地实现宽带干扰的零陷加宽，提高了宽带波束形成算法的稳健性。
2009, 31(6): 1386-1389.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00798
摘要:
该文提出了一种改进的外信息转移图(EXIT图)方法，可用于分析加性非高斯对称稳定分布噪声多径信道条件下Turbo均衡性能，为实际的Turbo均衡系统设计提供预估性能参数。该方法对传统的EXIT图分析做出的改进在于给出了非高斯对称稳定分布条件下一种实用的外信息的概率密度分布的近似估计。将EXIT图与系统误码率分析相结合，可对互信息变化的迭代轨迹、迭代次数和每次迭代能达到的误码率做出预测估计。对截断Turbo均衡方法的仿真结果表明，利用该方法预测的系统性能与实际的仿真结果基本一致，证实了该方法的有效性。
该文提出了一种改进的外信息转移图(EXIT图)方法，可用于分析加性非高斯对称稳定分布噪声多径信道条件下Turbo均衡性能，为实际的Turbo均衡系统设计提供预估性能参数。该方法对传统的EXIT图分析做出的改进在于给出了非高斯对称稳定分布条件下一种实用的外信息的概率密度分布的近似估计。将EXIT图与系统误码率分析相结合，可对互信息变化的迭代轨迹、迭代次数和每次迭代能达到的误码率做出预测估计。对截断Turbo均衡方法的仿真结果表明，利用该方法预测的系统性能与实际的仿真结果基本一致，证实了该方法的有效性。
2009, 31(6): 1390-1394.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00787
摘要:
在OFDM系统中，信道的快速时变性破坏了子载波间的正交性，从而导致子载波间干扰(ICI)，降低了系统性能。该文针对双选择信道的时变特性，提出了一种新的Kalman滤波信道估计算法，将其应用于过采样的复指数基扩展模型(OCE-BEM)，从而将一个OFDM符号周期内信道参数时变的问题转化为参数时不变问题，同时，将这种新的Kalman滤波器与基于ICI抑制的低复杂度LMMSE Turbo均衡器相结合，并辅以循环冗余码校验(CRC)控制算法迭代次数，从而不需要更多的导频符号，在保证算法性能的基础上，减小算法的计算时延和复杂度。理论分析和仿真结果表明，该文给出的方法在双选择信道下能够有效地跟踪信道变化并抑制ICI影响。
在OFDM系统中，信道的快速时变性破坏了子载波间的正交性，从而导致子载波间干扰(ICI)，降低了系统性能。该文针对双选择信道的时变特性，提出了一种新的Kalman滤波信道估计算法，将其应用于过采样的复指数基扩展模型(OCE-BEM)，从而将一个OFDM符号周期内信道参数时变的问题转化为参数时不变问题，同时，将这种新的Kalman滤波器与基于ICI抑制的低复杂度LMMSE Turbo均衡器相结合，并辅以循环冗余码校验(CRC)控制算法迭代次数，从而不需要更多的导频符号，在保证算法性能的基础上，减小算法的计算时延和复杂度。理论分析和仿真结果表明，该文给出的方法在双选择信道下能够有效地跟踪信道变化并抑制ICI影响。
2009, 31(6): 1395-1399.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00836
摘要:
该文提出了一种基于二叉树分解的自适应防碰撞算法。新算法利用标签EPC的唯一性，通过时隙分配估计标签的分布情况，对发生碰撞的时隙进行二叉树搜索，从而将一个庞大且复杂的二叉树分解成多个简单的小子二叉树，简化了搜索流程。通过引入碰撞堆栈，并根据时隙状态自适应得调整搜索路径，从而进一步减少搜索的时隙数及提高了时隙的吞吐量。理论和仿真实验证明了新算法的有效性，即在待识别的标签数量较多时，可有效的减少识别时间，提高搜索效率。
该文提出了一种基于二叉树分解的自适应防碰撞算法。新算法利用标签EPC的唯一性，通过时隙分配估计标签的分布情况，对发生碰撞的时隙进行二叉树搜索，从而将一个庞大且复杂的二叉树分解成多个简单的小子二叉树，简化了搜索流程。通过引入碰撞堆栈，并根据时隙状态自适应得调整搜索路径，从而进一步减少搜索的时隙数及提高了时隙的吞吐量。理论和仿真实验证明了新算法的有效性，即在待识别的标签数量较多时，可有效的减少识别时间，提高搜索效率。
2009, 31(6): 1400-1404.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01038
摘要:
在采用串行干扰消除的DS-CDMA系统中，可能的速率模式与译码顺序随着用户数的增长而指数增长。如何分配速率使得系统效用最大化是一个NP问题，这涉及到速率分配与译码顺序调整的联合优化。该文针对此问题提出两种次优贪婪算法。算法的主要思想是逐步贪婪地更新速率模式，再针对每步更新后的速率模式调整译码顺序，根据调整后的译码顺序快速检验对应速率模式的可行性。提出的算法具有较低的计算复杂度，可用于速率的快速有效分配。仿真实验证实了分析结果并展示了算法的有效性。
在采用串行干扰消除的DS-CDMA系统中，可能的速率模式与译码顺序随着用户数的增长而指数增长。如何分配速率使得系统效用最大化是一个NP问题，这涉及到速率分配与译码顺序调整的联合优化。该文针对此问题提出两种次优贪婪算法。算法的主要思想是逐步贪婪地更新速率模式，再针对每步更新后的速率模式调整译码顺序，根据调整后的译码顺序快速检验对应速率模式的可行性。提出的算法具有较低的计算复杂度，可用于速率的快速有效分配。仿真实验证实了分析结果并展示了算法的有效性。
2009, 31(6): 1405-1409.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2007.01018
摘要:
在使用随机射线方法建模无线传播信道时，需要求解以反射次数为指标的无线电波经过若干次反射以后达到特定位置的概率分布。该文使用信息论中的最大熵原理，首先计算在Manhattan距离度量下二维和三维空间连续情形和离散情形下随机射线的概率密度函数。然后计算在Euclid距离度量下二维和三维空间连续情形下随机射线的概率密度函数，以及作随机游动的随机射线在二维空间的概率密度函数。使用城市密集传播地区的测量数据验证随机射线理论模型结果的可靠性。所得结果对于无线随机传播信道建模具有理论指导意义。
在使用随机射线方法建模无线传播信道时，需要求解以反射次数为指标的无线电波经过若干次反射以后达到特定位置的概率分布。该文使用信息论中的最大熵原理，首先计算在Manhattan距离度量下二维和三维空间连续情形和离散情形下随机射线的概率密度函数。然后计算在Euclid距离度量下二维和三维空间连续情形下随机射线的概率密度函数，以及作随机游动的随机射线在二维空间的概率密度函数。使用城市密集传播地区的测量数据验证随机射线理论模型结果的可靠性。所得结果对于无线随机传播信道建模具有理论指导意义。
2009, 31(6): 1410-1414.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00975
摘要:
利用Householder变换，并结合WY表示形式，该文首先提出一种修正的Householder QR分解(M-H-QRD)算法，与排序QRD(S-QRD)检测算法相比：M-H-QRD检测算法在空间相关信道环境下具有稳健的数值特性；然后以此为基础，提出了一种基于M-H-QRD的V-BLAST迭代检测算法。仿真结果表明：在空间相关信道环境下，该算法比S-QRD检测算法、M-H-QRD检测算法在性能上具有明显的改善；与标准的V-BLAST算法相比，在高信噪比范围，迭代检测算法取得了与标准的V-BLAST算法几乎同等的性能，在中低信噪比范围，迭代检测算法优于标准的V-BLAST检测算法，同时数值特性比标准的V-BLAST检测算法更为稳健。
利用Householder变换，并结合WY表示形式，该文首先提出一种修正的Householder QR分解(M-H-QRD)算法，与排序QRD(S-QRD)检测算法相比：M-H-QRD检测算法在空间相关信道环境下具有稳健的数值特性；然后以此为基础，提出了一种基于M-H-QRD的V-BLAST迭代检测算法。仿真结果表明：在空间相关信道环境下，该算法比S-QRD检测算法、M-H-QRD检测算法在性能上具有明显的改善；与标准的V-BLAST算法相比，在高信噪比范围，迭代检测算法取得了与标准的V-BLAST算法几乎同等的性能，在中低信噪比范围，迭代检测算法优于标准的V-BLAST检测算法，同时数值特性比标准的V-BLAST检测算法更为稳健。
2009, 31(6): 1415-1419.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00858
摘要:
分布式空时编码系统中，由于各个中继节点之间的传输不同步会造成分布式空时编码的性能损失。针对这一问题，该文设计了一种异步分布式线性卷积空时编码。通过一种具有特殊结构的生成矩阵的设计，该编码可以在多径信道和中继节点异步传输模型下获得满分集增益。另外，由于该编码的线性特性，因而可以使用迫零(ZF), 最小均方误差(MMSE)以及基于最小均方误差的判决反馈(MMSE-DFE)检测器检测。理论分析和仿真结果均表明，该文提出的异步分布式线性卷积空时编码可以在没有同步传输的假设下，采用次最优检测器来获得满分集增益。
分布式空时编码系统中，由于各个中继节点之间的传输不同步会造成分布式空时编码的性能损失。针对这一问题，该文设计了一种异步分布式线性卷积空时编码。通过一种具有特殊结构的生成矩阵的设计，该编码可以在多径信道和中继节点异步传输模型下获得满分集增益。另外，由于该编码的线性特性，因而可以使用迫零(ZF), 最小均方误差(MMSE)以及基于最小均方误差的判决反馈(MMSE-DFE)检测器检测。理论分析和仿真结果均表明，该文提出的异步分布式线性卷积空时编码可以在没有同步传输的假设下，采用次最优检测器来获得满分集增益。
2009, 31(6): 1420-1423.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00747
摘要:
该文结合双向M-BCJR算法，提出了一种用于频率选择性信道条件下的V-BLAST系统的改进迭代译码算法。该算法通过改进度量函数与引入Kullback-Leibler距离计算进行双向搜索的方法，在保持算法低复杂度的基础上，提高了算法性能。仿真结果验证了该算法的性能。
该文结合双向M-BCJR算法，提出了一种用于频率选择性信道条件下的V-BLAST系统的改进迭代译码算法。该算法通过改进度量函数与引入Kullback-Leibler距离计算进行双向搜索的方法，在保持算法低复杂度的基础上，提高了算法性能。仿真结果验证了该算法的性能。
2009, 31(6): 1424-1428.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00611
摘要:
该文提出一种适用于MU-MIMO单载波频分多址接入系统的块级空时分组码。利用这种码的代数性质和一个特殊置换矩阵，在线性最小均方误差准则下，导出了低复杂度多用户检测算法。通过仿真，给出了平均比特差错概率性能。与空频分组码相比，当SC-FDMA系统采用分布式子载波映射，块级空时分组码的性能具有优势，并且两者的计算复杂度相当。
该文提出一种适用于MU-MIMO单载波频分多址接入系统的块级空时分组码。利用这种码的代数性质和一个特殊置换矩阵，在线性最小均方误差准则下，导出了低复杂度多用户检测算法。通过仿真，给出了平均比特差错概率性能。与空频分组码相比，当SC-FDMA系统采用分布式子载波映射，块级空时分组码的性能具有优势，并且两者的计算复杂度相当。
2009, 31(6): 1429-1432.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00902
摘要:
为改善星上交换系统的性能，该文提出了一种新的输入缓存调度算法。该算法基于Crossbar交换结构，采用了串行调度思想，在兼顾每个端口公平性的基础上调整了输出端口的仲裁策略，增加了端口匹配的概率。该算法大大减小了调度时延和丢失率。分析与仿真结果表明，该算法在平均调度时延和信元丢失率等方面的性能指标均优于已有算法而且实现复杂度不增加。
为改善星上交换系统的性能，该文提出了一种新的输入缓存调度算法。该算法基于Crossbar交换结构，采用了串行调度思想，在兼顾每个端口公平性的基础上调整了输出端口的仲裁策略，增加了端口匹配的概率。该算法大大减小了调度时延和丢失率。分析与仿真结果表明，该算法在平均调度时延和信元丢失率等方面的性能指标均优于已有算法而且实现复杂度不增加。
2009, 31(6): 1433-1437.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00670
摘要:
该文对多输出Plateaued函数的一些密码学性质进行了研究，以多输出函数的特征函数为工具，建立了多输出Plateaued函数的差分转移概率与其Walsh谱及阶数之间的关系。给出了多输出Plateaued函数的Walsh谱值在一定条件下的分布情形，指出多输出Plateaued函数的在其输出分量函数的任意非零线性组合函数均为非平衡函数时，其输入变量个数、输出变量个数与其阶数之间的关系满足。
该文对多输出Plateaued函数的一些密码学性质进行了研究，以多输出函数的特征函数为工具，建立了多输出Plateaued函数的差分转移概率与其Walsh谱及阶数之间的关系。给出了多输出Plateaued函数的Walsh谱值在一定条件下的分布情形，指出多输出Plateaued函数的在其输出分量函数的任意非零线性组合函数均为非平衡函数时，其输入变量个数、输出变量个数与其阶数之间的关系满足。
2009, 31(6): 1438-1441.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00528
摘要:
正形置换在密码体制设计中应用广泛。该文基于正形置换和正形拉丁方截集的一一对应关系，研究了正形置换的构造问题，给出了由n元正形置换构造n+1元正形置换的新方法，该方法利用正形拉丁方An的一个截集及其补序截集，扩展得到正形拉丁方An+1的一个复合截集，并由此构造出正形拉丁方An+1的截集。证明了按这种方法由任一n元正形置换可以构造出22n个n+1元正形置换。
正形置换在密码体制设计中应用广泛。该文基于正形置换和正形拉丁方截集的一一对应关系，研究了正形置换的构造问题，给出了由n元正形置换构造n+1元正形置换的新方法，该方法利用正形拉丁方An的一个截集及其补序截集，扩展得到正形拉丁方An+1的一个复合截集，并由此构造出正形拉丁方An+1的截集。证明了按这种方法由任一n元正形置换可以构造出22n个n+1元正形置换。
2009, 31(6): 1442-1444.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00736
摘要:
该文提出通过异结构混沌同步和参数调制实现保密通信的新方法。在发送端将信息信号调制到混沌系统的某个参数中，根据Lyapunov稳定性定理，构造合适的控制器，实现了异结构混沌系统的完全同步；在接受端采用非线型滤波器，使信息信号得以有效地恢复，实现信号安全保密传输。仿真结果表明，系统快速达到同步，经参数调制的信号能有效恢复，成功地实现保密通信，具有较强的保密性和实用性。
该文提出通过异结构混沌同步和参数调制实现保密通信的新方法。在发送端将信息信号调制到混沌系统的某个参数中，根据Lyapunov稳定性定理，构造合适的控制器，实现了异结构混沌系统的完全同步；在接受端采用非线型滤波器，使信息信号得以有效地恢复，实现信号安全保密传输。仿真结果表明，系统快速达到同步，经参数调制的信号能有效恢复，成功地实现保密通信，具有较强的保密性和实用性。
2009, 31(6): 1445-1450.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00162
摘要:
电子支付协议是一种重要的电子商务协议，公平性是其重要的安全属性之一。该文提出一种基于分层时间有色Petri网(HTCPN)的电子支付协议形式化分析方法。该方法在进行公平性分析时，充分考虑了两个环境因素：主体是否诚实和通信信道是否可靠，与其他形式化方法相比，可以更有效地分析协议公平性。使用该方法对典型支付协议IBS协议进行分析，分析结果验证了所提模型和方法的有效性。
电子支付协议是一种重要的电子商务协议，公平性是其重要的安全属性之一。该文提出一种基于分层时间有色Petri网(HTCPN)的电子支付协议形式化分析方法。该方法在进行公平性分析时，充分考虑了两个环境因素：主体是否诚实和通信信道是否可靠，与其他形式化方法相比，可以更有效地分析协议公平性。使用该方法对典型支付协议IBS协议进行分析，分析结果验证了所提模型和方法的有效性。
2009, 31(6): 1451-1454.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2007.01483
摘要:
本文针对高功率放大器(HPA)的非线性失真导致OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统传输性能下降问题，采用两个类似结构的单输入单输出BP神经网络串联后级联HPA实现其预失真，前一网络是HPA的AM-AM特性的逆模型，用来实现HPA的幅度预失真，后一网络是HPA的AM-PM特性模型，回避了其逆模型的建立，实现了HPA更高精度的相位预失真，提高了整体预失真效果。仿真结果显示了即使输入回退只有2.93dB，带外谱增长仍能降低约10dB，表明该方案能够方便高效地实现OFDM系统中HPA的自适应预失真，大大提高OFDM系统的传输性能。
本文针对高功率放大器(HPA)的非线性失真导致OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统传输性能下降问题，采用两个类似结构的单输入单输出BP神经网络串联后级联HPA实现其预失真，前一网络是HPA的AM-AM特性的逆模型，用来实现HPA的幅度预失真，后一网络是HPA的AM-PM特性模型，回避了其逆模型的建立，实现了HPA更高精度的相位预失真，提高了整体预失真效果。仿真结果显示了即使输入回退只有2.93dB，带外谱增长仍能降低约10dB，表明该方案能够方便高效地实现OFDM系统中HPA的自适应预失真，大大提高OFDM系统的传输性能。
2009, 31(6): 1455-1459.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00713
摘要:
为了提高数字视频实时传输的容差能力，该文提出了一种基于反馈的自适应参考帧选择方法。在传统参考帧选择优点的基础上，设计了一种新的通过率失真技术优化选择参考帧的帧间帧预测结构，分析了选择不同参考帧编码时的编码码率以及它对编码失真的影响。引入了信道代价均值的概念，探讨了信道误差的扩散过程及其对信道失真的影响。在联合信源和信道的率失真优化框架内，选择使得率失真代价最小的候选参考帧作为当前帧编码的参考帧，有效地改善了视频传输质量，并减少了编/解码器所需缓存的参考帧。仿真实验显示自适应参考帧选择的PSNR性能在不同码率和丢包率下均优于经典的ACK和NACK参考帧选择方法。
为了提高数字视频实时传输的容差能力，该文提出了一种基于反馈的自适应参考帧选择方法。在传统参考帧选择优点的基础上，设计了一种新的通过率失真技术优化选择参考帧的帧间帧预测结构，分析了选择不同参考帧编码时的编码码率以及它对编码失真的影响。引入了信道代价均值的概念，探讨了信道误差的扩散过程及其对信道失真的影响。在联合信源和信道的率失真优化框架内，选择使得率失真代价最小的候选参考帧作为当前帧编码的参考帧，有效地改善了视频传输质量，并减少了编/解码器所需缓存的参考帧。仿真实验显示自适应参考帧选择的PSNR性能在不同码率和丢包率下均优于经典的ACK和NACK参考帧选择方法。
2009, 31(6): 1460-1464.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00554
摘要:
现有的数字广播网络由于没有回传通道，发送端无法知悉传输过程中的丢包状况。接收端处在广播网络的不同位置，常常因处于小区边缘或受障碍物遮挡等原因造成信号减弱，从而导致丢包率提高。该文提出了一种基于pFEC (patching Forward Error Correction，补丁FEC)的丢包恢复机制，来解决单向广播网络的丢包问题。该方法利用蜂窝移动网络的双向信道来传输补丁流，提供自适应的FEC来降低丢包率。这种方式可以在广播业务中为不同位置的用户提供不同的丢包恢复能力。理论建模及仿真结果显示，在蜂窝移动网络丢包率不高的情况下，pFEC机制能够有效应对个别用户突发的丢包，从而提高广播业务整体的可靠性和服务质量。
现有的数字广播网络由于没有回传通道，发送端无法知悉传输过程中的丢包状况。接收端处在广播网络的不同位置，常常因处于小区边缘或受障碍物遮挡等原因造成信号减弱，从而导致丢包率提高。该文提出了一种基于pFEC (patching Forward Error Correction，补丁FEC)的丢包恢复机制，来解决单向广播网络的丢包问题。该方法利用蜂窝移动网络的双向信道来传输补丁流，提供自适应的FEC来降低丢包率。这种方式可以在广播业务中为不同位置的用户提供不同的丢包恢复能力。理论建模及仿真结果显示，在蜂窝移动网络丢包率不高的情况下，pFEC机制能够有效应对个别用户突发的丢包，从而提高广播业务整体的可靠性和服务质量。
2009, 31(6): 1465-1469.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2007.01144
摘要:
该文首次在多天线多信道802.11无线网状网中提出了时频信道的概念。时频信道是通过在时间和频率两个维度划分无线资源取得的。这种划分方法增加了信道数量，使信道划分更加精细，为提高系统的信道利用率做了准备。在时频信道的基础上，提出了准动态信道分配算法。该算法可以和现有的固定信道分配算法结合，实现准动态信道分配，根据链路上负载变化，取得最大的吞吐量。该算法先根据固定信道分配算法为各链路分配相同数量的时频信道，剩余部分当作公共信道。在通信过程中，各链路首先使用分配给自己的信道和空闲的公共信道。如果分配给一个链路的信道不够，且别的链路上的信道有空闲，该链路还可以暂时使用这些空闲信道。理论分析和仿真结果证明该算法可以有效提高系统的吞吐量。
该文首次在多天线多信道802.11无线网状网中提出了时频信道的概念。时频信道是通过在时间和频率两个维度划分无线资源取得的。这种划分方法增加了信道数量，使信道划分更加精细，为提高系统的信道利用率做了准备。在时频信道的基础上，提出了准动态信道分配算法。该算法可以和现有的固定信道分配算法结合，实现准动态信道分配，根据链路上负载变化，取得最大的吞吐量。该算法先根据固定信道分配算法为各链路分配相同数量的时频信道，剩余部分当作公共信道。在通信过程中，各链路首先使用分配给自己的信道和空闲的公共信道。如果分配给一个链路的信道不够，且别的链路上的信道有空闲，该链路还可以暂时使用这些空闲信道。理论分析和仿真结果证明该算法可以有效提高系统的吞吐量。
2009, 31(6): 1470-1474.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00590
摘要:
基于组播的流调度算法能够有效降低服务器和网络带宽消耗。但研究表明，在用户进行VCR交互操作情况下，这些算法的性能将急剧恶化。该文提出一种有效支持用户交互的视频点播系统流调度方案：常规组播固定调度RMFS。RMFS采用基于请求类的接纳控制策略，并通过流合并机制来合并单播流。分析了RMFS方案的最佳组播间隔、最佳请求阈值和最小服务器容量需求。仿真结果验证了分析模型的正确性和RMFS方案的可行性。
基于组播的流调度算法能够有效降低服务器和网络带宽消耗。但研究表明，在用户进行VCR交互操作情况下，这些算法的性能将急剧恶化。该文提出一种有效支持用户交互的视频点播系统流调度方案：常规组播固定调度RMFS。RMFS采用基于请求类的接纳控制策略，并通过流合并机制来合并单播流。分析了RMFS方案的最佳组播间隔、最佳请求阈值和最小服务器容量需求。仿真结果验证了分析模型的正确性和RMFS方案的可行性。
2009, 31(6): 1475-1478.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00484
摘要:
多级多平面分组交换结构MPMS以其优异的可扩展性正成为新一代交换路由设备的交换核心。但MPMS结构中的调度算法却往往比较复杂。该文提出了一种MPMS结构的带宽保证型调度算法BG-CRRD，该算法将分组流预留带宽信息引入判决机制，仿真实验表明，BG-CRRD在Bernoulli均匀流量条件下可以获得100%的吞吐率，在非均匀流量条件极坏情况下获得高达92%的吞吐率，在过载情况下根据预定带宽分配输出链路带宽。
多级多平面分组交换结构MPMS以其优异的可扩展性正成为新一代交换路由设备的交换核心。但MPMS结构中的调度算法却往往比较复杂。该文提出了一种MPMS结构的带宽保证型调度算法BG-CRRD，该算法将分组流预留带宽信息引入判决机制，仿真实验表明，BG-CRRD在Bernoulli均匀流量条件下可以获得100%的吞吐率，在非均匀流量条件极坏情况下获得高达92%的吞吐率，在过载情况下根据预定带宽分配输出链路带宽。
2009, 31(6): 1479-1482.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00538
摘要:
针对FPGA中包含三级可编程开关的互连网络测试，该文提出了一种基于匹配理论的减少配置次数并且与阵列规模无关的测试方法。该方法通过建立结构测试图，按照图的道路长进行分块并应用最小覆盖和最大匹配的原理减少配置次数。对于不同的互连网络结构，与其它方法相比，该方法的配置次数至少减少了10%，并且与阵列规模无关。
针对FPGA中包含三级可编程开关的互连网络测试，该文提出了一种基于匹配理论的减少配置次数并且与阵列规模无关的测试方法。该方法通过建立结构测试图，按照图的道路长进行分块并应用最小覆盖和最大匹配的原理减少配置次数。对于不同的互连网络结构，与其它方法相比，该方法的配置次数至少减少了10%，并且与阵列规模无关。
2009, 31(6): 1483-1486.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00783
摘要:
该文从分析损耗介质加载金属圆波导中电磁波传输特性出发，应用回旋行波管放大器小信号色散方程，研究损耗介质加载结构TE01模回旋行波管放大器绝对不稳定性振荡和回旋返波振荡对器件稳定性的影响。结果表明：损耗介质的加载，可以提高绝对不稳定性起振电流，提高的幅度依赖于工作磁场偏离饱和磁场的程度、电子束横纵速度比等；增加波导损耗介质加载的厚度，可以提高竞争模式的回旋返波起振长度。合理选择波导的损耗层厚度、介电常数以及回旋行波管的工作电压、工作磁场和电子束横纵速度比，可以有效兼顾带宽和抑制不稳定性，保证回旋行波管放大器稳定工作。
该文从分析损耗介质加载金属圆波导中电磁波传输特性出发，应用回旋行波管放大器小信号色散方程，研究损耗介质加载结构TE01模回旋行波管放大器绝对不稳定性振荡和回旋返波振荡对器件稳定性的影响。结果表明：损耗介质的加载，可以提高绝对不稳定性起振电流，提高的幅度依赖于工作磁场偏离饱和磁场的程度、电子束横纵速度比等；增加波导损耗介质加载的厚度，可以提高竞争模式的回旋返波起振长度。合理选择波导的损耗层厚度、介电常数以及回旋行波管的工作电压、工作磁场和电子束横纵速度比，可以有效兼顾带宽和抑制不稳定性，保证回旋行波管放大器稳定工作。
2009, 31(6): 1487-1489.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01115
摘要:
该文研究了一种近似椭圆结构的超宽带偶极子天线。通过设计沿着振子向末端方向渐变的导体臂，可以有效地减小天线末端电流的反射，改善天线的输入阻抗特性，拓宽天线的带宽。由于没有采用任何加载措施，此天线相比电阻加载宽带天线具有更高的效率。采用三维电磁仿真软件对天线进行了分析和设计，根据设计结果实际制作了一副天线样机，并对其电压驻波比和辐射特性进行了测试，测试结果与仿真设计结果吻合良好。仿真结果和实验测试结果表明，该天线在很宽的工作频带内具有良好的阻抗特性和辐射特性。
该文研究了一种近似椭圆结构的超宽带偶极子天线。通过设计沿着振子向末端方向渐变的导体臂，可以有效地减小天线末端电流的反射，改善天线的输入阻抗特性，拓宽天线的带宽。由于没有采用任何加载措施，此天线相比电阻加载宽带天线具有更高的效率。采用三维电磁仿真软件对天线进行了分析和设计，根据设计结果实际制作了一副天线样机，并对其电压驻波比和辐射特性进行了测试，测试结果与仿真设计结果吻合良好。仿真结果和实验测试结果表明，该天线在很宽的工作频带内具有良好的阻抗特性和辐射特性。
2009, 31(6): 1490-1492.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00977
摘要:
对稀疏率一定的稀疏线阵进行优化设计时，仅对孔径外边缘部分的阵元进行优化稀疏就能达到优化设计整个稀疏天线阵的目的。该文运用统计的方法对大量的最优对称稀疏线阵的阵元分布规律进行了分析和研究，提出一种对称稀疏线阵的布阵模型，经过分析和验证表明，利用该模型可以在保证优化性能的同时，有效地降低优化布阵算法的计算量，提高优化设计的效率。
对稀疏率一定的稀疏线阵进行优化设计时，仅对孔径外边缘部分的阵元进行优化稀疏就能达到优化设计整个稀疏天线阵的目的。该文运用统计的方法对大量的最优对称稀疏线阵的阵元分布规律进行了分析和研究，提出一种对称稀疏线阵的布阵模型，经过分析和验证表明，利用该模型可以在保证优化性能的同时，有效地降低优化布阵算法的计算量，提高优化设计的效率。
2009, 31(6): 1493-1496.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01045
摘要:
该文分析了瑞利平坦衰落信道下，信道估计误差对采用迫零接收的MIMO系统性能的影响，提出了一种以系统有效吞吐量最大化为目标的功率分配与自适应调制算法。为了减少信道估计误差对实际系统性能的影响，该算法对发送端估计的信噪比进行修正，并以此作为功率分配和自适应调制的依据。在系统总功率受限的条件下，对发端多天线的功率分配结合了空域注水定理和比特分配，并尽量保证调制阶数高的数据符号所在天线的功率。仿真结果表明，该算法实现较简单，获得的系统有效吞吐量接近于最优值，适用于实际系统。
该文分析了瑞利平坦衰落信道下，信道估计误差对采用迫零接收的MIMO系统性能的影响，提出了一种以系统有效吞吐量最大化为目标的功率分配与自适应调制算法。为了减少信道估计误差对实际系统性能的影响，该算法对发送端估计的信噪比进行修正，并以此作为功率分配和自适应调制的依据。在系统总功率受限的条件下，对发端多天线的功率分配结合了空域注水定理和比特分配，并尽量保证调制阶数高的数据符号所在天线的功率。仿真结果表明，该算法实现较简单，获得的系统有效吞吐量接近于最优值，适用于实际系统。
2009, 31(6): 1497-1500.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00843
摘要:
该文提出了基于层次模型的重要性编码算法，该算法在不改变JPEG2000上下文模型前提下按照重要系数的空间聚集区域进行层次邻域编码。实验结果表明：新算法输出的码流的自相关性较JEG2000以及Hilbert曲线输出的码流的自相关性好；新算法的平均码率较JPEG2000的条带扫描以及Hilbert曲线扫描的平均码率分别提高了1.06%，0.57%；而且，新算法的平均码率较JPEG2000的上下文量化优化算法获得的平均码率提高了1.08%。
该文提出了基于层次模型的重要性编码算法，该算法在不改变JPEG2000上下文模型前提下按照重要系数的空间聚集区域进行层次邻域编码。实验结果表明：新算法输出的码流的自相关性较JEG2000以及Hilbert曲线输出的码流的自相关性好；新算法的平均码率较JPEG2000的条带扫描以及Hilbert曲线扫描的平均码率分别提高了1.06%，0.57%；而且，新算法的平均码率较JPEG2000的上下文量化优化算法获得的平均码率提高了1.08%。
2009, 31(6): 1501-1504.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00610
摘要:
现有的故障定位算法大多基于时间窗口，窗口大小设置的合理与否会对算法准确度产生重要影响。为了避免因窗口设置不当造成算法性能的下降，该文以概率加权的二分图作为故障传播模型，提出了一种基于增量贝叶斯疑似度(Incremental Bayesian Suspected Degree，IBSD)的启发式故障定位算法。IBSD算法采用事件驱动的方式依次分析观察到的征兆，通过增量计算对应故障的贝叶斯疑似度，确定当前征兆前提下最有可能的故障集。仿真实验表明，IBSD算法具有较高的故障检测率和较低的故障误检率，即使在部分告警无法观察的情况下，算法依然具有较高的故障检测率。算法具有多项式计算复杂度，可以满足大规模通信网故障定位的要求。
现有的故障定位算法大多基于时间窗口，窗口大小设置的合理与否会对算法准确度产生重要影响。为了避免因窗口设置不当造成算法性能的下降，该文以概率加权的二分图作为故障传播模型，提出了一种基于增量贝叶斯疑似度(Incremental Bayesian Suspected Degree，IBSD)的启发式故障定位算法。IBSD算法采用事件驱动的方式依次分析观察到的征兆，通过增量计算对应故障的贝叶斯疑似度，确定当前征兆前提下最有可能的故障集。仿真实验表明，IBSD算法具有较高的故障检测率和较低的故障误检率，即使在部分告警无法观察的情况下，算法依然具有较高的故障检测率。算法具有多项式计算复杂度，可以满足大规模通信网故障定位的要求。
2009, 31(6): 1505-1508.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01124
摘要:
针对非实时业务的特点，该文提出了机会频谱接入系统的两种切换请求排队方案，并采用二维Markov模型对其性能进行了建模分析，得到了呼叫阻塞率、强制中断率、信道利用率等系统性能关键参数的解析结果。数值结果分析表明，提出的两种切换请求排队方案是降低系统强制中断率的有效方法，且可克服切换信道预留机制阻塞率高、信道利用率低的缺点，信道利用率最多可提高26%。仿真实验验证了理论分析的正确性。
针对非实时业务的特点，该文提出了机会频谱接入系统的两种切换请求排队方案，并采用二维Markov模型对其性能进行了建模分析，得到了呼叫阻塞率、强制中断率、信道利用率等系统性能关键参数的解析结果。数值结果分析表明，提出的两种切换请求排队方案是降低系统强制中断率的有效方法，且可克服切换信道预留机制阻塞率高、信道利用率低的缺点，信道利用率最多可提高26%。仿真实验验证了理论分析的正确性。
2009, 31(6): 1509-1512.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00769
摘要:
该文研究FC-AE-ASM(Fibre Channel-Avionics Environment- Anonymous Subscriber Messaging，光纤通道-航空电子环境-匿名订户消息)网络的数据发送控制问题。从FC-AE-ASM网络的基本原理出发，提出了基于时间片轮转的数据发送控制算法，推导出在该算法下数据集合严格实时的充分必要条件，以链路占用率为性能衡量指标，证明在最差条件下，采用该算法后FC-AE-ASM网络的实时性可以得到保证。最后采用OPNET进行了仿真，通过结果分析，说明了理论分析的正确性。
该文研究FC-AE-ASM(Fibre Channel-Avionics Environment- Anonymous Subscriber Messaging，光纤通道-航空电子环境-匿名订户消息)网络的数据发送控制问题。从FC-AE-ASM网络的基本原理出发，提出了基于时间片轮转的数据发送控制算法，推导出在该算法下数据集合严格实时的充分必要条件，以链路占用率为性能衡量指标，证明在最差条件下，采用该算法后FC-AE-ASM网络的实时性可以得到保证。最后采用OPNET进行了仿真，通过结果分析，说明了理论分析的正确性。
2009, 31(6): 1513-1516.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00587
摘要:
基于小世界规律和幂率特征，该文提出了P2P超级节点检测方法IPS。IPS通过分组抽样检出P2P种子节点，然后根据P2P节点间的流量关联特征检出其余的P2P节点，并将连接度大的P2P节点作为超级节点输出。基于互联网数据的实验验证了该法的正确性。
基于小世界规律和幂率特征，该文提出了P2P超级节点检测方法IPS。IPS通过分组抽样检出P2P种子节点，然后根据P2P节点间的流量关联特征检出其余的P2P节点，并将连接度大的P2P节点作为超级节点输出。基于互联网数据的实验验证了该法的正确性。
2009, 31(6): 1517-1520.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00838
摘要:
量子细胞自动机(QCA)可以构建逻辑门和QCA线。该文基于QCA设计了1位，4位和8位数值比较器，并用QCADesigner软件进行模拟。结果表明，所设计的电路具有正确的逻辑功能。通过对电路所需细胞数、面积和时延三方面性能分析，表明所设计的电路时延并不随输入位数呈线性增加，因而所设计的电路具有良好的时延性。
量子细胞自动机(QCA)可以构建逻辑门和QCA线。该文基于QCA设计了1位，4位和8位数值比较器，并用QCADesigner软件进行模拟。结果表明，所设计的电路具有正确的逻辑功能。通过对电路所需细胞数、面积和时延三方面性能分析，表明所设计的电路时延并不随输入位数呈线性增加，因而所设计的电路具有良好的时延性。
2009, 31(6): 1521-1524.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.00553
摘要:
该文提出了一种新颖的基于频率-电压转换技术的锁相环(PLL)快速自校准方案，可用于FPGA片上时钟产生单元内使用多段调谐环形压控振荡器(VCO)的锁相环。文章详细讨论了校准电路及用作时钟发生器的锁相环关键模块的设计，并进行了整体仿真验证。仿真结果说明，系统能够在发生工艺偏差或者参考频率变化时进行快速自校准。该文设计的校准电路及时钟发生器以较低VCO增益获得较宽的频率调谐范围，并具有较快的锁定时间，适于在FPGA器件的片上时钟产生单元中应用。
该文提出了一种新颖的基于频率-电压转换技术的锁相环(PLL)快速自校准方案，可用于FPGA片上时钟产生单元内使用多段调谐环形压控振荡器(VCO)的锁相环。文章详细讨论了校准电路及用作时钟发生器的锁相环关键模块的设计，并进行了整体仿真验证。仿真结果说明，系统能够在发生工艺偏差或者参考频率变化时进行快速自校准。该文设计的校准电路及时钟发生器以较低VCO增益获得较宽的频率调谐范围，并具有较快的锁定时间，适于在FPGA器件的片上时钟产生单元中应用。
