邮件订阅
2015年 第37卷 第8期
2015, 37(8): 1779-1785.
doi: 10.11999/JEIT150053
摘要:
为了提高雷达辐射源特征参数存在互相交叠和多个模式情况的雷达辐射源正确识别率，该文提出一种基于云模型的DSm(Dezert-Smarandache)证据建模及雷达辐射源识别方法。该方法首先将存在互相交叠和多个模式的先验雷达辐射源特征参数进行基于云模型的DSm建模，然后将含有噪声的测量信号特征参数进行基于云模型的DSm隶属度赋值，再通过隶属度与基本信度赋值的关系求得DSm模型的基本信度赋值，最后通过DSmT+PCR5的方法将多传感器测量信号的同特征的基本信度赋值进行融合，再将各特征的融合结果进行DSmT+PCR5融合得到最终的识别结果，如果仅为单传感器测量信号的特征参数，则仅将不同特征参数的基本信度赋值进行DSmT+PCR5得到融合识别结果。最后通过多种情况下的仿真实验，验证了该文方法的优越性。
为了提高雷达辐射源特征参数存在互相交叠和多个模式情况的雷达辐射源正确识别率，该文提出一种基于云模型的DSm(Dezert-Smarandache)证据建模及雷达辐射源识别方法。该方法首先将存在互相交叠和多个模式的先验雷达辐射源特征参数进行基于云模型的DSm建模，然后将含有噪声的测量信号特征参数进行基于云模型的DSm隶属度赋值，再通过隶属度与基本信度赋值的关系求得DSm模型的基本信度赋值，最后通过DSmT+PCR5的方法将多传感器测量信号的同特征的基本信度赋值进行融合，再将各特征的融合结果进行DSmT+PCR5融合得到最终的识别结果，如果仅为单传感器测量信号的特征参数，则仅将不同特征参数的基本信度赋值进行DSmT+PCR5得到融合识别结果。最后通过多种情况下的仿真实验，验证了该文方法的优越性。
2015, 37(8): 1786-1792.
doi: 10.11999/JEIT141505
摘要:
在非均匀环境中，缺乏独立同分布的训练样本会使空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing, STAP)算法性能严重下降。针对这个问题，该文提出一种基于环境动态感知的空时自适应处理方法。该方法首先通过发射一组正交信号感知观测场景获取杂波信息；然后利用杂波信息结合平台参数及系统参数预测未来一段时间内杂波的协方差矩阵；最后将预测的协方差矩阵与样本协方差矩阵进行组合以构造空时滤波器。仿真结果表明，与传统的知识辅助类STAP算法相比，该方法在缺乏准确先验知识的情况下依然可以有效地抑制非均匀环境中的杂波。
在非均匀环境中，缺乏独立同分布的训练样本会使空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing, STAP)算法性能严重下降。针对这个问题，该文提出一种基于环境动态感知的空时自适应处理方法。该方法首先通过发射一组正交信号感知观测场景获取杂波信息；然后利用杂波信息结合平台参数及系统参数预测未来一段时间内杂波的协方差矩阵；最后将预测的协方差矩阵与样本协方差矩阵进行组合以构造空时滤波器。仿真结果表明，与传统的知识辅助类STAP算法相比，该方法在缺乏准确先验知识的情况下依然可以有效地抑制非均匀环境中的杂波。
2015, 37(8): 1793-1800.
doi: 10.11999/JEIT141300
摘要:
传统相关处理算法不能完全解决宽角合成孔径雷达(WASAR)成像中目标的散射特性随观测角度变化的问题。稀疏信号处理为该问题提供一种新思路，各向异性问题可以建模成欠定方程组。随角度增大，未知量的规模以观测孔径数目的线性规模增长，导致成功重建难度增大，甚至是重建失败。该文提出一种基于信息传递原理的宽角合成孔径雷达成像方法。根据宽角合成孔径雷达的观测几何及目标散射特性在不同角度之间存在的相关性，建立基于结构稀疏的成像模型；然后利用信息传递原理，提出基于结构稀疏复数信息传递(GCAMP)的成像算法求解该成像模型。仿真结果验证了该方法的有效性。
传统相关处理算法不能完全解决宽角合成孔径雷达(WASAR)成像中目标的散射特性随观测角度变化的问题。稀疏信号处理为该问题提供一种新思路，各向异性问题可以建模成欠定方程组。随角度增大，未知量的规模以观测孔径数目的线性规模增长，导致成功重建难度增大，甚至是重建失败。该文提出一种基于信息传递原理的宽角合成孔径雷达成像方法。根据宽角合成孔径雷达的观测几何及目标散射特性在不同角度之间存在的相关性，建立基于结构稀疏的成像模型；然后利用信息传递原理，提出基于结构稀疏复数信息传递(GCAMP)的成像算法求解该成像模型。仿真结果验证了该方法的有效性。
2015, 37(8): 1801-1807.
doi: 10.11999/JEIT141563
摘要:
通过调整空间距离较远的雷达发射天线的发射时间和初始相位可控制电磁波能量在空间的分布来增强感兴趣空间区域的信号能量。该文分析分布式雷达相参发射的原理，给出形成干涉峰点的条件，定义空间干涉能量分布函数来反映发射信号能量较平均能量的增益，其最大值为发射天线个数。在远场和近场条件下分析信号空间能量分布的特点，表明它在远场近天线距离呈条纹状，在近场远天线距离呈类晶体结构或独峰结构。为了让目标在干涉峰点内部，分布式相参发射在低频率、小目标的跟踪状态更有效。
通过调整空间距离较远的雷达发射天线的发射时间和初始相位可控制电磁波能量在空间的分布来增强感兴趣空间区域的信号能量。该文分析分布式雷达相参发射的原理，给出形成干涉峰点的条件，定义空间干涉能量分布函数来反映发射信号能量较平均能量的增益，其最大值为发射天线个数。在远场和近场条件下分析信号空间能量分布的特点，表明它在远场近天线距离呈条纹状，在近场远天线距离呈类晶体结构或独峰结构。为了让目标在干涉峰点内部，分布式相参发射在低频率、小目标的跟踪状态更有效。
2015, 37(8): 1808-1813.
doi: 10.11999/JEIT141633
摘要:
快速分解后向投影(Fast Factorized Back-Projection, FFBP)最初用于超宽带SAR成像，并在聚束SAR信号处理领域取得了巨大的成功。然而，由于积分孔径和角域升采样的限制，FFBP算法难以直接用于条带SAR处理。为了提高FFBP算法在条带SAR处理的实用性，该文从积分孔径和角域波数带宽的角度出发，提出一种适用于条带SAR处理的重叠图像法。该方法极大地保留FFBP算法的运算效率，有效地避免因角域升采样带来数据量大的问题。最后，通过斜视条带SAR仿真实验验证了该方法的有效性。
快速分解后向投影(Fast Factorized Back-Projection, FFBP)最初用于超宽带SAR成像，并在聚束SAR信号处理领域取得了巨大的成功。然而，由于积分孔径和角域升采样的限制，FFBP算法难以直接用于条带SAR处理。为了提高FFBP算法在条带SAR处理的实用性，该文从积分孔径和角域波数带宽的角度出发，提出一种适用于条带SAR处理的重叠图像法。该方法极大地保留FFBP算法的运算效率，有效地避免因角域升采样带来数据量大的问题。最后，通过斜视条带SAR仿真实验验证了该方法的有效性。
2015, 37(8): 1814-1820.
doi: 10.11999/JEIT141516
摘要:
俯冲合成孔径雷达(SAR)成像由于垂直向下速度的存在，使得沿水平飞行方向不再满足平移不变性，导致常规全孔径成像算法无法直接运用于俯冲段的大斜视子孔径成像。针对这些问题，该文基于俯冲等效平飞模型以及子孔径成像特性提出一种俯冲段子孔径SAR大斜视成像算法 频域相位滤波算法(FPFA)。其创新思想是通过方位频域引入滤波因子校正方位空变。由于俯冲等效平飞模型会造成成像平面的旋转，引起较大的图像畸变，为了解决该问题，该文进一步提出一种基于反向投影的快速几何校正方法，得到近似无畸变或畸变较小的地距图像。仿真和实测数据处理验证该文成像方法和几何校正方法的有效性。
俯冲合成孔径雷达(SAR)成像由于垂直向下速度的存在，使得沿水平飞行方向不再满足平移不变性，导致常规全孔径成像算法无法直接运用于俯冲段的大斜视子孔径成像。针对这些问题，该文基于俯冲等效平飞模型以及子孔径成像特性提出一种俯冲段子孔径SAR大斜视成像算法 频域相位滤波算法(FPFA)。其创新思想是通过方位频域引入滤波因子校正方位空变。由于俯冲等效平飞模型会造成成像平面的旋转，引起较大的图像畸变，为了解决该问题，该文进一步提出一种基于反向投影的快速几何校正方法，得到近似无畸变或畸变较小的地距图像。仿真和实测数据处理验证该文成像方法和几何校正方法的有效性。
2015, 37(8): 1821-1827.
doi: 10.11999/JEIT141468
摘要:
目标分解是实现极化合成孔径雷达目标分类、检测与识别应用的重要手段。传统方法由于优先对体散射分量进行提取，其体散射能量的高估或二面角散射能量的低估现象较为严重。该文通过引入极化相似度量，基于数据驱动自适应地对基本散射机制的最优匹配模型进行选择。在此基础上，根据极化相似度量确定基本散射机制散射能量提取的优先顺序，并以各阶次剩余矩阵能量非负为约束，最终确定面散射、二面角散射、体散射这3种基本散射机制的能量贡献值。实测数据处理结果及其与光学图像的对比结果表明，该文方法获取的极化目标分解结果优于传统方法，能够准确地提取目标区域的基本散射特征。
目标分解是实现极化合成孔径雷达目标分类、检测与识别应用的重要手段。传统方法由于优先对体散射分量进行提取，其体散射能量的高估或二面角散射能量的低估现象较为严重。该文通过引入极化相似度量，基于数据驱动自适应地对基本散射机制的最优匹配模型进行选择。在此基础上，根据极化相似度量确定基本散射机制散射能量提取的优先顺序，并以各阶次剩余矩阵能量非负为约束，最终确定面散射、二面角散射、体散射这3种基本散射机制的能量贡献值。实测数据处理结果及其与光学图像的对比结果表明，该文方法获取的极化目标分解结果优于传统方法，能够准确地提取目标区域的基本散射特征。
2015, 37(8): 1828-1835.
doi: 10.11999/JEIT141295
摘要:
该文针对L型阵列MIMO雷达的2维角度估计问题，基于ESPRIT算法提出两种降维DOA估计方法。首先通过降维矩阵的设计及回波数据的降维变换，将高维回波数据转换至低维信号空间；然后分别基于特征分解和传播算子获得信号子空间的估计，最后利用ESPRIT算法实现2维空间角参量的联合估计及参数的自动配对。算法不牺牲阵列孔径，最大程度地降低了回波数据的维数，具有更低的运算复杂度。仿真结果验证了该文理论分析的正确性和算法的有效性。
该文针对L型阵列MIMO雷达的2维角度估计问题，基于ESPRIT算法提出两种降维DOA估计方法。首先通过降维矩阵的设计及回波数据的降维变换，将高维回波数据转换至低维信号空间；然后分别基于特征分解和传播算子获得信号子空间的估计，最后利用ESPRIT算法实现2维空间角参量的联合估计及参数的自动配对。算法不牺牲阵列孔径，最大程度地降低了回波数据的维数，具有更低的运算复杂度。仿真结果验证了该文理论分析的正确性和算法的有效性。
2015, 37(8): 1836-1842.
doi: 10.11999/JEIT140950
摘要:
圆迹合成孔径雷达(CSAR)高分辨率成像，对惯导系统的精度和稳定性提出了更高的要求，运动补偿技术是关键技术之一。该文首先分析了轨迹测量误差引起的相位误差，然后针对相位误差的空变性给出一种基于定标器相位梯度提取的圆迹SAR轨迹重建方法。该方法从SAR回波数据中提取定标器沿方位向的相位梯度，结合多个定标器的相位梯度，利用三边测量法重建高精度圆迹SAR轨迹，用于获取高质量的CSAR图像。该方法解决了轨迹测量误差引起的图像散焦问题，可实现整个场景的有效聚焦。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。
圆迹合成孔径雷达(CSAR)高分辨率成像，对惯导系统的精度和稳定性提出了更高的要求，运动补偿技术是关键技术之一。该文首先分析了轨迹测量误差引起的相位误差，然后针对相位误差的空变性给出一种基于定标器相位梯度提取的圆迹SAR轨迹重建方法。该方法从SAR回波数据中提取定标器沿方位向的相位梯度，结合多个定标器的相位梯度，利用三边测量法重建高精度圆迹SAR轨迹，用于获取高质量的CSAR图像。该方法解决了轨迹测量误差引起的图像散焦问题，可实现整个场景的有效聚焦。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。
2015, 37(8): 1843-1848.
doi: 10.11999/JEIT141485
摘要:
在天波超视距雷达(OTHR)中，基于时频分析技术的机动目标检测算法具有信噪比要求低和参数估计精度高等优点。但是传统的时频分析方法计算量大，难以满足实际工程应用需要。针对该问题，该文提出一种新的时频分析方法，该方法构造时间-频率变化率的联合域并沿时间轴进行积分实现机动目标的检测和参数估计。由于该算法积分路径的特殊性，可以避免使用Hough变换，进而减小算法计算量，使其满足实际工程需要。仿真结果表明，该算法在低信噪比(SNR)下检测效果好，运算量低，且具有更高的参数估计精度；此外，该算法对不同时刻的频率变化率成分进行了积累，有效抑制了多机动目标引起的交叉项，避免了虚假目标的出现。
在天波超视距雷达(OTHR)中，基于时频分析技术的机动目标检测算法具有信噪比要求低和参数估计精度高等优点。但是传统的时频分析方法计算量大，难以满足实际工程应用需要。针对该问题，该文提出一种新的时频分析方法，该方法构造时间-频率变化率的联合域并沿时间轴进行积分实现机动目标的检测和参数估计。由于该算法积分路径的特殊性，可以避免使用Hough变换，进而减小算法计算量，使其满足实际工程需要。仿真结果表明，该算法在低信噪比(SNR)下检测效果好，运算量低，且具有更高的参数估计精度；此外，该算法对不同时刻的频率变化率成分进行了积累，有效抑制了多机动目标引起的交叉项，避免了虚假目标的出现。
2015, 37(8): 1849-1854.
doi: 10.11999/JEIT141466
摘要:
在管理与优化雷达有限资源的应用中，目标的雷达截面积的起伏会对资源分配后的效果产生巨大的影响。针对该问题，该文提出一种对目标的雷达截面积进行预测的方法。该方法首先对回波进行处理以获取目标雷达截面积的测量值，进而通过概率密度转移的方法对目标在下一个时刻的雷达截面积进行预测。通过对来自3种飞机的雷达实测数据的计算，验证了该预测方法能够得到较为准确的预测值。最后，建立功率分配的优化方程，并通过仿真验证了对雷达截面积准确的预测能够提高功率分配后的测量精度。
在管理与优化雷达有限资源的应用中，目标的雷达截面积的起伏会对资源分配后的效果产生巨大的影响。针对该问题，该文提出一种对目标的雷达截面积进行预测的方法。该方法首先对回波进行处理以获取目标雷达截面积的测量值，进而通过概率密度转移的方法对目标在下一个时刻的雷达截面积进行预测。通过对来自3种飞机的雷达实测数据的计算，验证了该预测方法能够得到较为准确的预测值。最后，建立功率分配的优化方程，并通过仿真验证了对雷达截面积准确的预测能够提高功率分配后的测量精度。
2015, 37(8): 1855-1861.
doi: 10.11999/JEIT141472
摘要:
现有的多传感器航迹抗差关联算法，如基于图像配准技术、基于参照拓扑关系的关联算法，计算流程复杂，难以在工程实践中实时应用。该文结合海面舰船目标航迹分布特点，基于单元平均恒虚警检测原理，提出了适用于自动识别系统(AIS)和雷达航迹数据的可信关联算法，为对海雷达系统误差配准和海战场多传感器信息融合的快速有效实现提供保证。蒙特卡洛仿真结果表明，可信关联算法在海面目标环境下具有较高的关联准确性；算法的平均耗时与现有抗差关联算法相比显著降低；基于航迹可信关联结果完成对雷达的自动标校，将雷达量测数据的平均误差降低了近90%。
现有的多传感器航迹抗差关联算法，如基于图像配准技术、基于参照拓扑关系的关联算法，计算流程复杂，难以在工程实践中实时应用。该文结合海面舰船目标航迹分布特点，基于单元平均恒虚警检测原理，提出了适用于自动识别系统(AIS)和雷达航迹数据的可信关联算法，为对海雷达系统误差配准和海战场多传感器信息融合的快速有效实现提供保证。蒙特卡洛仿真结果表明，可信关联算法在海面目标环境下具有较高的关联准确性；算法的平均耗时与现有抗差关联算法相比显著降低；基于航迹可信关联结果完成对雷达的自动标校，将雷达量测数据的平均误差降低了近90%。
2015, 37(8): 1862-1867.
doi: 10.11999/JEIT141615
摘要:
面向静止轨道光学遥感卫星，该文提出一种海上运动舰船目标快速检测方法。该方法首先利用多结构多尺度形态学滤波对海洋背景遥感图像进行背景抑制；然后采用自适应阈值分割和自组织聚类获得候选目标；再根据目标运动特征，利用静止轨道卫星凝视序列图像对候选目标进行多目标移动式邻域判决，剔除虚假目标；最后关联舰船目标以及融合卫星平台数据，可快速计算舰船状态等深层次动态信息。实验结果与分析表明，所提方法能有效检测海洋背景遥感图像中的多个运动舰船目标，准确获取各个舰船位置、航速、航向、运动轨迹等信息，具有算法简单，目标检测率高、虚警率低，稳定性好等优点。该方法为我国静止轨道光学遥感卫星在轨数据处理与应用提供了技术支撑。
面向静止轨道光学遥感卫星，该文提出一种海上运动舰船目标快速检测方法。该方法首先利用多结构多尺度形态学滤波对海洋背景遥感图像进行背景抑制；然后采用自适应阈值分割和自组织聚类获得候选目标；再根据目标运动特征，利用静止轨道卫星凝视序列图像对候选目标进行多目标移动式邻域判决，剔除虚假目标；最后关联舰船目标以及融合卫星平台数据，可快速计算舰船状态等深层次动态信息。实验结果与分析表明，所提方法能有效检测海洋背景遥感图像中的多个运动舰船目标，准确获取各个舰船位置、航速、航向、运动轨迹等信息，具有算法简单，目标检测率高、虚警率低，稳定性好等优点。该方法为我国静止轨道光学遥感卫星在轨数据处理与应用提供了技术支撑。
2015, 37(8): 1868-1873.
doi: 10.11999/JEIT141238
摘要:
为了满足对复杂导弹测量和检测的需要，该文建立了具有尾翼的复杂导弹模型，研究在极窄脉冲照射条件下该导弹目标散射特性。利用时域有限差分(Finite-Difference Time Domain, FDTD)法计算该导弹模型的瞬时散射回波，分析远场电磁波不同入射条件下导弹散射回波特性及近场不同转角条件下导弹瞬时散射回波特性。通过对该导弹瞬时散射回波特性分析，得出了目标散射中心的成因及散射波形特点，在雷达应用领域具有一定的理论参考价值。
为了满足对复杂导弹测量和检测的需要，该文建立了具有尾翼的复杂导弹模型，研究在极窄脉冲照射条件下该导弹目标散射特性。利用时域有限差分(Finite-Difference Time Domain, FDTD)法计算该导弹模型的瞬时散射回波，分析远场电磁波不同入射条件下导弹散射回波特性及近场不同转角条件下导弹瞬时散射回波特性。通过对该导弹瞬时散射回波特性分析，得出了目标散射中心的成因及散射波形特点，在雷达应用领域具有一定的理论参考价值。
2015, 37(8): 1874-1878.
doi: 10.11999/JEIT141542
摘要:
多快拍(MMV)问题旨在恢复具有相同稀疏结构的多列信号。在传统阵列信号处理中MMV问题的求解通常采用多重信号分类(MUSIC)等确定性方法实现，但当快拍数不足或存在相干源时该类方法失效；而在压缩感知(CS)的概率求解模型下，即使信源相干也能得到恢复结果，但现有算法普遍性能不足。近期Kim等人的研究表明，将CS与MUSIC相结合可得到比二者更加优秀的性能和更为宽泛的使用条件，该方法被称作压缩感知 MUSIC或CS-MUSIC算法。作为一种投影型非凸优化算法，差值映射(DM)最早用于解决X射线晶体学中的相位恢复问题，并逐渐在其他非凸及压缩感知问题的求解中展示出优良性能。该文提出一种基于差值映射的CS-MUSIC算法，仿真结果表明该算法在MMV问题求解中十分有效，相比经典CS-MUSIC具有更高的恢复成功率。
多快拍(MMV)问题旨在恢复具有相同稀疏结构的多列信号。在传统阵列信号处理中MMV问题的求解通常采用多重信号分类(MUSIC)等确定性方法实现，但当快拍数不足或存在相干源时该类方法失效；而在压缩感知(CS)的概率求解模型下，即使信源相干也能得到恢复结果，但现有算法普遍性能不足。近期Kim等人的研究表明，将CS与MUSIC相结合可得到比二者更加优秀的性能和更为宽泛的使用条件，该方法被称作压缩感知 MUSIC或CS-MUSIC算法。作为一种投影型非凸优化算法，差值映射(DM)最早用于解决X射线晶体学中的相位恢复问题，并逐渐在其他非凸及压缩感知问题的求解中展示出优良性能。该文提出一种基于差值映射的CS-MUSIC算法，仿真结果表明该算法在MMV问题求解中十分有效，相比经典CS-MUSIC具有更高的恢复成功率。
2015, 37(8): 1879-1885.
doi: 10.11999/JEIT141538
摘要:
针对L型阵列2维波达角(2D-DOA)估计问题，该文提出了一种新的基于秩减估计器的算法。该算法利用辅助角将2D-DOA估计问题转换为两个级联的1D-DOA估计问题：首先采用基于传播算子的秩减估计器获得高精度的辅助角估计；其次利用辅助角估计结果获得某一入射角的一元代价函数，借鉴root-MUSIC算法通过对多项式求根获得某一入射角估计，而另一入射角估计可由已得角度估计和辅助角估计通过简单转换获得且两入射角之间无需配对。运算量分析表明，该算法运算量与JEADE算法接近，大于CODE和root-MUSIC算法。仿真实验验证了该算法在不同信噪比、快拍数目条件下可获得高精度的DOA估计结果。
针对L型阵列2维波达角(2D-DOA)估计问题，该文提出了一种新的基于秩减估计器的算法。该算法利用辅助角将2D-DOA估计问题转换为两个级联的1D-DOA估计问题：首先采用基于传播算子的秩减估计器获得高精度的辅助角估计；其次利用辅助角估计结果获得某一入射角的一元代价函数，借鉴root-MUSIC算法通过对多项式求根获得某一入射角估计，而另一入射角估计可由已得角度估计和辅助角估计通过简单转换获得且两入射角之间无需配对。运算量分析表明，该算法运算量与JEADE算法接近，大于CODE和root-MUSIC算法。仿真实验验证了该算法在不同信噪比、快拍数目条件下可获得高精度的DOA估计结果。
2015, 37(8): 1886-1891.
doi: 10.11999/JEIT141208
摘要:
针对经典高分辨波达方位(DOA)估计方法在低信噪比下分辨性能较差的问题，该文提出一种适用于主动探测系统的基于互相关矩阵的改进多重信号分类(MUSIC)高分辨方位估计方法(I-MUSIC)。该方法首先利用主动声呐发射信号已知的特性，将发射信号与阵元接收信号进行互相关，利用互相关序列形成新的空域协方差矩阵，再进行特征分解。理论分析表明，互相关处理在抑制噪声的同时保留了阵元之间的相位信息，可以得到比MUSIC方法更准确的子空间划分，进而提高低信噪比方位估计性能。在此基础上，提出一种基于相关时间门限的改进MUSIC高分辨方位估计(T-MUSIC)方法，通过对互相关序列设置时间门限进一步提高方位估计信噪比。仿真结果表明，与MUSIC方法相比，I-MUSIC与T-MUSIC可以分别使低信噪比时的估计性能提高3 dB和6 dB，相应平均估计误差分别为原方法的77%和53%。在阵元间接收噪声存在相关性时，T-MUSIC与I-MUSIC方法相比可获得8 dB的估计增益，估计性能更优。I-MUSIC与T-MUSIC应用于多目标主动探测，可大幅提高探测系统在低信噪比下的方位估计性能。
针对经典高分辨波达方位(DOA)估计方法在低信噪比下分辨性能较差的问题，该文提出一种适用于主动探测系统的基于互相关矩阵的改进多重信号分类(MUSIC)高分辨方位估计方法(I-MUSIC)。该方法首先利用主动声呐发射信号已知的特性，将发射信号与阵元接收信号进行互相关，利用互相关序列形成新的空域协方差矩阵，再进行特征分解。理论分析表明，互相关处理在抑制噪声的同时保留了阵元之间的相位信息，可以得到比MUSIC方法更准确的子空间划分，进而提高低信噪比方位估计性能。在此基础上，提出一种基于相关时间门限的改进MUSIC高分辨方位估计(T-MUSIC)方法，通过对互相关序列设置时间门限进一步提高方位估计信噪比。仿真结果表明，与MUSIC方法相比，I-MUSIC与T-MUSIC可以分别使低信噪比时的估计性能提高3 dB和6 dB，相应平均估计误差分别为原方法的77%和53%。在阵元间接收噪声存在相关性时，T-MUSIC与I-MUSIC方法相比可获得8 dB的估计增益，估计性能更优。I-MUSIC与T-MUSIC应用于多目标主动探测，可大幅提高探测系统在低信噪比下的方位估计性能。
2015, 37(8): 1892-1899.
doi: 10.11999/JEIT141420
摘要:
图像插值是数字图像处理领域中的一个基本问题，利用插值技术可以实现图像的缩放和图像恢复。传统的插值方法易使边缘产生锯齿效应或使插值结果模糊不清。该文提出一种基于角点保护的偏微分方程插值方法。该方法针对图像中不同的特征进行特定插值，在保持边缘结构清晰的同时，还能保护尖锐的角形结构，有效改善插值后图像的整体视觉效果和峰值信噪比。此外，对方程的主要参数进行分析，提出了相应的参数确定方法，从而提高该方法的适用性。
图像插值是数字图像处理领域中的一个基本问题，利用插值技术可以实现图像的缩放和图像恢复。传统的插值方法易使边缘产生锯齿效应或使插值结果模糊不清。该文提出一种基于角点保护的偏微分方程插值方法。该方法针对图像中不同的特征进行特定插值，在保持边缘结构清晰的同时，还能保护尖锐的角形结构，有效改善插值后图像的整体视觉效果和峰值信噪比。此外，对方程的主要参数进行分析，提出了相应的参数确定方法，从而提高该方法的适用性。
2015, 37(8): 1900-1905.
doi: 10.11999/JEIT141515
摘要:
针对带不确定模型参数和噪声方差的线性离散多传感器系统，基于极大极小鲁棒估值原理，该文提出一种鲁棒协方差交叉(CI)融合稳态Kalman滤波器。首先，用引入虚拟噪声补偿不确定模型参数，把模型参数和噪声方差两者不确定的多传感器系统转化为仅噪声方差不确定的系统。其次，应用Lyapunov方程证明局部鲁棒Kalman滤波器的鲁棒性，进而保证CI融合Kalman滤波的鲁棒性，且证明了CI融合器的鲁棒精度高于每个局部滤波器的鲁棒精度。最后，给出一个仿真例子来说明如何搜索不确定参数的鲁棒域，并验证所提出的鲁棒Kalman滤波器的优良性能。
针对带不确定模型参数和噪声方差的线性离散多传感器系统，基于极大极小鲁棒估值原理，该文提出一种鲁棒协方差交叉(CI)融合稳态Kalman滤波器。首先，用引入虚拟噪声补偿不确定模型参数，把模型参数和噪声方差两者不确定的多传感器系统转化为仅噪声方差不确定的系统。其次，应用Lyapunov方程证明局部鲁棒Kalman滤波器的鲁棒性，进而保证CI融合Kalman滤波的鲁棒性，且证明了CI融合器的鲁棒精度高于每个局部滤波器的鲁棒精度。最后，给出一个仿真例子来说明如何搜索不确定参数的鲁棒域，并验证所提出的鲁棒Kalman滤波器的优良性能。
2015, 37(8): 1906-1912.
doi: 10.11999/JEIT141613
摘要:
国内外研究人员对图像目标分类识别和视频编码传输问题都分别进行了大量研究，但是对于视频编码参数对目标识别性能影响的定量关系，还没有公开的文献报导。针对这一问题，该文选择典型的目标识别算法可变部件模型(DPM)和最常用的视频编码方法H.264/AVC作用测试对象，通过设计的编码和检测实验，研究了码率和分辨率参数对视频目标识别性能的影响，并拟合了识别性能随码率和分辨率变化的函数关系。通过选取编码器合适的码率和分辨率工作参数，可以获得信道带宽与视频目标识别性能的折中，为设计不同视频应用的编码优化目标函数提供了依据。
国内外研究人员对图像目标分类识别和视频编码传输问题都分别进行了大量研究，但是对于视频编码参数对目标识别性能影响的定量关系，还没有公开的文献报导。针对这一问题，该文选择典型的目标识别算法可变部件模型(DPM)和最常用的视频编码方法H.264/AVC作用测试对象，通过设计的编码和检测实验，研究了码率和分辨率参数对视频目标识别性能的影响，并拟合了识别性能随码率和分辨率变化的函数关系。通过选取编码器合适的码率和分辨率工作参数，可以获得信道带宽与视频目标识别性能的折中，为设计不同视频应用的编码优化目标函数提供了依据。
2015, 37(8): 1913-1919.
doi: 10.11999/JEIT141194
摘要:
该文针对人脸图像受到非刚性变化的影响，如旋转、姿态以及表情变化等，提出一种基于稠密尺度不变特征转换(SIFT)特征对齐(Dense SIFT Feature Alignment, DSFA)的稀疏表达人脸识别算法。整个算法包含两个步骤：首先利用DSFA方法对齐训练和测试样本；然后设计一种改进的稀疏表达模型进行人脸识别。为加快DSFA步骤的执行速度，还设计了一种由粗到精的层次化对齐机制。实验结果表明：在ORL，AR和LFW 3个典型数据集上，该文方法都获得了最高的识别精度。该文方法比传统稀疏表达方法在识别精度上平均提高了4.3%，同时提高了大约6倍的识别效率。
该文针对人脸图像受到非刚性变化的影响，如旋转、姿态以及表情变化等，提出一种基于稠密尺度不变特征转换(SIFT)特征对齐(Dense SIFT Feature Alignment, DSFA)的稀疏表达人脸识别算法。整个算法包含两个步骤：首先利用DSFA方法对齐训练和测试样本；然后设计一种改进的稀疏表达模型进行人脸识别。为加快DSFA步骤的执行速度，还设计了一种由粗到精的层次化对齐机制。实验结果表明：在ORL，AR和LFW 3个典型数据集上，该文方法都获得了最高的识别精度。该文方法比传统稀疏表达方法在识别精度上平均提高了4.3%，同时提高了大约6倍的识别效率。
2015, 37(8): 1920-1925.
doi: 10.11999/JEIT141532
摘要:
Viterbi译码算法广泛应用于无线数字通信系统，一般采用比特对数似然信息(LLR)作为译码器的输入。针对M-FSK信号，该文提出一种采用信号解调得到的M维能量信息，直接作为译码器分支度量值，并给出了相应的Viterbi译码算法。在加性高斯白噪声(AWGN)和瑞利(Rayleigh)衰落信道下对所提算法的BER性能进行了理论推导，得到了闭合表达式。通过仿真验证了理论推导的正确性，与常规Viterbi算法相比，所提算法避免了比特LLR和分支度量值的计算，降低了算法复杂度和减少了信息损失，提高了M-FSK信号软解调Viterbi译码算法的BER性能，是一种更适用于工程实现的M-FSK信号的Viterbi译码算法。
Viterbi译码算法广泛应用于无线数字通信系统，一般采用比特对数似然信息(LLR)作为译码器的输入。针对M-FSK信号，该文提出一种采用信号解调得到的M维能量信息，直接作为译码器分支度量值，并给出了相应的Viterbi译码算法。在加性高斯白噪声(AWGN)和瑞利(Rayleigh)衰落信道下对所提算法的BER性能进行了理论推导，得到了闭合表达式。通过仿真验证了理论推导的正确性，与常规Viterbi算法相比，所提算法避免了比特LLR和分支度量值的计算，降低了算法复杂度和减少了信息损失，提高了M-FSK信号软解调Viterbi译码算法的BER性能，是一种更适用于工程实现的M-FSK信号的Viterbi译码算法。
2015, 37(8): 1926-1930.
doi: 10.11999/JEIT141556
摘要:
该文提出了一种针对高误码条件下Turbo码交织器的恢复方法，应用于码率为1/3的并行级联Turbo码。信道编码识别是非合作信号处理领域的重要内容，Turbo码交织器的恢复是其中的一个难点。现有的识别方法可以有效地处理无误码时的问题，而实际通信中Turbo码经常应用于信道质量较差的情况，此时误码率会较高，且码长较长，这些方法将失效。利用校验向量的特征，可将交织器的每个位置分离开来，单独求解，使得交织器中每个位置的恢复仅依赖于几个相关的位置，避免了误码累加效应，从而解决了在高误码率，长码长时的识别问题，其复杂度较低。在仿真结果中，对典型的长度达10000的随机交织器，接收序列10%误码率的情况下，实现了正确的恢复。
该文提出了一种针对高误码条件下Turbo码交织器的恢复方法，应用于码率为1/3的并行级联Turbo码。信道编码识别是非合作信号处理领域的重要内容，Turbo码交织器的恢复是其中的一个难点。现有的识别方法可以有效地处理无误码时的问题，而实际通信中Turbo码经常应用于信道质量较差的情况，此时误码率会较高，且码长较长，这些方法将失效。利用校验向量的特征，可将交织器的每个位置分离开来，单独求解，使得交织器中每个位置的恢复仅依赖于几个相关的位置，避免了误码累加效应，从而解决了在高误码率，长码长时的识别问题，其复杂度较低。在仿真结果中，对典型的长度达10000的随机交织器，接收序列10%误码率的情况下，实现了正确的恢复。
2015, 37(8): 1931-1936.
doi: 10.11999/JEIT141530
摘要:
该文提出了一种可适用于加性高斯白噪声(AWGN)信道的融合扩展窗喷泉码(Expanding Window Fountain, EWF)和规则变量节点度LT码(Regularized variable-node Luby Transform, RLT)策略的不等差错保护(UEP)算法，称为EWF-RLT编码算法。首先利用扩展窗口技术给不同重要等级的数据加窗，编码时让较高重要等级数据以更高的概率参与编码；同时，结合规则变量节点度算法，改变传统LT 码编码过程中随机选取邻居节点的编码方式，使较高重要等级的数据具有较大的最小变量节点度，改善错误平层现象。分析和仿真结果表明，该文提出的EWF-RLT算法与传统算法相比，能对较高重要等级数据进行更强的保护，提升网络传输质量；在UEP方案设计中，加入RLT码编码参数，使得该文方案更加灵活与适用。
该文提出了一种可适用于加性高斯白噪声(AWGN)信道的融合扩展窗喷泉码(Expanding Window Fountain, EWF)和规则变量节点度LT码(Regularized variable-node Luby Transform, RLT)策略的不等差错保护(UEP)算法，称为EWF-RLT编码算法。首先利用扩展窗口技术给不同重要等级的数据加窗，编码时让较高重要等级数据以更高的概率参与编码；同时，结合规则变量节点度算法，改变传统LT 码编码过程中随机选取邻居节点的编码方式，使较高重要等级的数据具有较大的最小变量节点度，改善错误平层现象。分析和仿真结果表明，该文提出的EWF-RLT算法与传统算法相比，能对较高重要等级数据进行更强的保护，提升网络传输质量；在UEP方案设计中，加入RLT码编码参数，使得该文方案更加灵活与适用。
2015, 37(8): 1937-1943.
doi: 10.11999/JEIT141609
摘要:
在复杂深空通信环境中，自适应能力的强弱对低密度奇偶校验(LDPC)码译码器能否保持长期稳定工作具有重要影响。该文通过对DVB-S2标准LDPC码译码器各功能模块的IP化设计，将动态自适应理论参数化映射到各功能模块中，实现动态自适应LDPC码译码器的设计。基于Stratix IV系列FPGA的验证结果表明，动态自适应LDPC译码器可以满足不同码率码长及不同性能需求下的译码。同时，单译码通道可以保证译码数据信息吞吐率达到40.9~71.7 Mbps。
在复杂深空通信环境中，自适应能力的强弱对低密度奇偶校验(LDPC)码译码器能否保持长期稳定工作具有重要影响。该文通过对DVB-S2标准LDPC码译码器各功能模块的IP化设计，将动态自适应理论参数化映射到各功能模块中，实现动态自适应LDPC码译码器的设计。基于Stratix IV系列FPGA的验证结果表明，动态自适应LDPC译码器可以满足不同码率码长及不同性能需求下的译码。同时，单译码通道可以保证译码数据信息吞吐率达到40.9~71.7 Mbps。
2015, 37(8): 1944-1949.
doi: 10.11999/JEIT141454
摘要:
余数系统由于具有增强传输信息在并行系统中鲁棒性的优势，已被广泛应用在无线局域网(WLAN)以及码分多址通信技术(CDMA)等领域。而余数系统中的纠错检错是保证传输数据可靠性和高效性的关键问题。该文根据有限环上剩余类的性质提出溢出判定定理，不重复判断定理和唯一性区间搜索定理，并在此基础上进一步提出采用模运算代替传统中国剩余定理进行快速恢复的单错误纠错算法，将复杂度降低为O(k,r)；提出不重复判定纠错算法；并对于一般错误情形，设计通过比较算子实现的搜索纠错算法。其中搜索纠错算法能直接实现系统最大纠错能力，且避免依靠复杂模运算算子实现，系统吞吐率得以提高；与传统算法相比，计算复杂度由多项式级降低至对数级。
余数系统由于具有增强传输信息在并行系统中鲁棒性的优势，已被广泛应用在无线局域网(WLAN)以及码分多址通信技术(CDMA)等领域。而余数系统中的纠错检错是保证传输数据可靠性和高效性的关键问题。该文根据有限环上剩余类的性质提出溢出判定定理，不重复判断定理和唯一性区间搜索定理，并在此基础上进一步提出采用模运算代替传统中国剩余定理进行快速恢复的单错误纠错算法，将复杂度降低为O(k,r)；提出不重复判定纠错算法；并对于一般错误情形，设计通过比较算子实现的搜索纠错算法。其中搜索纠错算法能直接实现系统最大纠错能力，且避免依靠复杂模运算算子实现，系统吞吐率得以提高；与传统算法相比，计算复杂度由多项式级降低至对数级。
2015, 37(8): 1950-1956.
doi: 10.11999/JEIT141507
摘要:
为提高符号间干扰(ISI)信道条件下信号接收的可靠性，该文研究单载波通信系统的多天线空间分集接收问题，提出一种迭代频域合成均衡算法。该算法推导先验信息条件下合成均衡器的频域传输函数，并借助快速傅里叶变换(FFT)实现合成均衡器系数和均衡滤波的高效计算。仿真结果表明，相比时域算法，该算法能够在不损失性能的前提下，大幅降低运算复杂度。与单载波频域均衡(SC-FDE)算法相比，该算法不需要在数据传输的结构中插入循环前缀(CP)，提高频谱利用率，能够直接应用于现有单载波通信系统。
为提高符号间干扰(ISI)信道条件下信号接收的可靠性，该文研究单载波通信系统的多天线空间分集接收问题，提出一种迭代频域合成均衡算法。该算法推导先验信息条件下合成均衡器的频域传输函数，并借助快速傅里叶变换(FFT)实现合成均衡器系数和均衡滤波的高效计算。仿真结果表明，相比时域算法，该算法能够在不损失性能的前提下，大幅降低运算复杂度。与单载波频域均衡(SC-FDE)算法相比，该算法不需要在数据传输的结构中插入循环前缀(CP)，提高频谱利用率，能够直接应用于现有单载波通信系统。
2015, 37(8): 1957-1963.
doi: 10.11999/JEIT141585
摘要:
大多数干扰对齐算法都假定发送端可以获得理想的信道状态信息(CSI)，由于信道估计误差、反馈延迟等原因，实际通信系统中CSI往往是有误差的。为此，该文提出一种基于QR分解的稳健干扰对齐算法。对含有误差的联合接收信号进行基于QR分解的预处理，消除一半有误差的干扰；然后在有误差的等效信道联合矩阵下，充分考虑信道误差和干扰的影响，通过最小化发送端泄漏到非目标接收端的干扰信号功率来设计预编码矩阵，并基于最小均方误差(MMSE)准则来设计干扰抑制矩阵。最后，在理想CSI和误差CSI的情况下，通过实验仿真，证明了该算法有效地提高了系统性能。
大多数干扰对齐算法都假定发送端可以获得理想的信道状态信息(CSI)，由于信道估计误差、反馈延迟等原因，实际通信系统中CSI往往是有误差的。为此，该文提出一种基于QR分解的稳健干扰对齐算法。对含有误差的联合接收信号进行基于QR分解的预处理，消除一半有误差的干扰；然后在有误差的等效信道联合矩阵下，充分考虑信道误差和干扰的影响，通过最小化发送端泄漏到非目标接收端的干扰信号功率来设计预编码矩阵，并基于最小均方误差(MMSE)准则来设计干扰抑制矩阵。最后，在理想CSI和误差CSI的情况下，通过实验仿真，证明了该算法有效地提高了系统性能。
2015, 37(8): 1964-1970.
doi: 10.11999/JEIT141442
摘要:
针对灵活网格光网络中如何节约转发器与频谱资源的问题，该文研究了多点到多点组播业务的光路环路由机制，提出一种基于距离自适应和有效共享路径感知的光疏导方法。通过设计一种基于距离自适应的预处理机制，该疏导方法能根据业务成员节点的分布特点和距离自适应准则灵活地为业务构建光路环；在路由与频谱分配阶段，该疏导方法通过构造一个面向光疏导的业务决策矩阵和一个优先调度向量，将业务疏导到与当前业务具有有效共享路径最多的已路由业务上，并优先分配所需的频谱空间以提高光疏导的成功率，实现节约转发器与频谱资源的目的。仿真结果表明，该文提出的光疏导方法可以有效地减少业务消耗的转发器数目和子载波数目。
针对灵活网格光网络中如何节约转发器与频谱资源的问题，该文研究了多点到多点组播业务的光路环路由机制，提出一种基于距离自适应和有效共享路径感知的光疏导方法。通过设计一种基于距离自适应的预处理机制，该疏导方法能根据业务成员节点的分布特点和距离自适应准则灵活地为业务构建光路环；在路由与频谱分配阶段，该疏导方法通过构造一个面向光疏导的业务决策矩阵和一个优先调度向量，将业务疏导到与当前业务具有有效共享路径最多的已路由业务上，并优先分配所需的频谱空间以提高光疏导的成功率，实现节约转发器与频谱资源的目的。仿真结果表明，该文提出的光疏导方法可以有效地减少业务消耗的转发器数目和子载波数目。
2015, 37(8): 1971-1977.
doi: 10.11999/JEIT141604
摘要:
为了分析ZUC序列密码算法在相关性能量分析攻击方面的免疫能力，该文进行了相关研究。为了提高攻击的针对性，该文提出了攻击方案的快速评估方法，并据此给出了ZUC相关性能量分析攻击方案。最后基于ASIC开发环境构建仿真验证平台，对攻击方案进行了验证。实验结果表明该方案可成功恢复48 bit密钥，说明ZUC并不具备相关性能量分析攻击的免疫力，同时也证实了攻击方案快速评估方法的有效性。相比Tang Ming等采用随机初始向量进行差分能量攻击，初始向量样本数达到5000时才能观察到明显的差分功耗尖峰，该文的攻击方案只需256个初始向量，且攻击效果更为显著。
为了分析ZUC序列密码算法在相关性能量分析攻击方面的免疫能力，该文进行了相关研究。为了提高攻击的针对性，该文提出了攻击方案的快速评估方法，并据此给出了ZUC相关性能量分析攻击方案。最后基于ASIC开发环境构建仿真验证平台，对攻击方案进行了验证。实验结果表明该方案可成功恢复48 bit密钥，说明ZUC并不具备相关性能量分析攻击的免疫力，同时也证实了攻击方案快速评估方法的有效性。相比Tang Ming等采用随机初始向量进行差分能量攻击，初始向量样本数达到5000时才能观察到明显的差分功耗尖峰，该文的攻击方案只需256个初始向量，且攻击效果更为显著。
2015, 37(8): 1978-1983.
doi: 10.11999/JEIT141385
摘要:
该文依据授权子集的个数将共享份划分若干块，按照共享份分块构造的设计思路，结合(n, n)异或单秘密视觉密码的加密矩阵，构造了异或区域递增式视觉密码的秘密分享与恢复流程。与现有方案相比，该方案可以实现解密区域图像的完全恢复，且明显减小了共享份的大小。
该文依据授权子集的个数将共享份划分若干块，按照共享份分块构造的设计思路，结合(n, n)异或单秘密视觉密码的加密矩阵，构造了异或区域递增式视觉密码的秘密分享与恢复流程。与现有方案相比，该方案可以实现解密区域图像的完全恢复，且明显减小了共享份的大小。
2015, 37(8): 1984-1988.
doi: 10.11999/JEIT141506
摘要:
利用格上判定带误差学习问题(Ring-DLWE)困难假设，该文基于Peikert的调和技术构造认证密钥交换方案。在标准模型下，该方案是CK模型中可证明安全的，并达到弱前向安全性(wPFS)。与现有的基于LWE的密钥交换方案相比，该方案使用平衡的密钥提取函数，因而保护共享会话密钥，同时因其基于格中困难问题，所以能抵抗量子攻击。
利用格上判定带误差学习问题(Ring-DLWE)困难假设，该文基于Peikert的调和技术构造认证密钥交换方案。在标准模型下，该方案是CK模型中可证明安全的，并达到弱前向安全性(wPFS)。与现有的基于LWE的密钥交换方案相比，该方案使用平衡的密钥提取函数，因而保护共享会话密钥，同时因其基于格中困难问题，所以能抵抗量子攻击。
2015, 37(8): 1989-1993.
doi: 10.11999/JEIT141601
摘要:
自从F5算法提出以来，出现了一批基于标签的Grbner基算法，它们使用了不同的选择策略且减少冗余多项式的准则也各不相同。为了满足正确终止性，这些算法的策略和准则必须满足一些一般的规律。根据这些规律，该文提出了一个框架，使大多数算法成为该框架的实例。随后，利用重写基的性质，得到了框架的简单正确终止证明。为了得到F5算法的简单证明，该文对F5算法的约化操作进行合理的化简。特别地，对于齐次F5算法，证明了其复杂的选择策略等价于按模序选择。这样，齐次F5算法就能看成框架的一个特例，从而得到了F5算法的简单证明。
自从F5算法提出以来，出现了一批基于标签的Grbner基算法，它们使用了不同的选择策略且减少冗余多项式的准则也各不相同。为了满足正确终止性，这些算法的策略和准则必须满足一些一般的规律。根据这些规律，该文提出了一个框架，使大多数算法成为该框架的实例。随后，利用重写基的性质，得到了框架的简单正确终止证明。为了得到F5算法的简单证明，该文对F5算法的约化操作进行合理的化简。特别地，对于齐次F5算法，证明了其复杂的选择策略等价于按模序选择。这样，齐次F5算法就能看成框架的一个特例，从而得到了F5算法的简单证明。
2015, 37(8): 1994-1999.
doi: 10.11999/JEIT141635
摘要:
该文分析了He等人(2014)提出的无证书签名方案和Ming等人(2014)提出的无证书聚合签名方案的安全性，指出Ming方案存在密钥生成中心(KGC)被动攻击，He方案存在KGC被动攻击和KGC主动攻击。该文描述了KGC对两个方案的攻击过程，分析了两个方案存在KGC攻击的原因，最后对Ming方案提出了两类改进。改进方案不仅克服了原方案的安全性问题，同时也保持了原方案聚合签名长度固定的优势。
该文分析了He等人(2014)提出的无证书签名方案和Ming等人(2014)提出的无证书聚合签名方案的安全性，指出Ming方案存在密钥生成中心(KGC)被动攻击，He方案存在KGC被动攻击和KGC主动攻击。该文描述了KGC对两个方案的攻击过程，分析了两个方案存在KGC攻击的原因，最后对Ming方案提出了两类改进。改进方案不仅克服了原方案的安全性问题，同时也保持了原方案聚合签名长度固定的优势。
2015, 37(8): 2000-2006.
doi: 10.11999/JEIT141284
摘要:
保密通信方法研究的是如何保证路由信息在传输的过程中的安全性，是无线传感器网络中的核心技术之一。针对现阶段大多无线传感器网络路由协议都存在路由安全性问题，该文从均衡能耗的角度出发，引入保密通信协议(SCP)保密通信方法，提出一种能耗均衡的保密通信协议，并对该协议的安全方案进行了分析。然后对协议的性能进行了仿真，结果证明了该协议在能耗和安全性上的性能和利用价值。
保密通信方法研究的是如何保证路由信息在传输的过程中的安全性，是无线传感器网络中的核心技术之一。针对现阶段大多无线传感器网络路由协议都存在路由安全性问题，该文从均衡能耗的角度出发，引入保密通信协议(SCP)保密通信方法，提出一种能耗均衡的保密通信协议，并对该协议的安全方案进行了分析。然后对协议的性能进行了仿真，结果证明了该协议在能耗和安全性上的性能和利用价值。
2015, 37(8): 2007-2013.
doi: 10.11999/JEIT141286
摘要:
云计算数据中心由通过高速网络连接的大量服务器构成，一种有效的节能措施是维持与系统负载成比例的活跃服务器数量同时切换剩余服务器到空闲模式，由此分别产生操作能耗和切换能耗。该文研究如何动态配置活跃服务器数量以最小化数据中心能耗(操作与切换能耗之和)的问题。首先，建立了问题的NP数学模型，并分析了无切换能耗情况下最优解的特性；其次，通过消除整数动态规划的递推过程，推导具有多项式复杂度的最优静态算法；最后，采用对未来负载的最坏预测结果作为约束制定了优化在线策略。仿真结果表明，所提出的静态最优和动态优化策略能够适应外界负载的剧烈变化趋势始终谨慎调整活跃服务器和休眠服务器的比例，以接近最优的能耗代价维持数据中心的平稳运行。
云计算数据中心由通过高速网络连接的大量服务器构成，一种有效的节能措施是维持与系统负载成比例的活跃服务器数量同时切换剩余服务器到空闲模式，由此分别产生操作能耗和切换能耗。该文研究如何动态配置活跃服务器数量以最小化数据中心能耗(操作与切换能耗之和)的问题。首先，建立了问题的NP数学模型，并分析了无切换能耗情况下最优解的特性；其次，通过消除整数动态规划的递推过程，推导具有多项式复杂度的最优静态算法；最后，采用对未来负载的最坏预测结果作为约束制定了优化在线策略。仿真结果表明，所提出的静态最优和动态优化策略能够适应外界负载的剧烈变化趋势始终谨慎调整活跃服务器和休眠服务器的比例，以接近最优的能耗代价维持数据中心的平稳运行。
2015, 37(8): 2014-2020.
doi: 10.11999/JEIT141574
摘要:
针对无线网络数据的协议首部容易出错问题，该文在研究基于循环冗余校验的协议首部纠错算法的基础上，提出一种基于子集约束的纠错算法。该算法利用接收比特的置信度信息以接收向量为中心构建约束子集，从而缩小运算搜索范围，克服此前算法运算复杂度高的缺陷。随后，结合无线信号类型与信道模型，对算法的测试长度参数的取值范围进行了理论分析和实验验证。仿真结果表明，对于不同信噪比的无线信号，该算法可通过改变测试长度来调节约束子集大小，实现在保证较好性能条件下有效地降低运算开销，具有较强的实际应用价值。
针对无线网络数据的协议首部容易出错问题，该文在研究基于循环冗余校验的协议首部纠错算法的基础上，提出一种基于子集约束的纠错算法。该算法利用接收比特的置信度信息以接收向量为中心构建约束子集，从而缩小运算搜索范围，克服此前算法运算复杂度高的缺陷。随后，结合无线信号类型与信道模型，对算法的测试长度参数的取值范围进行了理论分析和实验验证。仿真结果表明，对于不同信噪比的无线信号，该算法可通过改变测试长度来调节约束子集大小，实现在保证较好性能条件下有效地降低运算开销，具有较强的实际应用价值。
2015, 37(8): 2021-2027.
doi: 10.11999/JEIT141527
摘要:
在底层网络节点异构的环境中，能耗优化的虚拟网络映射问题并不是最小化工作节点和链路数。该文针对此问题，构建底层网络节点和链路的负载能耗模型，并以能耗最优为目标，建立虚拟网络映射问题的数学模型，提出一种能耗感知虚拟网络映射算法。该算法在节点映射阶段以最小化能耗和协调链路映射为原则，将虚拟节点映射至综合资源能力最大的底层节点上，并采用改进的能耗感知k最短路径法进行链路映射。仿真结果表明，该算法显著减少虚拟网络映射的能耗，且底层网络节点异构性越大，能耗优势更为明显。
在底层网络节点异构的环境中，能耗优化的虚拟网络映射问题并不是最小化工作节点和链路数。该文针对此问题，构建底层网络节点和链路的负载能耗模型，并以能耗最优为目标，建立虚拟网络映射问题的数学模型，提出一种能耗感知虚拟网络映射算法。该算法在节点映射阶段以最小化能耗和协调链路映射为原则，将虚拟节点映射至综合资源能力最大的底层节点上，并采用改进的能耗感知k最短路径法进行链路映射。仿真结果表明，该算法显著减少虚拟网络映射的能耗，且底层网络节点异构性越大，能耗优势更为明显。
2015, 37(8): 2028-2032.
doi: 10.11999/JEIT141654
摘要:
压缩感知理论已经在测控(TTC)通信相关领域有初步应用尝试，能够有效降低采样率和数据率，但同时其重构算法复杂度偏高、计算资源消耗过大，这与系统的实时性要求之间存在矛盾。论文基于直扩测控(DS TTC)通信信号稀疏性，对传统伪码跟踪环进行改进，提出一种基于随机解调压缩采样的压缩域伪码跟踪环。该环路不再需要进行信号重构处理，能够直接从直扩测控通信信号的压缩采样值中提取伪码(PN)延时相位信息。该文首先深入分析所提出环路模型及其鉴别特性，其次通过研究交叉噪声特性，对跟踪精度进行理论分析。分析和仿真结果表明，所提出环路能够在压缩域实现伪码延时相位跟踪。该环路可以应用在基于压缩感知的直扩、混扩信号处理等相关领域，具有一定工程应用价值。
压缩感知理论已经在测控(TTC)通信相关领域有初步应用尝试，能够有效降低采样率和数据率，但同时其重构算法复杂度偏高、计算资源消耗过大，这与系统的实时性要求之间存在矛盾。论文基于直扩测控(DS TTC)通信信号稀疏性，对传统伪码跟踪环进行改进，提出一种基于随机解调压缩采样的压缩域伪码跟踪环。该环路不再需要进行信号重构处理，能够直接从直扩测控通信信号的压缩采样值中提取伪码(PN)延时相位信息。该文首先深入分析所提出环路模型及其鉴别特性，其次通过研究交叉噪声特性，对跟踪精度进行理论分析。分析和仿真结果表明，所提出环路能够在压缩域实现伪码延时相位跟踪。该环路可以应用在基于压缩感知的直扩、混扩信号处理等相关领域，具有一定工程应用价值。
