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2013年 第35卷 第2期
2013, 35(2): 255-260.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00862
摘要:
压缩感知(CS)技术使快速宽频检测成为可能，采用CS技术的WSN可为认知无线电用户提供频谱信息。针对WSN检测到的频谱数据，该文建立了一种基于空域和频域2维压缩的空频压缩感知(SFCS)模型，提出了相应的重构算法，并详细分析了SFCS的各种性能。仿真结果证实了在同一检测概率下，SFCS模型下比传统模型所需传输数据更少；在相同总压缩率下，该文算法下的ROC性能优于传统算法的性能。
压缩感知(CS)技术使快速宽频检测成为可能，采用CS技术的WSN可为认知无线电用户提供频谱信息。针对WSN检测到的频谱数据，该文建立了一种基于空域和频域2维压缩的空频压缩感知(SFCS)模型，提出了相应的重构算法，并详细分析了SFCS的各种性能。仿真结果证实了在同一检测概率下，SFCS模型下比传统模型所需传输数据更少；在相同总压缩率下，该文算法下的ROC性能优于传统算法的性能。
2013, 35(2): 261-266.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00805
摘要:
在时频双选信道OFDM系统中，针对最小均方误差连续检测(MMSE-SD)算法求逆运算导致计算复杂度过高的问题，该文提出一种改进的低复杂度MMSE-SD算法。该算法首先对信道矩阵和检测矩阵进行扩展处理，然后建立扩展矩阵和原矩阵之间的关系，每次检测用扩展矩阵的迭代求逆代替原矩阵的直接求逆。理论分析和仿真结果表明：和原MMSE-SD算法相比，该改进算法在保持原算法性能的基础上，大幅度降低其计算复杂度；与其它算法相比，该改进算法兼顾了系统性能与计算复杂度，当归一化多普勒频移增大时，其计算复杂度保持不变而...
在时频双选信道OFDM系统中，针对最小均方误差连续检测(MMSE-SD)算法求逆运算导致计算复杂度过高的问题，该文提出一种改进的低复杂度MMSE-SD算法。该算法首先对信道矩阵和检测矩阵进行扩展处理，然后建立扩展矩阵和原矩阵之间的关系，每次检测用扩展矩阵的迭代求逆代替原矩阵的直接求逆。理论分析和仿真结果表明：和原MMSE-SD算法相比，该改进算法在保持原算法性能的基础上，大幅度降低其计算复杂度；与其它算法相比，该改进算法兼顾了系统性能与计算复杂度，当归一化多普勒频移增大时，其计算复杂度保持不变而...
2013, 35(2): 267-272.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00787
摘要:
认知网络中动态信道共享是提高频谱资源利用率的关键。针对有限用户数下多认知网络共存场景，该文建立3维马尔科夫链部分信道共享模型，仿真分析用户有/无信道切换功能下认知网络间部分信道共享的性能。分别就阻塞概率、强迫终止概率、切换概率和系统吞吐量等，与静态频谱分配策略和分级共享策略进行比较仿真测试，结果表明，采用部分信道共享策略的系统在容忍较小的切换概率和强迫终止概率下可以获得较大的系统吞吐量。
认知网络中动态信道共享是提高频谱资源利用率的关键。针对有限用户数下多认知网络共存场景，该文建立3维马尔科夫链部分信道共享模型，仿真分析用户有/无信道切换功能下认知网络间部分信道共享的性能。分别就阻塞概率、强迫终止概率、切换概率和系统吞吐量等，与静态频谱分配策略和分级共享策略进行比较仿真测试，结果表明，采用部分信道共享策略的系统在容忍较小的切换概率和强迫终止概率下可以获得较大的系统吞吐量。
2013, 35(2): 273-279.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00609
摘要:
该文提出一种改进的QAM信号的多模盲均衡算法，其利用发送信号的实部(或虚部)信息构造代价函数。并且，提出了通过共轭梯度算法得到均衡器最优权的算法，该算法具有二次收敛性，与传统恒模算法和多模算法相比较，有非常快的收敛速度和非常少的计算量，并且均衡效果相当。最后，通过误码率和收敛速度分析该算法的可靠性和有效性，通过计算机仿真证明了该算法的有效性。
该文提出一种改进的QAM信号的多模盲均衡算法，其利用发送信号的实部(或虚部)信息构造代价函数。并且，提出了通过共轭梯度算法得到均衡器最优权的算法，该算法具有二次收敛性，与传统恒模算法和多模算法相比较，有非常快的收敛速度和非常少的计算量，并且均衡效果相当。最后，通过误码率和收敛速度分析该算法的可靠性和有效性，通过计算机仿真证明了该算法的有效性。
2013, 35(2): 280-284.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01186
摘要:
该文针对稀疏多径信道环境中的MIMO-OFDM系统所存在的IQ不平衡问题，提出了一种IQ不平衡参数和信道的联合估计方法。推导了联合估计的时域模型，提出了基于l1l2优化模型和平行坐标下降算法的联合估计算法。仿真结果表明，所提方法与传统的频域最小二乘算法和匹配追踪算法相比，显著提高了系统性能。
该文针对稀疏多径信道环境中的MIMO-OFDM系统所存在的IQ不平衡问题，提出了一种IQ不平衡参数和信道的联合估计方法。推导了联合估计的时域模型，提出了基于l1l2优化模型和平行坐标下降算法的联合估计算法。仿真结果表明，所提方法与传统的频域最小二乘算法和匹配追踪算法相比，显著提高了系统性能。
2013, 35(2): 285-290.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00813
摘要:
在能效问题中，设备本身的电路功耗已成为不可忽略的一部分，故将中继引入无线网络之后势必会带来更严重的电路功耗。该文基于解码转发(DF)中继OFDM频率选择性链路，结合电路所耗功率，提出一种最优能效功率分配方法，求得DF中继链路能效上界，同时分析了速率和功率限制对能效的影响。仿真结果表明，该文所提基于能效的功率分配算法可求出最大化能效的最优功率解，并能在保证较高速率的同时获得最好的系统能效。
在能效问题中，设备本身的电路功耗已成为不可忽略的一部分，故将中继引入无线网络之后势必会带来更严重的电路功耗。该文基于解码转发(DF)中继OFDM频率选择性链路，结合电路所耗功率，提出一种最优能效功率分配方法，求得DF中继链路能效上界，同时分析了速率和功率限制对能效的影响。仿真结果表明，该文所提基于能效的功率分配算法可求出最大化能效的最优功率解，并能在保证较高速率的同时获得最好的系统能效。
2013, 35(2): 291-296.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01085
摘要:
由于基于SINR(Singal-to-Interference plus Noise Ratio)硬判决的分布式功率控制算法往往导致不收敛，所以该文将非合作博弈论应用在60 GHz毫米波系统的功率方案中。结合60 GHz毫米波系统多SINR门限值的特点，该文设计了一种新的基于归一化效用函数的功率控制算法。文中证明了纳什均衡点的存在性和唯一性。通过数值仿真分析验证了该算法简单易行，并能以低发射功率获得较高传输速率。同时，该文分析了不同平滑因子和代价因子对仿真结果的影响。
由于基于SINR(Singal-to-Interference plus Noise Ratio)硬判决的分布式功率控制算法往往导致不收敛，所以该文将非合作博弈论应用在60 GHz毫米波系统的功率方案中。结合60 GHz毫米波系统多SINR门限值的特点，该文设计了一种新的基于归一化效用函数的功率控制算法。文中证明了纳什均衡点的存在性和唯一性。通过数值仿真分析验证了该算法简单易行，并能以低发射功率获得较高传输速率。同时，该文分析了不同平滑因子和代价因子对仿真结果的影响。
2013, 35(2): 297-302.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00403
摘要:
该文研究准循环多进制LDPC码的构造，给出多进制LDPC码的设计流程和构造方法。详细讨论了多进制LDPC码的性能影响因素，综合考虑了环长和环的连通性对性能的影响，研究了母矩阵扩展中偏移因子的选择以及GF(q)上非零元素替代。同时提出了次优解的搜索方法，以降低搜索复杂度。最后，将提出的方法用于不同阶数下LDPC码的构造。仿真结果表明，通过新方法构造得到的多进制LDPC码与二进制码相比，在BPSK调制方式下在误帧率10-4附近有0.2 dB的性能提升；在有限域阶数与调制阶数匹配的情况下，有更大的性能...
该文研究准循环多进制LDPC码的构造，给出多进制LDPC码的设计流程和构造方法。详细讨论了多进制LDPC码的性能影响因素，综合考虑了环长和环的连通性对性能的影响，研究了母矩阵扩展中偏移因子的选择以及GF(q)上非零元素替代。同时提出了次优解的搜索方法，以降低搜索复杂度。最后，将提出的方法用于不同阶数下LDPC码的构造。仿真结果表明，通过新方法构造得到的多进制LDPC码与二进制码相比，在BPSK调制方式下在误帧率10-4附近有0.2 dB的性能提升；在有限域阶数与调制阶数匹配的情况下，有更大的性能...
2013, 35(2): 303-309.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00725
摘要:
该文对4轮KASUMI的f9算法进行了单密钥攻击。把中间相遇攻击的思想用到f9算法攻击中，选取了基础密钥集与穷举密钥集，利用K3与明文之间的线性关系对f9算法进行了中间相遇攻击，同时利用碰撞与查表技术减少了计算复杂度。最后恢复所有128 bit密钥需要数据复杂度是232，优化后的计算复杂度是2125.85，存储复杂度是236。
该文对4轮KASUMI的f9算法进行了单密钥攻击。把中间相遇攻击的思想用到f9算法攻击中，选取了基础密钥集与穷举密钥集，利用K3与明文之间的线性关系对f9算法进行了中间相遇攻击，同时利用碰撞与查表技术减少了计算复杂度。最后恢复所有128 bit密钥需要数据复杂度是232，优化后的计算复杂度是2125.85，存储复杂度是236。
2013, 35(2): 310-313.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00629
摘要:
针对云计算中数据完整性问题，该文提出了一个新的交互式完整性检测方案。该方案通过构造一个I型完善Cartesian消息认证函数及其等效函数，在同步存储数据验证值的前提下，利用等效函数判定云端应答的消息认证值来检测完整性。分析结果表明，该方案在大数分解的困难性假设下能正确检测完整性，并且运行时仅需用户端常量的计算量、存储占用量和网络通信量，相比较现有方案，具有明显效率优势。
针对云计算中数据完整性问题，该文提出了一个新的交互式完整性检测方案。该方案通过构造一个I型完善Cartesian消息认证函数及其等效函数，在同步存储数据验证值的前提下，利用等效函数判定云端应答的消息认证值来检测完整性。分析结果表明，该方案在大数分解的困难性假设下能正确检测完整性，并且运行时仅需用户端常量的计算量、存储占用量和网络通信量，相比较现有方案，具有明显效率优势。
2013, 35(2): 314-319.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00984
摘要:
该文分析和研究了光突发交换网络中控制平面处理时延、数据平面资源利用效率以及数据平面突发丢失率等性能需求对边缘节点组装算法的约束性。分析结果证实数据平面的性能对边缘节点的组装算法参数更加敏感。在网络性能多目标约束条件下，基于无波长转换器核心节点的光突发交换网络几乎不存在有效的组装门限。在核心节点采用主流光交换矩阵且期望突发碰撞概率在10-4以下时，核心节点输出端口的单纤波长转换器数量至少需要30个以满足网络性能需求的约束条件。
该文分析和研究了光突发交换网络中控制平面处理时延、数据平面资源利用效率以及数据平面突发丢失率等性能需求对边缘节点组装算法的约束性。分析结果证实数据平面的性能对边缘节点的组装算法参数更加敏感。在网络性能多目标约束条件下，基于无波长转换器核心节点的光突发交换网络几乎不存在有效的组装门限。在核心节点采用主流光交换矩阵且期望突发碰撞概率在10-4以下时，核心节点输出端口的单纤波长转换器数量至少需要30个以满足网络性能需求的约束条件。
2013, 35(2): 320-327.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00795
摘要:
认知无线网络中资源动态变化，必须制定特别的传输控制机制来协调各节点间的传输。该文提出一种新的反压式传输控制机制，充分利用局部节点间的调整能力，将端到端传输中出现的不良网络状况尽量解决在局部，使得源节点可以较温和地做出端到端控制，从而保证端到端传输的高效与平稳。大量仿真证明，该文控制机制能有效适应认知无线网络的动态环境，保证较高效且平稳的端到端传输。
认知无线网络中资源动态变化，必须制定特别的传输控制机制来协调各节点间的传输。该文提出一种新的反压式传输控制机制，充分利用局部节点间的调整能力，将端到端传输中出现的不良网络状况尽量解决在局部，使得源节点可以较温和地做出端到端控制，从而保证端到端传输的高效与平稳。大量仿真证明，该文控制机制能有效适应认知无线网络的动态环境，保证较高效且平稳的端到端传输。
2013, 35(2): 328-334.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00723
摘要:
针对密集型无线传感器网络中信息存在大量冗余的问题，该文提出了一种适用于分簇无线传感网络的分布式信源编码算法。该算法以边信息作为初始参考信源，利用信源间的相关性来决定各信源的编码顺序和参考信源，然后由各信源相对于参考信源进行相关编码，接收端则根据编码顺序和参考信源进行相关译码。该文同时针对模值编码的方式，给出了一种低复杂度的译码算法。理论分析和仿真结果表明，将该算法应用于分簇路由协议中可以有效地降低节点的发送比特数，从而降低网络的能耗以延长网络寿命。
针对密集型无线传感器网络中信息存在大量冗余的问题，该文提出了一种适用于分簇无线传感网络的分布式信源编码算法。该算法以边信息作为初始参考信源，利用信源间的相关性来决定各信源的编码顺序和参考信源，然后由各信源相对于参考信源进行相关编码，接收端则根据编码顺序和参考信源进行相关译码。该文同时针对模值编码的方式，给出了一种低复杂度的译码算法。理论分析和仿真结果表明，将该算法应用于分簇路由协议中可以有效地降低节点的发送比特数，从而降低网络的能耗以延长网络寿命。
2013, 35(2): 335-340.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00854
摘要:
该文在高级加密标准(AES)快速算法的基础上，设计了一组基于可配置处理器NiosII上的扩展指令，用于IEEE802.15.4标准媒体访问控制层中基于AES算法的计数器模式和密码分组链接消息验证码(AES-CCM)协议的硬件加速。该文首先推导出快速算法中用于轮变换的查找表与S盒的逻辑关系，然后通过复合域变换方法用硬件电路实现S盒的计算，从而消除了支撑扩展指令集的硬件逻辑对片上存储空间的消耗。同时给出该协议基于查表法的扩展指令集和协处理器的设计方案，并在EP2C35芯片上进行实现和对比。该方案仅消...
该文在高级加密标准(AES)快速算法的基础上，设计了一组基于可配置处理器NiosII上的扩展指令，用于IEEE802.15.4标准媒体访问控制层中基于AES算法的计数器模式和密码分组链接消息验证码(AES-CCM)协议的硬件加速。该文首先推导出快速算法中用于轮变换的查找表与S盒的逻辑关系，然后通过复合域变换方法用硬件电路实现S盒的计算，从而消除了支撑扩展指令集的硬件逻辑对片上存储空间的消耗。同时给出该协议基于查表法的扩展指令集和协处理器的设计方案，并在EP2C35芯片上进行实现和对比。该方案仅消...
2013, 35(2): 341-348.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00654
摘要:
该文针对片上网络提出一种基于提前分配路径的低时延片上路由器结构(PAPR)。新路由器采用提前路由计算和提前分配路径来缩短路由器流水线深度。提前路由计算为虚信道提前分配提供了可靠保障，即使在虚信道路径提前分配失败的情况下，也不影响分组在网络中的传输时延。该文提出基于缓存状态的仲裁算法BSTS(Buffer Status)综合考虑当前节点缓存信息和下游节点缓存信息，不但降低了分组等待时延，而且降低了缓存空闲的概率。仿真结果表明，新路由器能明显改善网络的时延和吞吐性能，相比采用滑动迭代轮询仲裁iSLI...
该文针对片上网络提出一种基于提前分配路径的低时延片上路由器结构(PAPR)。新路由器采用提前路由计算和提前分配路径来缩短路由器流水线深度。提前路由计算为虚信道提前分配提供了可靠保障，即使在虚信道路径提前分配失败的情况下，也不影响分组在网络中的传输时延。该文提出基于缓存状态的仲裁算法BSTS(Buffer Status)综合考虑当前节点缓存信息和下游节点缓存信息，不但降低了分组等待时延，而且降低了缓存空闲的概率。仿真结果表明，新路由器能明显改善网络的时延和吞吐性能，相比采用滑动迭代轮询仲裁iSLI...
2013, 35(2): 349-354.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00946
摘要:
针对目前服务选择方法中基于QoS的服务选择方法较少考虑服务请求者自身的个性属性特征和基于协同过滤的服务选择方法未能考虑服务推荐者可信程度的问题，该文将协同过滤技术与信任度量方法进行有机结合，根据服务请求者的个性属性特征对服务选择过程的影响，引入用户(服务请求者)相关性，并计算推荐可信度，利用层次分析法确定服务信誉值中各因子的权重，提出了一种可信的基于协同过滤的服务选择模型。仿真实验表明该模型不仅提高了服务选择的效率，还能有效避免服务推荐者的恶意攻击。
针对目前服务选择方法中基于QoS的服务选择方法较少考虑服务请求者自身的个性属性特征和基于协同过滤的服务选择方法未能考虑服务推荐者可信程度的问题，该文将协同过滤技术与信任度量方法进行有机结合，根据服务请求者的个性属性特征对服务选择过程的影响，引入用户(服务请求者)相关性，并计算推荐可信度，利用层次分析法确定服务信誉值中各因子的权重，提出了一种可信的基于协同过滤的服务选择模型。仿真实验表明该模型不仅提高了服务选择的效率，还能有效避免服务推荐者的恶意攻击。
2013, 35(2): 355-360.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00711
摘要:
基于Bernoulli分布的方差及期望传递方程一直是随机运算系统的数学基础，针对这种传统分析方法在实际应用中的不准确性和片面性，该文提出一种全新的数学方法：超几何分解(hypergeometic decomposition)，用来解决在更复杂情况下期望与方差在随机运算系统中的传播规律。基于超几何分解，提出4组更加精确的期望及方差传递方程，在数学上证明了随机运算体系更加广泛的适用性，并且通过随机运算系统在图像处理中的应用，提出了基于方差的系统评价方法，相比于传统按位仿真方法，基于方差的系统分析方法...
基于Bernoulli分布的方差及期望传递方程一直是随机运算系统的数学基础，针对这种传统分析方法在实际应用中的不准确性和片面性，该文提出一种全新的数学方法：超几何分解(hypergeometic decomposition)，用来解决在更复杂情况下期望与方差在随机运算系统中的传播规律。基于超几何分解，提出4组更加精确的期望及方差传递方程，在数学上证明了随机运算体系更加广泛的适用性，并且通过随机运算系统在图像处理中的应用，提出了基于方差的系统评价方法，相比于传统按位仿真方法，基于方差的系统分析方法...
2013, 35(2): 361-367.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00790
摘要:
针对布尔函数系统的混合极性Reed-Muller(Mixed-Polarity Reed-Muller, MPRM)最小化问题，该文提出了一种混合多值离散粒子群优化算法。为解决多样性损失，改善优化结果，兼顾算法的效率和精度，算法采用多群协同优化方法，并提出了概率变异更新、没有重复的更新以及群间重复最优变异3种更新和变异策略。实验结果表明，和模拟退火遗传算法相比，所构造算法能够在获得基本相同优化结果的同时，提高MPRM最小化的时间效率。
针对布尔函数系统的混合极性Reed-Muller(Mixed-Polarity Reed-Muller, MPRM)最小化问题，该文提出了一种混合多值离散粒子群优化算法。为解决多样性损失，改善优化结果，兼顾算法的效率和精度，算法采用多群协同优化方法，并提出了概率变异更新、没有重复的更新以及群间重复最优变异3种更新和变异策略。实验结果表明，和模拟退火遗传算法相比，所构造算法能够在获得基本相同优化结果的同时，提高MPRM最小化的时间效率。
2013, 35(2): 368-375.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00897
摘要:
该文首次推导出了在非反射对称情况下非负特征值分解(NNED)的分析解法，即非反射对称NNED；并将其应用于Freeman分解，提出了一种基于非反射对称NNED的Freeman分解。在Freeman分解中，非反射对称NNED用于提取体散射功率，并用于调整体散射、二面角散射以及表面散射功率以确保余项协方差矩阵没有负特征值。相比于基于反射对称NNED的Freeman分解，所提的分解方法有效地利用了在反射对称条件下被假定为0的非对角线元素，能保证余项协方差矩阵没有负特征值，实测极化SAR数据实验表明，所...
该文首次推导出了在非反射对称情况下非负特征值分解(NNED)的分析解法，即非反射对称NNED；并将其应用于Freeman分解，提出了一种基于非反射对称NNED的Freeman分解。在Freeman分解中，非反射对称NNED用于提取体散射功率，并用于调整体散射、二面角散射以及表面散射功率以确保余项协方差矩阵没有负特征值。相比于基于反射对称NNED的Freeman分解，所提的分解方法有效地利用了在反射对称条件下被假定为0的非对角线元素，能保证余项协方差矩阵没有负特征值，实测极化SAR数据实验表明，所...
2013, 35(2): 376-380.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00840
摘要:
该文研究极化高分辨雷达在动态变化的杂波场景中自适应检测小目标的问题。将统计特性严重拖尾的杂波建模为纹理分量为逆伽马分布的复合高斯过程，借助于广义似然比检验和辅助数据得到了自适应极化检测器，并推导了该检测器的虚警概率表达式，证明了该检测器对协方差矩阵结构具有恒虚警特性。最后，利用仿真杂波数据验证了检测器检测性能的有效性。
该文研究极化高分辨雷达在动态变化的杂波场景中自适应检测小目标的问题。将统计特性严重拖尾的杂波建模为纹理分量为逆伽马分布的复合高斯过程，借助于广义似然比检验和辅助数据得到了自适应极化检测器，并推导了该检测器的虚警概率表达式，证明了该检测器对协方差矩阵结构具有恒虚警特性。最后，利用仿真杂波数据验证了检测器检测性能的有效性。
2013, 35(2): 381-387.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00843
摘要:
针对线性调频脉冲压缩雷达参数化检测高速多目标时受到距离徙动、多普勒扩散和速度模糊的影响，该文首先采用联合频域变标脉冲压缩处理与吕方法(2011)实现目标信号的相参积累，然后在其基础上采用基于多普勒频率模糊数搜索的方法完成高速多目标的参数化检测。算法所提出的频域变标脉冲压缩处理可同步完成距离维的徙动补偿与多普勒维的模糊数补偿，降低了实现目标参数化检测的计算复杂度，且由于算法采用相参积累方式，在低信噪比下可以进行精确的目标检测和运动参数估计。相参积累算法运算量分析、计算机仿真以及实测数据处理结果验证...
针对线性调频脉冲压缩雷达参数化检测高速多目标时受到距离徙动、多普勒扩散和速度模糊的影响，该文首先采用联合频域变标脉冲压缩处理与吕方法(2011)实现目标信号的相参积累，然后在其基础上采用基于多普勒频率模糊数搜索的方法完成高速多目标的参数化检测。算法所提出的频域变标脉冲压缩处理可同步完成距离维的徙动补偿与多普勒维的模糊数补偿，降低了实现目标参数化检测的计算复杂度，且由于算法采用相参积累方式，在低信噪比下可以进行精确的目标检测和运动参数估计。相参积累算法运算量分析、计算机仿真以及实测数据处理结果验证...
2013, 35(2): 388-393.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00238
摘要:
压缩感知(Compressed Sensing, CS)稀疏信号重构其本质就是在稀疏约束条件下求解欠定线性方程组，基于迭代加权Lp(001,p=2)类范数算法减小重构误差成为近来稀疏信号重构热点之一。该文提出了基追踪- Moore-Penrose逆矩阵(Basis Pursuit-Moore-Penrose Inverse Matrix, BP-MPIM)算法：(1)由基追踪(Basis Pursuit, BP)算法得到稀疏信号非零元素位置(亦称支撑集，对应于测量矩阵的列)；(2)通过求解由支撑...
压缩感知(Compressed Sensing, CS)稀疏信号重构其本质就是在稀疏约束条件下求解欠定线性方程组，基于迭代加权Lp(001,p=2)类范数算法减小重构误差成为近来稀疏信号重构热点之一。该文提出了基追踪- Moore-Penrose逆矩阵(Basis Pursuit-Moore-Penrose Inverse Matrix, BP-MPIM)算法：(1)由基追踪(Basis Pursuit, BP)算法得到稀疏信号非零元素位置(亦称支撑集，对应于测量矩阵的列)；(2)通过求解由支撑...
2013, 35(2): 394-400.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00920
摘要:
针对干涉阵列米波雷达方向估计中的模糊问题，该文提出了基于矩阵完型的解模糊算法。该方法将干涉技术中的辅助阵元解模糊方法扩展到干涉阵列中，通过增加适当的辅助阵元，使干涉式阵列成为完型阵列，再依次采用直接增广法、MUSIC算法及关联法实现干涉阵列方向估计的解模糊，从而得到高精度无模糊的方向估计。为了估计相干源的波达方向，该文根据干涉阵列结构的特点及空间平滑算法的原理也提出了干涉阵列的空间平滑算法。仿真结果和实测数据验证了矩阵完型解模糊算法和干涉阵列的空间平滑算法的正确性与有效性，也表明了该文的解模糊方...
针对干涉阵列米波雷达方向估计中的模糊问题，该文提出了基于矩阵完型的解模糊算法。该方法将干涉技术中的辅助阵元解模糊方法扩展到干涉阵列中，通过增加适当的辅助阵元，使干涉式阵列成为完型阵列，再依次采用直接增广法、MUSIC算法及关联法实现干涉阵列方向估计的解模糊，从而得到高精度无模糊的方向估计。为了估计相干源的波达方向，该文根据干涉阵列结构的特点及空间平滑算法的原理也提出了干涉阵列的空间平滑算法。仿真结果和实测数据验证了矩阵完型解模糊算法和干涉阵列的空间平滑算法的正确性与有效性，也表明了该文的解模糊方...
2013, 35(2): 401-405.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00846
摘要:
天波超视距雷达通常采用距离-多普勒处理来检测海面上的目标。距离-多普勒处理可以获得目标的斜距和多普勒频率，而不能获得目标的高度信息。该文提出一种基于匹配场处理的算法来估计目标高度，算法利用单个驻留周期的回波数据来进行估计。仿真表明，在给定的仿真场景下，目标高度估计精度可达2000 m左右。与已提出的对数似然函数算法相比，该算法具有更好的稳健性。
天波超视距雷达通常采用距离-多普勒处理来检测海面上的目标。距离-多普勒处理可以获得目标的斜距和多普勒频率，而不能获得目标的高度信息。该文提出一种基于匹配场处理的算法来估计目标高度，算法利用单个驻留周期的回波数据来进行估计。仿真表明，在给定的仿真场景下，目标高度估计精度可达2000 m左右。与已提出的对数似然函数算法相比，该算法具有更好的稳健性。
2013, 35(2): 406-412.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00567
摘要:
为了减少电子战平台的体积和电磁干扰，一种有效的途径就是实现雷达与通信的一体化。该文针对雷达通信一体化信号设计中存在的不兼容和互干扰问题，根据信号能量共享的原则，提出了基于频分准正交多载波Chirp信号的雷达通信一体化波形及其相应的系统实现方法。并采用宽带模糊函数对多载波一体化信号特性进行了详细分析，进一步研究了一体化信号的处理过程以及其系统性能。在均衡子载波准正交性和通信频谱效率下，通过理论分析和仿真结果表明在多载波频谱重叠率为20%的情况下，一体化信号能够满足雷达的常规探测，并且具有较低的误码...
为了减少电子战平台的体积和电磁干扰，一种有效的途径就是实现雷达与通信的一体化。该文针对雷达通信一体化信号设计中存在的不兼容和互干扰问题，根据信号能量共享的原则，提出了基于频分准正交多载波Chirp信号的雷达通信一体化波形及其相应的系统实现方法。并采用宽带模糊函数对多载波一体化信号特性进行了详细分析，进一步研究了一体化信号的处理过程以及其系统性能。在均衡子载波准正交性和通信频谱效率下，通过理论分析和仿真结果表明在多载波频谱重叠率为20%的情况下，一体化信号能够满足雷达的常规探测，并且具有较低的误码...
2013, 35(2): 413-418.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01060
摘要:
为了分析弹道中段飞行目标的微动分量，需要对雷达回波中的高速平动分量进行准确估计和补偿。该文建立了目标高速平动和微动共同作用下的超宽带信号模型，提出了一种基于状态空间处理的平动径向速度高精度估计方法，该方法可以有效抑制微动分量对平动径向速度估计的影响，估计精度优于传统方法。同时包含高速平动分量和微动分量的超宽带信号模型，也可直接用于后续的微动参数提取处理。仿真结果验证了文中信号模型与径向速度估计方法的有效性。
为了分析弹道中段飞行目标的微动分量，需要对雷达回波中的高速平动分量进行准确估计和补偿。该文建立了目标高速平动和微动共同作用下的超宽带信号模型，提出了一种基于状态空间处理的平动径向速度高精度估计方法，该方法可以有效抑制微动分量对平动径向速度估计的影响，估计精度优于传统方法。同时包含高速平动分量和微动分量的超宽带信号模型，也可直接用于后续的微动参数提取处理。仿真结果验证了文中信号模型与径向速度估计方法的有效性。
2013, 35(2): 419-425.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00780
摘要:
几何绕射理论(Geometrical Theory of Diffraction, GTD)模型能够精确描述高频区雷达目标的电磁散射机理。该文在分析雷达回波稀疏特性的基础上，将参数估计问题转化为压缩感知理论中的稀疏信号重构问题，据此提出了一种基于压缩感知的2维GTD模型参数估计方法。该方法首先利用2维傅里叶变换成像确定目标散射中心的支撑区域，然后在支撑区域内对散射中心的GTD参数进行估计，最后利用聚类方法和最小二乘方法对估计结果进行修正。仿真和暗室测量数据实验结果表明，与现有方法相比，所提方法能...
几何绕射理论(Geometrical Theory of Diffraction, GTD)模型能够精确描述高频区雷达目标的电磁散射机理。该文在分析雷达回波稀疏特性的基础上，将参数估计问题转化为压缩感知理论中的稀疏信号重构问题，据此提出了一种基于压缩感知的2维GTD模型参数估计方法。该方法首先利用2维傅里叶变换成像确定目标散射中心的支撑区域，然后在支撑区域内对散射中心的GTD参数进行估计，最后利用聚类方法和最小二乘方法对估计结果进行修正。仿真和暗室测量数据实验结果表明，与现有方法相比，所提方法能...
2013, 35(2): 426-431.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00879
摘要:
舰船辐射噪声在低频段具有稳定的线谱成分，利用该线谱成分可以实现对水下目标的检测。被动合成孔径声呐(Passive Synthetic Aperture Sonar, PSAS)技术是对小孔径基阵沿直线运动接收到的信号进行孔径合成处理，以时间增益换取空间增益，进而提高对弱目标信号的检测能力。该文中提出一种改进的被动合成孔径算法较之常规孔径合成算法不要求阵元相互重叠，综合考虑接收阵元在时间域和空间域上变化，分时间段进行处理，继而可直接进行时延补偿，理论分析结合实际仿真、海试数据综合验证算法及其性能。...
舰船辐射噪声在低频段具有稳定的线谱成分，利用该线谱成分可以实现对水下目标的检测。被动合成孔径声呐(Passive Synthetic Aperture Sonar, PSAS)技术是对小孔径基阵沿直线运动接收到的信号进行孔径合成处理，以时间增益换取空间增益，进而提高对弱目标信号的检测能力。该文中提出一种改进的被动合成孔径算法较之常规孔径合成算法不要求阵元相互重叠，综合考虑接收阵元在时间域和空间域上变化，分时间段进行处理，继而可直接进行时延补偿，理论分析结合实际仿真、海试数据综合验证算法及其性能。...
2013, 35(2): 432-437.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00781
摘要:
针对二阶统计量信道盲辨识算法中有效阶数估计问题，该文提出了一种基于子空间信道矩阵迭代的阶数估计(SS-CMR)算法。基于过估计条件下的Q矩阵特殊结构和其解空间向量可等价为真实信道冲激响应与公共零点信道的卷积，该算法首先利用子空间算法获得估计的信道矩阵，然后构建迭代形式的代价函数进行阶数估计。仿真表明，SS-CMR算法较CMR算法性能提升，且明显优于现有其他阶数估计算法；解析分析表明算法复杂度较CMR算法明显降低，对首尾系数很小的信道的阶数估计尤为有效。
针对二阶统计量信道盲辨识算法中有效阶数估计问题，该文提出了一种基于子空间信道矩阵迭代的阶数估计(SS-CMR)算法。基于过估计条件下的Q矩阵特殊结构和其解空间向量可等价为真实信道冲激响应与公共零点信道的卷积，该算法首先利用子空间算法获得估计的信道矩阵，然后构建迭代形式的代价函数进行阶数估计。仿真表明，SS-CMR算法较CMR算法性能提升，且明显优于现有其他阶数估计算法；解析分析表明算法复杂度较CMR算法明显降低，对首尾系数很小的信道的阶数估计尤为有效。
2013, 35(2): 438-444.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00517
摘要:
该文根据目标在空间的稀疏性，提出了接收端的基于压缩感知理论的自适应数字波束形成算法。在阵元稀布的情况下，用压缩感知的压缩采样理论，恢复出缺失通道的回波信息，然后用恢复的信号做数字波束形成。该算法所形成的波束具有波束旁瓣低，指向误差小，干扰方向零陷深，而且没有栅瓣等优点，波束性能接近满阵时候的波束性能，而且使用该方法减少的阵元数远远大于其他稀布阵方法减少的阵元数。采用蒙特卡罗方法对该方法进行了性能评估，给出了不同信噪比、不同干噪比、不同快拍情况下的计算结果，仿真结果也验证了该算法的正确性。
该文根据目标在空间的稀疏性，提出了接收端的基于压缩感知理论的自适应数字波束形成算法。在阵元稀布的情况下，用压缩感知的压缩采样理论，恢复出缺失通道的回波信息，然后用恢复的信号做数字波束形成。该算法所形成的波束具有波束旁瓣低，指向误差小，干扰方向零陷深，而且没有栅瓣等优点，波束性能接近满阵时候的波束性能，而且使用该方法减少的阵元数远远大于其他稀布阵方法减少的阵元数。采用蒙特卡罗方法对该方法进行了性能评估，给出了不同信噪比、不同干噪比、不同快拍情况下的计算结果，仿真结果也验证了该算法的正确性。
2013, 35(2): 445-450.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00598
摘要:
该文对非均匀块稀疏信号的压缩采样速率下限进行了分析，并对测量矩阵的约束等距常数衰减特性进行了理论证明。在此基础上，提出了一种块稀疏阶数和块分布未知情况下的非均匀块稀疏信号盲重构算法，按照逐次递减的块长度，对非均匀块稀疏信号进行多次均匀切割，利用正交匹配追踪算法逐次剔除均匀块中的零值位置，从而精确估计信号中非零块位置，实现信号的准确重构。理论分析了算法的性能，仿真实验进一步验证了算法的有效性和实用性。
该文对非均匀块稀疏信号的压缩采样速率下限进行了分析，并对测量矩阵的约束等距常数衰减特性进行了理论证明。在此基础上，提出了一种块稀疏阶数和块分布未知情况下的非均匀块稀疏信号盲重构算法，按照逐次递减的块长度，对非均匀块稀疏信号进行多次均匀切割，利用正交匹配追踪算法逐次剔除均匀块中的零值位置，从而精确估计信号中非零块位置，实现信号的准确重构。理论分析了算法的性能，仿真实验进一步验证了算法的有效性和实用性。
2013, 35(2): 451-456.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01087
摘要:
该文提出一种新的基于积分微分方程的泊松噪声去除算法。首先讨论了经典的总变差(TV)最小模型，在此基础上提出一种新的变分多尺度分层图像表示方法，然后在逆尺度空间上积分尺度图像从而得到了新的积分微分方程。这种新的积分微分方程含有一个单调增加的尺度函数。通过选取适当的尺度函数，该方程可以有效地去除泊松型噪声。数值实验证明了该算法比经典的TV和四阶偏微分方程算法具有更好的去噪效果。
该文提出一种新的基于积分微分方程的泊松噪声去除算法。首先讨论了经典的总变差(TV)最小模型，在此基础上提出一种新的变分多尺度分层图像表示方法，然后在逆尺度空间上积分尺度图像从而得到了新的积分微分方程。这种新的积分微分方程含有一个单调增加的尺度函数。通过选取适当的尺度函数，该方程可以有效地去除泊松型噪声。数值实验证明了该算法比经典的TV和四阶偏微分方程算法具有更好的去噪效果。
2013, 35(2): 457-462.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00208
摘要:
针对现有基本概率赋值概率转换方法普遍存在缺少客观标准，主观介入程度过强的问题，该文提出了一种线性加权概率转换方法。该方法首先选择归一化先验信息作为权重，消除了概率转换时主观因素的影响，然后根据概率转换前后先验信息守恒的原理构造方程，最后给出了转换概率的迭代求解方法。实验算例表明，该文方法求解速度快，转换概率合理有效，且与对事件的认知程度相一致。
针对现有基本概率赋值概率转换方法普遍存在缺少客观标准，主观介入程度过强的问题，该文提出了一种线性加权概率转换方法。该方法首先选择归一化先验信息作为权重，消除了概率转换时主观因素的影响，然后根据概率转换前后先验信息守恒的原理构造方程，最后给出了转换概率的迭代求解方法。实验算例表明，该文方法求解速度快，转换概率合理有效，且与对事件的认知程度相一致。
2013, 35(2): 463-467.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00601
摘要:
针对流形学习在人脸识别中的应用，该文提出基于局部保持投影(Locality Preserving Projection, LPP)的监督线性维数约简方法。利用样本的类别信息，将LPP的最近邻图分解为类内图和类外图，通过优化，最优保持同类数据固有的局部邻域关系，缩小数据之间的距离，同时最大化不同类数据之间的距离，从而增大各类数据分布之间的间隔，提高了嵌入空间的辨别能力。此外，在构建图的过程中采用了自适应邻域，增强了对数据分布稀疏性的表征。在Extended Yale B和CMU PIE两个开放人脸...
针对流形学习在人脸识别中的应用，该文提出基于局部保持投影(Locality Preserving Projection, LPP)的监督线性维数约简方法。利用样本的类别信息，将LPP的最近邻图分解为类内图和类外图，通过优化，最优保持同类数据固有的局部邻域关系，缩小数据之间的距离，同时最大化不同类数据之间的距离，从而增大各类数据分布之间的间隔，提高了嵌入空间的辨别能力。此外，在构建图的过程中采用了自适应邻域，增强了对数据分布稀疏性的表征。在Extended Yale B和CMU PIE两个开放人脸...
2013, 35(2): 468-473.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00791
摘要:
变换电磁学是近几年来电磁领域的研究热点。利用坐标变换方法，能够在一定程度上人为调控电磁波的传播路径，结合超材料技术，可以设计出多种具有奇特功能的新颖电磁器件。该文对一系列折线型坐标变换器件做了归纳总结，主要讨论了其中的电磁波集中器；在此基础上从内置隐身飞机模型的散射截面角度进一步研究了电磁波集中器的散射放大功能及其在军事上的应用；最后对该器件参数极值及其归一化分布范围进行了详细的分析。
变换电磁学是近几年来电磁领域的研究热点。利用坐标变换方法，能够在一定程度上人为调控电磁波的传播路径，结合超材料技术，可以设计出多种具有奇特功能的新颖电磁器件。该文对一系列折线型坐标变换器件做了归纳总结，主要讨论了其中的电磁波集中器；在此基础上从内置隐身飞机模型的散射截面角度进一步研究了电磁波集中器的散射放大功能及其在军事上的应用；最后对该器件参数极值及其归一化分布范围进行了详细的分析。
2013, 35(2): 474-483.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00931
摘要:
基于感知的视频编码方法是目前视频编码的研究热点。该文综合论述了基于感知的视频编码方法，重点阐述了基于感知的3维视频编码方法。首先，对目前利用人类视觉系统中的亮度、对比敏感度、中心凹等视觉感知特性的单视点视频编码方法进行分析并指出其存在的问题。然后，对基于立体感兴趣区域和双目敏感度特性的3维视频感知编码方法进行了分析和论述。最后，就基于感知的视频编码方法的进一步发展提出了若干技术与研究方向的展望。
基于感知的视频编码方法是目前视频编码的研究热点。该文综合论述了基于感知的视频编码方法，重点阐述了基于感知的3维视频编码方法。首先，对目前利用人类视觉系统中的亮度、对比敏感度、中心凹等视觉感知特性的单视点视频编码方法进行分析并指出其存在的问题。然后，对基于立体感兴趣区域和双目敏感度特性的3维视频感知编码方法进行了分析和论述。最后，就基于感知的视频编码方法的进一步发展提出了若干技术与研究方向的展望。
2013, 35(2): 484-488.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00695
摘要:
为了有效地评价不同失真类型的图像质量，该文提出一种利用广义回归神经网络(GRNN)学习图像相位一致特征的无参考评价方法。该方法首先使用相位一致模型产生相位一致图像、相位一致协方差最大、最小图像，然后利用灰度-梯度共生矩阵模型计算该3幅图像的梯度熵、原始图像的梯度均值和梯度熵，再加上该3幅图像的均值，共8个特征输入GRNN模型训练学习，预测得到图像质量评价得分。实验结果表明新方法与主观得分有较好的一致性，同时具有可靠的推广性。
为了有效地评价不同失真类型的图像质量，该文提出一种利用广义回归神经网络(GRNN)学习图像相位一致特征的无参考评价方法。该方法首先使用相位一致模型产生相位一致图像、相位一致协方差最大、最小图像，然后利用灰度-梯度共生矩阵模型计算该3幅图像的梯度熵、原始图像的梯度均值和梯度熵，再加上该3幅图像的均值，共8个特征输入GRNN模型训练学习，预测得到图像质量评价得分。实验结果表明新方法与主观得分有较好的一致性，同时具有可靠的推广性。
2013, 35(2): 489-493.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00812
摘要:
该文提出一种基于非负张量分解的高光谱图像压缩算法。首先将高光谱图像的每个谱段进行2维离散5/3小波变换，消除高光谱图像的空间冗余。然后将所有谱段的每级小波变换的4个小波子带看作为4个张量。对每个小波子带张量采用改进HALS(Hierarchical Alternating Least Squares)算法进行非负分解，来消除光谱冗余和空间残余冗余，同时保护了光谱信息。最后，将分解的因子矩阵进行熵编码。实验结果表明，该文提出的压缩算法具有良好压缩性能，在压缩比32:1~4:1范围内，平均信噪比高于...
该文提出一种基于非负张量分解的高光谱图像压缩算法。首先将高光谱图像的每个谱段进行2维离散5/3小波变换，消除高光谱图像的空间冗余。然后将所有谱段的每级小波变换的4个小波子带看作为4个张量。对每个小波子带张量采用改进HALS(Hierarchical Alternating Least Squares)算法进行非负分解，来消除光谱冗余和空间残余冗余，同时保护了光谱信息。最后，将分解的因子矩阵进行熵编码。实验结果表明，该文提出的压缩算法具有良好压缩性能，在压缩比32:1~4:1范围内，平均信噪比高于...
2013, 35(2): 494-498.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00648
摘要:
为了提高医学超声成像的轴向分辨力和确保对比度，该文提出一种基于幅度加权的预失真线性调频编码新方法。该方法将线性调频发射信号幅度加权技术和回波信号旁瓣抑制技术相结合，一方面补偿超声探头对发射信号的影响，使得回波信号的带宽不局限于探头，提高轴向分辨力；另一方面消除发射信号幅频特性的菲涅耳波纹，提高发射信号的带宽并采用失配滤波器进行脉冲压缩，实现旁瓣抑制，确保成像对比度。仿真结果表明：相对恒包络线性调频编码，预失真线性调频编码方法不仅提高了轴向分辨力，而且最大旁瓣幅度减小至-48 dB以下，满足医学成...
为了提高医学超声成像的轴向分辨力和确保对比度，该文提出一种基于幅度加权的预失真线性调频编码新方法。该方法将线性调频发射信号幅度加权技术和回波信号旁瓣抑制技术相结合，一方面补偿超声探头对发射信号的影响，使得回波信号的带宽不局限于探头，提高轴向分辨力；另一方面消除发射信号幅频特性的菲涅耳波纹，提高发射信号的带宽并采用失配滤波器进行脉冲压缩，实现旁瓣抑制，确保成像对比度。仿真结果表明：相对恒包络线性调频编码，预失真线性调频编码方法不仅提高了轴向分辨力，而且最大旁瓣幅度减小至-48 dB以下，满足医学成...
2013, 35(2): 499-503.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00869
摘要:
该文定义了环R=F2+uF2+u2F2+u3F2到F42的一个新的Gray映射，其中u4=0。证明了R上长为n的(1+u+u2+u3)-循环码的Gray象是F2上长为4n的距离不变的线性循环码。进一步确定了R上奇长度的该常循环码的Gray象的生成多项式，并得到了一些最优的二元线性循环码。
该文定义了环R=F2+uF2+u2F2+u3F2到F42的一个新的Gray映射，其中u4=0。证明了R上长为n的(1+u+u2+u3)-循环码的Gray象是F2上长为4n的距离不变的线性循环码。进一步确定了R上奇长度的该常循环码的Gray象的生成多项式，并得到了一些最优的二元线性循环码。
2013, 35(2): 504-508.
doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00870
摘要:
该文利用3维微波模拟软件中的离散端口，在输出间隙处加入一个电阻R*out，并推导出了该电阻与速调管总体设计要求的间隙阻抗实部之间的关系。只需设置驻波比小于某一定值为优化目标，设置滤波器上的电感电容钉的大小和位置等参数为需要优化确定的参数，通过计算机自动计算，即可实现快速精确设计滤波器型输出回路。
该文利用3维微波模拟软件中的离散端口，在输出间隙处加入一个电阻R*out，并推导出了该电阻与速调管总体设计要求的间隙阻抗实部之间的关系。只需设置驻波比小于某一定值为优化目标，设置滤波器上的电感电容钉的大小和位置等参数为需要优化确定的参数，通过计算机自动计算，即可实现快速精确设计滤波器型输出回路。
