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2018年 第40卷 第10期
2018, 40(10): 2287-2293.
doi: 10.11999/JEIT180043
摘要:
该文研究了D2D通信使用LTE-A网络上行链路的资源分配问题。首先将问题建模为混合整数非线性规划问题(MINLP)，其次根据待接入用户对各信道的青睐程度计算特征值列表并形成相应联盟。在保证各用户服务质量(QoS)的情况下，利用最大加权二部图匹配(MWBM)方法为待接入网络用户寻找合适的资源及复用的组合。仿真结果表明，该算法打破了D2D用户在数据传输过程中一直处于专用或者复用模式的束缚，扩大了D2D用户对可选用的资源范围，与现有算法相比，可有效提高系统的总速率。
该文研究了D2D通信使用LTE-A网络上行链路的资源分配问题。首先将问题建模为混合整数非线性规划问题(MINLP)，其次根据待接入用户对各信道的青睐程度计算特征值列表并形成相应联盟。在保证各用户服务质量(QoS)的情况下，利用最大加权二部图匹配(MWBM)方法为待接入网络用户寻找合适的资源及复用的组合。仿真结果表明，该算法打破了D2D用户在数据传输过程中一直处于专用或者复用模式的束缚，扩大了D2D用户对可选用的资源范围，与现有算法相比，可有效提高系统的总速率。
2018, 40(10): 2294-2300.
doi: 10.11999/JEIT180088
摘要:
该文针对大规模MIMO-OFDM系统，研究当基站端仅配备低精度模数转换器且采用最大比合并(MRC)接收算法时系统中用户可达速率的性能。通过采用加性量化噪声模型(AQNM)将非线性量化函数转化为线性量化函数，首先推导得出用户上行可达速率的闭式表达式。然后基于此表达式，将具备低精度模数转换器系统与传统具有无穷精度的模数转换器系统性能进行分析比较。最后将该文所得到的结果进行仿真分析。同时，该文还指出通过增加基站端天线数目可以弥补由于低精度模数转换器所造成的系统性能的损失。
该文针对大规模MIMO-OFDM系统，研究当基站端仅配备低精度模数转换器且采用最大比合并(MRC)接收算法时系统中用户可达速率的性能。通过采用加性量化噪声模型(AQNM)将非线性量化函数转化为线性量化函数，首先推导得出用户上行可达速率的闭式表达式。然后基于此表达式，将具备低精度模数转换器系统与传统具有无穷精度的模数转换器系统性能进行分析比较。最后将该文所得到的结果进行仿真分析。同时，该文还指出通过增加基站端天线数目可以弥补由于低精度模数转换器所造成的系统性能的损失。
2018, 40(10): 2301-2308.
doi: 10.11999/JEIT170929
摘要:
针对大规模MIMO信道的近场效应和非平稳特性，该文提出适用大规模MIMO信道的一种基于随机散射簇的非平稳3D空间信道模型。采用抛物波前代替球面波前建模近场效应，并分析抛物波前条件下该模型的信道容量。对于大规模MIMO信道的非平稳特性，提出基于散射簇的有效概率确定收发天线阵元的有效散射簇集合，从而建模散射簇沿天线阵列轴的随机演变来合理描述散射簇的出现和消失。仿真结果表明，用抛物波前和有效散射簇的随机演变来建模大规模MIMO信道特征是很好的候选方法。
针对大规模MIMO信道的近场效应和非平稳特性，该文提出适用大规模MIMO信道的一种基于随机散射簇的非平稳3D空间信道模型。采用抛物波前代替球面波前建模近场效应，并分析抛物波前条件下该模型的信道容量。对于大规模MIMO信道的非平稳特性，提出基于散射簇的有效概率确定收发天线阵元的有效散射簇集合，从而建模散射簇沿天线阵列轴的随机演变来合理描述散射簇的出现和消失。仿真结果表明，用抛物波前和有效散射簇的随机演变来建模大规模MIMO信道特征是很好的候选方法。
2018, 40(10): 2309-2315.
doi: 10.11999/JEIT171073
摘要:
基于消息传递算法(MPA)进行多用户检测的稀疏码多址接入(SCMA)技术是一种面向5G的非正交多址技术(NOMA)。针对MPA复杂度较高的问题，该文首先分析接收信号概率密度函数值在不同信噪比(SNR)下的统计结果，并根据SCMA的非正交特性，综合考虑资源节点和用户节点之间的数据映射关系，提出基于概率密度函数值门限判决的部分码字搜索(PCS)MPA多用户检测算法(PCS-MPA)。仿真结果表明，在门限值合理的条件下，PCS-MPA在几乎不改变系统误比特率(BER)的条件下，降低了MPA的复杂度，尤...
基于消息传递算法(MPA)进行多用户检测的稀疏码多址接入(SCMA)技术是一种面向5G的非正交多址技术(NOMA)。针对MPA复杂度较高的问题，该文首先分析接收信号概率密度函数值在不同信噪比(SNR)下的统计结果，并根据SCMA的非正交特性，综合考虑资源节点和用户节点之间的数据映射关系，提出基于概率密度函数值门限判决的部分码字搜索(PCS)MPA多用户检测算法(PCS-MPA)。仿真结果表明，在门限值合理的条件下，PCS-MPA在几乎不改变系统误比特率(BER)的条件下，降低了MPA的复杂度，尤...
2018, 40(10): 2316-2322.
doi: 10.11999/JEIT171222
摘要:
针对当前室外蜂窝网多基站定位需要基站之间时间同步、数据同步的要求，以及NLOS环境造成的非服务区基站的信号可测性问题，该文提出基于B-LM圆环模型的NLOS信息约束单基站定位算法。首先根据散射体、目标和基站间的几何位置关系以及NLOS多路径信息构建定位方程，然后将定位方程转化为最小二乘优化问题，之后基于LM算法海森矩阵修正思想和拟牛顿2阶偏导构造思想提出B-LM算法，保证算法收敛于最优解，以得到目标位置。仿真结果表明，所提单基站定位算法能在宏蜂窝NLOS环境实现较高的定位精度。
针对当前室外蜂窝网多基站定位需要基站之间时间同步、数据同步的要求，以及NLOS环境造成的非服务区基站的信号可测性问题，该文提出基于B-LM圆环模型的NLOS信息约束单基站定位算法。首先根据散射体、目标和基站间的几何位置关系以及NLOS多路径信息构建定位方程，然后将定位方程转化为最小二乘优化问题，之后基于LM算法海森矩阵修正思想和拟牛顿2阶偏导构造思想提出B-LM算法，保证算法收敛于最优解，以得到目标位置。仿真结果表明，所提单基站定位算法能在宏蜂窝NLOS环境实现较高的定位精度。
2018, 40(10): 2323-2330.
doi: 10.11999/JEIT180003
摘要:
针对密集异构蜂窝网在非理想信道状态信息条件下的安全传输问题，该文分析了人工噪声对通信的可靠性和安全性的影响，在此基础上提出功率分配优化模型，在不同信道估计精度条件下给出了最优的功率分配因子。首先，考虑信道估计误差对合法信号传输以及人工噪声泄露的影响，推导了典型通信链路的连通中断概率和安全中断概率。然后，在安全性和可靠性约束条件下建立功率分配优化模型以最大化系统安全吞吐量，并通过K维联合搜索算法得到每层网络的最优功率分配因子。最后，仿真结果表明系统设置最优功率分配因子时，人工噪声方案可提升约15%...
针对密集异构蜂窝网在非理想信道状态信息条件下的安全传输问题，该文分析了人工噪声对通信的可靠性和安全性的影响，在此基础上提出功率分配优化模型，在不同信道估计精度条件下给出了最优的功率分配因子。首先，考虑信道估计误差对合法信号传输以及人工噪声泄露的影响，推导了典型通信链路的连通中断概率和安全中断概率。然后，在安全性和可靠性约束条件下建立功率分配优化模型以最大化系统安全吞吐量，并通过K维联合搜索算法得到每层网络的最优功率分配因子。最后，仿真结果表明系统设置最优功率分配因子时，人工噪声方案可提升约15%...
2018, 40(10): 2331-2336.
doi: 10.11999/JEIT180023
摘要:
针对码索引调制(Code Index Modulation, CIM)相对于直接序列扩频在提升频谱利用率时，造成误比特率性能明显下降的问题，该文提出非正交-码索引调制(Non-orthogonal-Code Index Modulation, N-CIM)。发射端信息比特分割为伪随机(Pseudo Noise, PN)码映射块和调制信息块，并分别映射为PN码的索引和调制符号，调制符号的实部与虚部再选择相同的激活的PN码进行扩频。仿真与分析结果表明，在相同频谱效率时，N-CIM的误比特率性能比CI...
针对码索引调制(Code Index Modulation, CIM)相对于直接序列扩频在提升频谱利用率时，造成误比特率性能明显下降的问题，该文提出非正交-码索引调制(Non-orthogonal-Code Index Modulation, N-CIM)。发射端信息比特分割为伪随机(Pseudo Noise, PN)码映射块和调制信息块，并分别映射为PN码的索引和调制符号，调制符号的实部与虚部再选择相同的激活的PN码进行扩频。仿真与分析结果表明，在相同频谱效率时，N-CIM的误比特率性能比CI...
2018, 40(10): 2337-2344.
doi: 10.11999/JEIT171232
摘要:
传统的合作频谱感知一般将感知环境建模为单级信道，且次用户一般都以相同的发射功率向数据融合中心报告感知数据，难以体现并利用不同次用户感知数据之间的空间分集差异。为解决此问题并有效地设置次用户在感知数据上报阶段的发射功率，该文提出了3种最优功率控制方案，以获得相应设计准则下参与合作感知的次用户最优发射功率。在融合中心理想具备感知信道和报告信道的统计特性时，通过理论推导获得了基于信道统计特性的功率控制闭式解方案；当信道统计特性难以现实具备时，分别获得了基于联合信道统计特性估计的最大特征功率矢量及盲加权...
传统的合作频谱感知一般将感知环境建模为单级信道，且次用户一般都以相同的发射功率向数据融合中心报告感知数据，难以体现并利用不同次用户感知数据之间的空间分集差异。为解决此问题并有效地设置次用户在感知数据上报阶段的发射功率，该文提出了3种最优功率控制方案，以获得相应设计准则下参与合作感知的次用户最优发射功率。在融合中心理想具备感知信道和报告信道的统计特性时，通过理论推导获得了基于信道统计特性的功率控制闭式解方案；当信道统计特性难以现实具备时，分别获得了基于联合信道统计特性估计的最大特征功率矢量及盲加权...
2018, 40(10): 2345-2351.
doi: 10.11999/JEIT171208
摘要:
为了解决虚拟光网络映射中带宽阻塞率较高以及底层资源消耗不均匀问题，论文提出一种基于时间域-频谱域碎片感知的虚拟网络映射(FA-VNM)算法。该文综合考虑频隙在时间域和频谱域上的碎片问题，设计时频联合碎片公式最小化分配过程中的频谱碎片。进一步，为了均衡网络中的资源消耗，在FA-VNM算法基础上提出基于节点度数的负载均衡感知虚拟网络映射(LB-VNM)算法，设计物理节点平均资源承载能力的公式，优先映射物理节点平均资源承载能力大的节点；为了均衡路径上资源使用，考虑路径权重值，并根据每条路径的权重值对虚...
为了解决虚拟光网络映射中带宽阻塞率较高以及底层资源消耗不均匀问题，论文提出一种基于时间域-频谱域碎片感知的虚拟网络映射(FA-VNM)算法。该文综合考虑频隙在时间域和频谱域上的碎片问题，设计时频联合碎片公式最小化分配过程中的频谱碎片。进一步，为了均衡网络中的资源消耗，在FA-VNM算法基础上提出基于节点度数的负载均衡感知虚拟网络映射(LB-VNM)算法，设计物理节点平均资源承载能力的公式，优先映射物理节点平均资源承载能力大的节点；为了均衡路径上资源使用，考虑路径权重值，并根据每条路径的权重值对虚...
2018, 40(10): 2352-2357.
doi: 10.11999/JEIT170965
摘要:
Plateaued函数在密码学及编码等领域有着极其重要的应用，该文提出一种Plateaued函数的直接构造方法，研究了由该方法构造的Plateaued函数的密码学性质，证明了现有的直接构造方法可归约到本构造方法。
Plateaued函数在密码学及编码等领域有着极其重要的应用，该文提出一种Plateaued函数的直接构造方法，研究了由该方法构造的Plateaued函数的密码学性质，证明了现有的直接构造方法可归约到本构造方法。
2018, 40(10): 2358-2364.
doi: 10.11999/JEIT171207
摘要:
无线传感器网络中异常节点检测是确保网络数据准确性和可靠性的关键步骤。基于图信号处理理论，该文提出了一种新的无线传感器网络异常节点检测定位算法。新算法首先对网络建立图信号模型，然后基于节点域-图频域联合分析的方法，实现异常节点的检测和定位。具体而言，第1步是利用高通图滤波器提取网络信号的高频分量。第2步首先将网络划分为多个子图，然后筛选出子图输出信号的特定频率分量。第3步对筛选出的子图信号进行阈值判断从而定位疑似异常的子图中心节点。最后通过比较各子图的节点集合和疑似异常节点集合，检测并定位出网络中...
无线传感器网络中异常节点检测是确保网络数据准确性和可靠性的关键步骤。基于图信号处理理论，该文提出了一种新的无线传感器网络异常节点检测定位算法。新算法首先对网络建立图信号模型，然后基于节点域-图频域联合分析的方法，实现异常节点的检测和定位。具体而言，第1步是利用高通图滤波器提取网络信号的高频分量。第2步首先将网络划分为多个子图，然后筛选出子图输出信号的特定频率分量。第3步对筛选出的子图信号进行阈值判断从而定位疑似异常的子图中心节点。最后通过比较各子图的节点集合和疑似异常节点集合，检测并定位出网络中...
2018, 40(10): 2365-2372.
doi: 10.11999/JEIT180016
摘要:
网络用户随时间变化的行为分析是近年来用户行为分析的热点，通常为了发现用户行为的特征需要对用户做聚类处理。针对用户时序数据的聚类问题，现有研究方法存在计算性能差，距离度量不准确的缺点，无法处理大规模数据。为了解决上述问题，该文提出基于对称KL距离的用户行为时序聚类方法。首先将时序数据转化为概率模型，从划分聚类的角度出发，在距离度量中引入KL距离，用以衡量不同用户间的时间分布差异。针对实网数据中数据规模大的特点，该方法在聚类的各个环节针对KL距离的特点做了优化，并证明了一种高效率的聚类质心求解办法。...
网络用户随时间变化的行为分析是近年来用户行为分析的热点，通常为了发现用户行为的特征需要对用户做聚类处理。针对用户时序数据的聚类问题，现有研究方法存在计算性能差，距离度量不准确的缺点，无法处理大规模数据。为了解决上述问题，该文提出基于对称KL距离的用户行为时序聚类方法。首先将时序数据转化为概率模型，从划分聚类的角度出发，在距离度量中引入KL距离，用以衡量不同用户间的时间分布差异。针对实网数据中数据规模大的特点，该方法在聚类的各个环节针对KL距离的特点做了优化，并证明了一种高效率的聚类质心求解办法。...
2018, 40(10): 2373-2380.
doi: 10.11999/JEIT171128
摘要:
目标跟踪易受光照、遮挡、尺度、背景及快速运动等因素的影响，还要求较高的实时性。目标跟踪中基于压缩感知的跟踪算法实时性好，但目标外观变化较大时跟踪效果不理想。该文基于压缩感知的框架提出多模型的实时压缩跟踪算法(MMCT)，采用压缩感知来降低跟踪过程产生的高维特征，保证实时性能；通过判断前两帧的分类器最大分类分数的差值来选择最合适的模型，提高了定位的准确性；提出新的模型更新策略，按照决策分类器的不同采用固定或动态的学习率，提高了分类精度。MMCT引入的多模型没有增加计算负担，表现出优异的实时性能。实...
目标跟踪易受光照、遮挡、尺度、背景及快速运动等因素的影响，还要求较高的实时性。目标跟踪中基于压缩感知的跟踪算法实时性好，但目标外观变化较大时跟踪效果不理想。该文基于压缩感知的框架提出多模型的实时压缩跟踪算法(MMCT)，采用压缩感知来降低跟踪过程产生的高维特征，保证实时性能；通过判断前两帧的分类器最大分类分数的差值来选择最合适的模型，提高了定位的准确性；提出新的模型更新策略，按照决策分类器的不同采用固定或动态的学习率，提高了分类精度。MMCT引入的多模型没有增加计算负担，表现出优异的实时性能。实...
2018, 40(10): 2381-2387.
doi: 10.11999/JEIT180184
摘要:
行人重识别的精确度主要取决于相似性度量方法和特征学习模型。现有的度量方法存在平移不变性的特点，会增加网络参数训练的难度。现有的几种特征学习模型只强调样本之间的绝对距离而忽略了正样本对和负样本对之间的相对距离，造成网络学习到的特征判别性不强。针对现有度量方法的缺点该文提出一种平移变化的距离度量方法，能够简化网络的优化并能高效度量图像之间的相似性。针对特征学习模型的不足，提出一种增大间隔的逻辑回归模型，模型通过增大正负样本对之间的相对距离，使得网络得到的特征判别性更强。实验中，在Market1501...
行人重识别的精确度主要取决于相似性度量方法和特征学习模型。现有的度量方法存在平移不变性的特点，会增加网络参数训练的难度。现有的几种特征学习模型只强调样本之间的绝对距离而忽略了正样本对和负样本对之间的相对距离，造成网络学习到的特征判别性不强。针对现有度量方法的缺点该文提出一种平移变化的距离度量方法，能够简化网络的优化并能高效度量图像之间的相似性。针对特征学习模型的不足，提出一种增大间隔的逻辑回归模型，模型通过增大正负样本对之间的相对距离，使得网络得到的特征判别性更强。实验中，在Market1501...
2018, 40(10): 2388-2394.
doi: 10.11999/JEIT171032
摘要:
雾天图像增强具有重要现实意义。由于现有的图像去雾算法在提升图像全局对比度的能力上存在不足，为此将暗通道先验去雾算法与直方图均衡化算法的各自优势进行整合，该文提出一种雾天图像增强新算法。首先，分别采用基于导向滤波的暗通道先验去雾算法和基于HSV色彩空间的直方图均衡化算法处理雾天图像；然后，基于修正的透射率图构造权值因子，将上述两种处理结果加权融合，得到输出图像。仿真实验结果表明，该算法比现有去雾算法具有更高的标准差、平均梯度与信息熵，具有更好的全局与局部对比度增强效果。算法运行时间主要依赖于图像去...
雾天图像增强具有重要现实意义。由于现有的图像去雾算法在提升图像全局对比度的能力上存在不足，为此将暗通道先验去雾算法与直方图均衡化算法的各自优势进行整合，该文提出一种雾天图像增强新算法。首先，分别采用基于导向滤波的暗通道先验去雾算法和基于HSV色彩空间的直方图均衡化算法处理雾天图像；然后，基于修正的透射率图构造权值因子，将上述两种处理结果加权融合，得到输出图像。仿真实验结果表明，该算法比现有去雾算法具有更高的标准差、平均梯度与信息熵，具有更好的全局与局部对比度增强效果。算法运行时间主要依赖于图像去...
2018, 40(10): 2395-2401.
doi: 10.11999/JEIT171116
摘要:
该文受人脑视觉感知机理启发，在深度学习框架下提出融合时空双网络流和视觉注意的行为识别方法。首先，采用由粗到细Lucas-Kanade估计法逐帧提取视频中人体运动的光流特征。然后，利用预训练模型微调的GoogLeNet神经网络分别逐层卷积并聚合给定时间窗口视频中外观图像和相应光流特征。接着，利用长短时记忆多层递归网络交叉感知即得含高层显著结构的时空流语义特征序列；解码时间窗口内互相依赖的隐状态；输出空间流视觉特征描述和视频窗口中每帧标签概率分布。其次，利用相对熵计算时间维每帧注意力置信度，并融合空...
该文受人脑视觉感知机理启发，在深度学习框架下提出融合时空双网络流和视觉注意的行为识别方法。首先，采用由粗到细Lucas-Kanade估计法逐帧提取视频中人体运动的光流特征。然后，利用预训练模型微调的GoogLeNet神经网络分别逐层卷积并聚合给定时间窗口视频中外观图像和相应光流特征。接着，利用长短时记忆多层递归网络交叉感知即得含高层显著结构的时空流语义特征序列；解码时间窗口内互相依赖的隐状态；输出空间流视觉特征描述和视频窗口中每帧标签概率分布。其次，利用相对熵计算时间维每帧注意力置信度，并融合空...
2018, 40(10): 2402-2407.
doi: 10.11999/JEIT171125
摘要:
q梯度是基于q微分的广义梯度。为了进一步提高仿射投影算法(APA)的滤波性能，该文基于最小均方误差准则将q梯度应用于APA进而产生一种新的q-APA，在高斯噪声环境下选择合适的q值可以取得理想的滤波性能。通过理论分析，提出了保证算法收敛的充分条件，并计算出表征滤波性能的稳态额外均方误差(EMSE)。除此之外，为了进一步提高算法的滤波性能，提出一个变q的APA(V-q-APA)。在高斯噪声环境下，将q-APA和V-q-APA应用于系统辨识中。仿真结果表明：与传统的APA和变q的最小化均方(V-q-...
q梯度是基于q微分的广义梯度。为了进一步提高仿射投影算法(APA)的滤波性能，该文基于最小均方误差准则将q梯度应用于APA进而产生一种新的q-APA，在高斯噪声环境下选择合适的q值可以取得理想的滤波性能。通过理论分析，提出了保证算法收敛的充分条件，并计算出表征滤波性能的稳态额外均方误差(EMSE)。除此之外，为了进一步提高算法的滤波性能，提出一个变q的APA(V-q-APA)。在高斯噪声环境下，将q-APA和V-q-APA应用于系统辨识中。仿真结果表明：与传统的APA和变q的最小化均方(V-q-...
2018, 40(10): 2408-2414.
doi: 10.11999/JEIT170813
摘要:
平滑l0范数(SL0)算法是一种基于近似l0范数的压缩感知信号重构算法，采用最速下降法和梯度投影原理，通过选择一个递减序列来逐步逼近最优解，具有匹配度高、计算量低、不需要已知信号稀疏度等优点。但是，其迭代方向为负梯度方向，使得在迭代过程中产生“锯齿现象”，导致在最优解附近收敛速度较慢。牛顿法具有较快的收敛速度，但是对初值的要求较高，并且需要计算Hesse矩阵。拟牛顿法则克服了这个缺点，利用BFGS公式计算Hesse矩阵的近似矩阵，只需要计算1阶导数信息。该文在SL0算法的基础上，结合BFGS拟牛...
平滑l0范数(SL0)算法是一种基于近似l0范数的压缩感知信号重构算法，采用最速下降法和梯度投影原理，通过选择一个递减序列来逐步逼近最优解，具有匹配度高、计算量低、不需要已知信号稀疏度等优点。但是，其迭代方向为负梯度方向，使得在迭代过程中产生“锯齿现象”，导致在最优解附近收敛速度较慢。牛顿法具有较快的收敛速度，但是对初值的要求较高，并且需要计算Hesse矩阵。拟牛顿法则克服了这个缺点，利用BFGS公式计算Hesse矩阵的近似矩阵，只需要计算1阶导数信息。该文在SL0算法的基础上，结合BFGS拟牛...
2018, 40(10): 2415-2422.
doi: 10.11999/JEIT180032
摘要:
针对近场源的定位及阵列幅相误差校正问题，该文提出一种基于均匀对称阵列利用辅助阵元矢量重构解耦合的幅相误差校正方法。通过重构虚拟阵列实现距离参数的分离，再通过对虚拟阵列导向矢量的变换实现方位和幅相误差之间的解耦合；最后通过对实阵列导向矢量的变换，实现距离与幅相误差的解耦合，从而实现对近场源的方位角、距离以及阵列的幅相误差系数的级联估计。仿真结果表明所提算法相比现有算法运算量小，方位及距离参数估计精确，幅相误差校正精度高。
针对近场源的定位及阵列幅相误差校正问题，该文提出一种基于均匀对称阵列利用辅助阵元矢量重构解耦合的幅相误差校正方法。通过重构虚拟阵列实现距离参数的分离，再通过对虚拟阵列导向矢量的变换实现方位和幅相误差之间的解耦合；最后通过对实阵列导向矢量的变换，实现距离与幅相误差的解耦合，从而实现对近场源的方位角、距离以及阵列的幅相误差系数的级联估计。仿真结果表明所提算法相比现有算法运算量小，方位及距离参数估计精确，幅相误差校正精度高。
2018, 40(10): 2423-2429.
doi: 10.11999/JEIT180022
摘要:
针对柔性拖曳阵转弯机动过程，在积累时间内阵形变化导致自适应波束形成性能下降的问题，该文提出一种基于时变阵形聚焦和降维处理的低复杂度鲁棒波束形成方法。首先，基于阵列Water-Pulley模型估计时变阵形，以基准阵形为参考采用预成导向方法对阵形进行聚焦，消除数据中阵形模型偏差；然后，以阵形聚焦后数据协方差矩阵的共轭梯度方向矢量构成降维矩阵，构造大孔径阵列降维鲁棒Capon波束形成器。仿真结果表明：所提方法能够提高转弯机动拖曳阵波束形成输出信号-干扰噪声比(SINR)。海试验证表明：该方法能够提高测...
针对柔性拖曳阵转弯机动过程，在积累时间内阵形变化导致自适应波束形成性能下降的问题，该文提出一种基于时变阵形聚焦和降维处理的低复杂度鲁棒波束形成方法。首先，基于阵列Water-Pulley模型估计时变阵形，以基准阵形为参考采用预成导向方法对阵形进行聚焦，消除数据中阵形模型偏差；然后，以阵形聚焦后数据协方差矩阵的共轭梯度方向矢量构成降维矩阵，构造大孔径阵列降维鲁棒Capon波束形成器。仿真结果表明：所提方法能够提高转弯机动拖曳阵波束形成输出信号-干扰噪声比(SINR)。海试验证表明：该方法能够提高测...
2018, 40(10): 2430-2437.
doi: 10.11999/JEIT170759
摘要:
针对单一信号处理或数据处理对压制-欺骗加性复合干扰抑制效果较差的问题，论文提出一种适用于脉冲压缩雷达的基于信号-数据联合处理的压制-距离欺骗复合干扰抑制算法。首先，通过分数阶傅里叶变换(FRFT)域窄带滤波以及LFM信号重构对消算法，实现信号层对压制干扰的抑制，并减小对真实目标的漏检概率；然后，利用噪声点迹空间相关性较差的特征，通过M/N逻辑法对噪声点迹进行剔除，并对目标点迹进行航迹起始；最后，根据距离假目标航迹角度量测误差方差较大的特点，通过 \begin{document}${\chi ^...
针对单一信号处理或数据处理对压制-欺骗加性复合干扰抑制效果较差的问题，论文提出一种适用于脉冲压缩雷达的基于信号-数据联合处理的压制-距离欺骗复合干扰抑制算法。首先，通过分数阶傅里叶变换(FRFT)域窄带滤波以及LFM信号重构对消算法，实现信号层对压制干扰的抑制，并减小对真实目标的漏检概率；然后，利用噪声点迹空间相关性较差的特征，通过M/N逻辑法对噪声点迹进行剔除，并对目标点迹进行航迹起始；最后，根据距离假目标航迹角度量测误差方差较大的特点，通过
2018, 40(10): 2438-2446.
doi: 10.11999/JEIT180109
摘要:
第3代北斗卫星导航系统中B1C频点信号将使用正交复用二进制偏移载波调制方式。为了增强北斗卫星导航接收机码跟踪环路的抗多径性能并且解决码跟踪中的模糊跟踪问题，该文针对正交复用二进制偏移载波调制信号QMBOC(6, 1, 4/33)提出一种双闸波码跟踪环路结构。根据理想的目标鉴相函数和二进制偏移载波调制信号自相关函数的特点分别设计出针对BOC(1, 1)和BOC(6, 1)信号的闸波，并在本地码跟踪环路中使用这两种不同的闸波分别与输入信号相关，最后将所得的两个相关函数进行加权合并以用于鉴相过程。计算...
第3代北斗卫星导航系统中B1C频点信号将使用正交复用二进制偏移载波调制方式。为了增强北斗卫星导航接收机码跟踪环路的抗多径性能并且解决码跟踪中的模糊跟踪问题，该文针对正交复用二进制偏移载波调制信号QMBOC(6, 1, 4/33)提出一种双闸波码跟踪环路结构。根据理想的目标鉴相函数和二进制偏移载波调制信号自相关函数的特点分别设计出针对BOC(1, 1)和BOC(6, 1)信号的闸波，并在本地码跟踪环路中使用这两种不同的闸波分别与输入信号相关，最后将所得的两个相关函数进行加权合并以用于鉴相过程。计算...
2018, 40(10): 2447-2452.
doi: 10.11999/JEIT180068
摘要:
针对空战机动决策时出现的“维数爆炸”问题，该文提出一种基于近似动态规划的群智能空战机动决策方法。首先建立无人机空气动力学模型和空战态势优势指标函数。其次，利用近似动态规划的思想，将空战过程按时间域划分为多个规划时域，在每个规划时域内，提出人工势场引导下的改进蚁狮优化算法快速逼近最优控制量，有效裁减搜索空间。通过与专家系统法进行仿真对比，表明所提方法解决高动态、实时性强的无人机机动决策问题的有效性和可行性。
针对空战机动决策时出现的“维数爆炸”问题，该文提出一种基于近似动态规划的群智能空战机动决策方法。首先建立无人机空气动力学模型和空战态势优势指标函数。其次，利用近似动态规划的思想，将空战过程按时间域划分为多个规划时域，在每个规划时域内，提出人工势场引导下的改进蚁狮优化算法快速逼近最优控制量，有效裁减搜索空间。通过与专家系统法进行仿真对比，表明所提方法解决高动态、实时性强的无人机机动决策问题的有效性和可行性。
2018, 40(10): 2453-2460.
doi: 10.11999/JEIT170876
摘要:
基于视觉物体识别的室内定位算法是一种新型的室内定位解决方案，算法通过物体检测、位置匹配、定位方程解算等步骤确定用户位置。然而，受到单目相机视域较小和物体检测算法精度较低的影响，根据检测物体测距信息而构成的定位方程存在严重的病态性，极大降低了算法的定位成功率和定位精度。因此，该文提出一种抗差岭估计定位解算算法，通过引入岭参数将无偏估计变为有偏估计，实现均方误差最小约束条件下的最优位置估计，并利用迭代选权降低了质量较差的观测量对定位精度的影响。实验结果表明，与OLS (Ordinary Least ...
基于视觉物体识别的室内定位算法是一种新型的室内定位解决方案，算法通过物体检测、位置匹配、定位方程解算等步骤确定用户位置。然而，受到单目相机视域较小和物体检测算法精度较低的影响，根据检测物体测距信息而构成的定位方程存在严重的病态性，极大降低了算法的定位成功率和定位精度。因此，该文提出一种抗差岭估计定位解算算法，通过引入岭参数将无偏估计变为有偏估计，实现均方误差最小约束条件下的最优位置估计，并利用迭代选权降低了质量较差的观测量对定位精度的影响。实验结果表明，与OLS (Ordinary Least ...
2018, 40(10): 2461-2469.
doi: 10.11999/JEIT180035
摘要:
相干变化检测(CCD)利用场景中变化区域的失相干特性进行检测，而场景中存在的体散射植被区域及低信噪比区域也呈现低相干特性，对待检测变化区域形成干扰。该文提出一种极化SAR CCD方法，首先利用变化前后SAR图像间的极化相干信息建立加权迹相干统计量，然后利用各个SAR图像内极化通道间的相干信息，通过建立混合GEV分布模型，采用改进EM算法求解各分量参数，建立体散射约束项，最后结合散射功率变化约束项构建极化CCD检验统计量。该方法可在不影响检测性能情况下排除干扰。该文采用变化前后的两幅L波段全极化S...
相干变化检测(CCD)利用场景中变化区域的失相干特性进行检测，而场景中存在的体散射植被区域及低信噪比区域也呈现低相干特性，对待检测变化区域形成干扰。该文提出一种极化SAR CCD方法，首先利用变化前后SAR图像间的极化相干信息建立加权迹相干统计量，然后利用各个SAR图像内极化通道间的相干信息，通过建立混合GEV分布模型，采用改进EM算法求解各分量参数，建立体散射约束项，最后结合散射功率变化约束项构建极化CCD检验统计量。该方法可在不影响检测性能情况下排除干扰。该文采用变化前后的两幅L波段全极化S...
2018, 40(10): 2470-2477.
doi: 10.11999/JEIT180049
摘要:
星载SAR大斜视聚束可以实现高分辨率宽覆盖成像和目标多方位信息获取，但斜视情况下大距离徙动会造成回波数据获取效率下降、波位选择困难等问题。变PRI技术可以跟踪聚束成像过程中目标斜距变化，提高数据获取效率、降低波位选择难度。该文对星载大斜视聚束SAR的变PRI工作机理进行了研究，提出了一种PRI变化序列迭代设计方法和波位选择策略，研究了样条插值和NUFFT两种非周期非均匀采样重建方法，并首次通过机载飞行试验对所提出的变PRI的SAR系统工作体制进行了验证。
星载SAR大斜视聚束可以实现高分辨率宽覆盖成像和目标多方位信息获取，但斜视情况下大距离徙动会造成回波数据获取效率下降、波位选择困难等问题。变PRI技术可以跟踪聚束成像过程中目标斜距变化，提高数据获取效率、降低波位选择难度。该文对星载大斜视聚束SAR的变PRI工作机理进行了研究，提出了一种PRI变化序列迭代设计方法和波位选择策略，研究了样条插值和NUFFT两种非周期非均匀采样重建方法，并首次通过机载飞行试验对所提出的变PRI的SAR系统工作体制进行了验证。
2018, 40(10): 2478-2483.
doi: 10.11999/JEIT180055
摘要:
高光谱遥感图像具有丰富的光谱信息，数据量大。为了能够有效地利用高光谱图像数据，促进高光谱遥感技术的发展，该文提出一种基于自适应波段聚类主成分分析(PCA)与反向传播(BP)神经网络相结合的高光谱图像压缩算法。算法利用近邻传播(AP)聚类算法对波段进行自适应聚类，对聚类后的各个分组分别进行PCA运算，最后利用BP神经网络对所有主成分进行编码压缩。该文的创新点在于BP神经网络压缩图像时，在训练步骤过程中，误差反向传播是用原图与输出作差值，再反向调整各层的权值、阈值。对高光谱图像进行波段聚类，不仅能够...
高光谱遥感图像具有丰富的光谱信息，数据量大。为了能够有效地利用高光谱图像数据，促进高光谱遥感技术的发展，该文提出一种基于自适应波段聚类主成分分析(PCA)与反向传播(BP)神经网络相结合的高光谱图像压缩算法。算法利用近邻传播(AP)聚类算法对波段进行自适应聚类，对聚类后的各个分组分别进行PCA运算，最后利用BP神经网络对所有主成分进行编码压缩。该文的创新点在于BP神经网络压缩图像时，在训练步骤过程中，误差反向传播是用原图与输出作差值，再反向调整各层的权值、阈值。对高光谱图像进行波段聚类，不仅能够...
2018, 40(10): 2484-2490.
doi: 10.11999/JEIT180081
摘要:
针对双基地角使双基地ISAR(B-ISAR) 1维距离成像分辨率下降的问题，该文提出基于多量测向量(MMV)模型的复数近似消息传递(MCAMP)的B-ISAR 1维距离成像分辨率增强算法。首先，建立距离联合稀疏模型。然后，通过向量化处理将联合稀疏问题转换为块稀疏复数基追踪去噪问题，利用Kronecker积提出MCAMP算法进行求解，以得到不受双基地角影响的1维距离像。最后，通过快速傅里叶变换(FFT)代替矩阵与矩阵相乘进一步减少了计算复杂度，进而提高了算法的实现效率。仿真成像结果验证了所提方法在...
针对双基地角使双基地ISAR(B-ISAR) 1维距离成像分辨率下降的问题，该文提出基于多量测向量(MMV)模型的复数近似消息传递(MCAMP)的B-ISAR 1维距离成像分辨率增强算法。首先，建立距离联合稀疏模型。然后，通过向量化处理将联合稀疏问题转换为块稀疏复数基追踪去噪问题，利用Kronecker积提出MCAMP算法进行求解，以得到不受双基地角影响的1维距离像。最后，通过快速傅里叶变换(FFT)代替矩阵与矩阵相乘进一步减少了计算复杂度，进而提高了算法的实现效率。仿真成像结果验证了所提方法在...
2018, 40(10): 2491-2497.
doi: 10.11999/JEIT171174
摘要:
针对目标个数未知时双基地MIMO雷达角度跟踪问题，该文提出一种基于改进自适应非对称联合对角化(AAJD)的目标个数与角度联合跟踪算法。AAJD算法中无法得到特征值变量，因此改进AAJD算法引入主成分顺序估计思想，循环求出特征值，然后运用改进信息论准则估计出目标个数。其次提出目标个数防抖动算法，提高了稳健性。最后改进了ESPRIT算法，完成了目标参数的自动配对和关联。仿真结果表明改进AAJD算法能够成功跟踪目标个数和角度，验证了理论分析的有效性。
针对目标个数未知时双基地MIMO雷达角度跟踪问题，该文提出一种基于改进自适应非对称联合对角化(AAJD)的目标个数与角度联合跟踪算法。AAJD算法中无法得到特征值变量，因此改进AAJD算法引入主成分顺序估计思想，循环求出特征值，然后运用改进信息论准则估计出目标个数。其次提出目标个数防抖动算法，提高了稳健性。最后改进了ESPRIT算法，完成了目标参数的自动配对和关联。仿真结果表明改进AAJD算法能够成功跟踪目标个数和角度，验证了理论分析的有效性。
2018, 40(10): 2498-2505.
doi: 10.11999/JEIT180019
摘要:
针对基于LTE信号的外辐射源雷达，首先根据LTE信号结构分析了其模糊函数的特性，解释了不同类型副峰的产生机理。然后，针对对探测性能有影响的两类副峰，提出相应的抑制算法：对于循环前缀副峰，提出数据非连续分块的快速互模糊算法；对于频谱不连续产生的副峰，提出频带合成和频域加窗的抑制算法。最终通过两种抑制算法的综合处理，得到LTE信号图钉状的模糊函数。该文工作为基于LTE信号的外辐射源雷达副峰抑制提供了新的方法。
针对基于LTE信号的外辐射源雷达，首先根据LTE信号结构分析了其模糊函数的特性，解释了不同类型副峰的产生机理。然后，针对对探测性能有影响的两类副峰，提出相应的抑制算法：对于循环前缀副峰，提出数据非连续分块的快速互模糊算法；对于频谱不连续产生的副峰，提出频带合成和频域加窗的抑制算法。最终通过两种抑制算法的综合处理，得到LTE信号图钉状的模糊函数。该文工作为基于LTE信号的外辐射源雷达副峰抑制提供了新的方法。
2018, 40(10): 2506-2512.
doi: 10.11999/JEIT180031
摘要:
针对强杂波环境下近距慢速运动目标检测问题，该文提出一种基于相位编码及子空间投影的杂波抑制方法。主要对周期探测信号调制Chirp相位编码，通过回波慢时间维解码使杂波近似白化，降低杂波与目标回波相关性，再依据白化后杂波及有用信号成分自相关性差异分离出信号和杂波干扰子空间；最后将接收信号投影至正交于杂波子空间的信号子空间来抑制杂波。由于该方法中杂波空间的构建不需要假设杂波模型，避免了模型假设与实际环境不匹配的问题。仿真结果和实测数据处理结果证明该方法在低信杂比条件下性能明显优于传统方法。
针对强杂波环境下近距慢速运动目标检测问题，该文提出一种基于相位编码及子空间投影的杂波抑制方法。主要对周期探测信号调制Chirp相位编码，通过回波慢时间维解码使杂波近似白化，降低杂波与目标回波相关性，再依据白化后杂波及有用信号成分自相关性差异分离出信号和杂波干扰子空间；最后将接收信号投影至正交于杂波子空间的信号子空间来抑制杂波。由于该方法中杂波空间的构建不需要假设杂波模型，避免了模型假设与实际环境不匹配的问题。仿真结果和实测数据处理结果证明该方法在低信杂比条件下性能明显优于传统方法。
2018, 40(10): 2513-2520.
doi: 10.11999/JEIT180181
摘要:
航空公司外航服务人员排班旨在优化员工排班方案以满足外航航班的人员资质需求，并最小化员工总工作时长和兼顾工作时间均衡，其本质是一个面向多任务类型、员工层次资质、白夜班轮换等约束的人员排班问题。现有算法未考虑白夜班轮换强制性约束，制约了它们的应用。为此，该文提出基于Block Gibbs的航空公司外航服务人员排班算法。算法首先设计了数据拷贝技巧以快速建模具有白夜晚班约束的排班问题，然后提出基于Block Gibbs的多员工有放回抽样优化策略。理论分析表明该文算法与基准算法具有同规模的计算复杂度，但却...
航空公司外航服务人员排班旨在优化员工排班方案以满足外航航班的人员资质需求，并最小化员工总工作时长和兼顾工作时间均衡，其本质是一个面向多任务类型、员工层次资质、白夜班轮换等约束的人员排班问题。现有算法未考虑白夜班轮换强制性约束，制约了它们的应用。为此，该文提出基于Block Gibbs的航空公司外航服务人员排班算法。算法首先设计了数据拷贝技巧以快速建模具有白夜晚班约束的排班问题，然后提出基于Block Gibbs的多员工有放回抽样优化策略。理论分析表明该文算法与基准算法具有同规模的计算复杂度，但却...
2018, 40(10): 2521-2528.
doi: 10.11999/JEIT180215
摘要:
针对异构计算系统任务调度过程中通信冲突以及算法运行时间的问题，该文提出一种基于双仲裁机制和田口正交法的猫群优化任务调度算法。首先利用双仲裁机制对任务资源进行管理，动态判决任务的分配，有效避免通信冲突，再将田口正交法应用到猫群优化过程的跟踪模式中，降低算法运行时间，提高解的质量。实验结果表明，该算法运行速度明显高于其他算法至少约10%，算法在处理大量任务时的并行化效果最优，在异构环境中也体现出其相当大的优势。
针对异构计算系统任务调度过程中通信冲突以及算法运行时间的问题，该文提出一种基于双仲裁机制和田口正交法的猫群优化任务调度算法。首先利用双仲裁机制对任务资源进行管理，动态判决任务的分配，有效避免通信冲突，再将田口正交法应用到猫群优化过程的跟踪模式中，降低算法运行时间，提高解的质量。实验结果表明，该算法运行速度明显高于其他算法至少约10%，算法在处理大量任务时的并行化效果最优，在异构环境中也体现出其相当大的优势。
2018, 40(10): 2529-2534.
doi: 10.11999/JEIT171020
摘要:
针对分段线性地形变换模型运算量较大的问题，该文提出基于双层网格的计算方法，实现了海上大尺度区域复杂电磁环境下电磁波传播特性快速精准的求解。在对宽角抛物方程模型和分段线性地形变换模型的分步傅里叶积分算法研究的基础上，将电磁场计算空间分为上下两层，通过降低计算高度和优化步长的方法，在保证计算精度的同时显著提高了运算效率。通过仿真，在光滑海面和粗糙海面两种条件下对双层网格模型的计算结果与原有模型进行比较，结果表明，所提方法计算误差较小，在粗糙海面条件下运算时间缩短到原模型的1/10。
针对分段线性地形变换模型运算量较大的问题，该文提出基于双层网格的计算方法，实现了海上大尺度区域复杂电磁环境下电磁波传播特性快速精准的求解。在对宽角抛物方程模型和分段线性地形变换模型的分步傅里叶积分算法研究的基础上，将电磁场计算空间分为上下两层，通过降低计算高度和优化步长的方法，在保证计算精度的同时显著提高了运算效率。通过仿真，在光滑海面和粗糙海面两种条件下对双层网格模型的计算结果与原有模型进行比较，结果表明，所提方法计算误差较小，在粗糙海面条件下运算时间缩短到原模型的1/10。
2018, 40(10): 2535-2540.
doi: 10.11999/JEIT171000
摘要:
覆膜对浸渍扩散热阴极表面电子发射的影响一直是热阴极研究领域的重点课题。该文采用最新研制的深紫外激光光发射电子显微镜/热发射电子显微镜(DUV-PEEM/TEEM)，对一半覆膜、另一半未覆膜的浸渍扩散阴极试样作了1150 ℃×2 h激活，并对其表面微区的热电子发射像及其随温度的变化作了比较。结果发现，两种阴极的热电子发射均主要位于孔隙及其邻近颗粒边缘；随温度升高，未覆膜阴极发射主要集中于孔隙内及周边有限区域内，发射面积增量较小，覆膜则使阴极有效发射区域得以由孔隙及其边缘向距孔隙更远的区域延伸，发射...
覆膜对浸渍扩散热阴极表面电子发射的影响一直是热阴极研究领域的重点课题。该文采用最新研制的深紫外激光光发射电子显微镜/热发射电子显微镜(DUV-PEEM/TEEM)，对一半覆膜、另一半未覆膜的浸渍扩散阴极试样作了1150 ℃×2 h激活，并对其表面微区的热电子发射像及其随温度的变化作了比较。结果发现，两种阴极的热电子发射均主要位于孔隙及其邻近颗粒边缘；随温度升高，未覆膜阴极发射主要集中于孔隙内及周边有限区域内，发射面积增量较小，覆膜则使阴极有效发射区域得以由孔隙及其边缘向距孔隙更远的区域延伸，发射...
