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2015年 第37卷 第10期
2015, 37(10): 2287-2293.
doi: 10.11999/JEIT150244
摘要:
多通道SAR具有高度向分辨能力，能夠?qū)崿F(xiàn)疊掩場景的3維重建，但是由于其基線長度有限，利用現(xiàn)有方法進行重建所得高程定位精度往往較差，而且由于疊掩區(qū)域散射系數(shù)起伏較大，重建結(jié)果中存在較多的漏檢。針對以上問題，該文提出一種基于地形駐點分割的多通道SAR 3維重建方法，首先通過層析獲得場景3維分布的草圖，之后通過地形駐點定位及以地形駐點為門限的分割得到不疊掩的數(shù)據(jù)，最后利用干涉信號處理實現(xiàn)場景的3維重建。該方法結(jié)合了多通道SAR的高度向分辨能力和干涉信號處理的高精度，能夠更加穩(wěn)定、精確地實現(xiàn)疊掩場景的3維重建，基于實際場景縮比模型的仿真實驗結(jié)果驗證了該文算法的有效性。
多通道SAR具有高度向分辨能力，能夠?qū)崿F(xiàn)疊掩場景的3維重建，但是由于其基線長度有限，利用現(xiàn)有方法進行重建所得高程定位精度往往較差，而且由于疊掩區(qū)域散射系數(shù)起伏較大，重建結(jié)果中存在較多的漏檢。針對以上問題，該文提出一種基于地形駐點分割的多通道SAR 3維重建方法，首先通過層析獲得場景3維分布的草圖，之后通過地形駐點定位及以地形駐點為門限的分割得到不疊掩的數(shù)據(jù)，最后利用干涉信號處理實現(xiàn)場景的3維重建。該方法結(jié)合了多通道SAR的高度向分辨能力和干涉信號處理的高精度，能夠更加穩(wěn)定、精確地實現(xiàn)疊掩場景的3維重建，基于實際場景縮比模型的仿真實驗結(jié)果驗證了該文算法的有效性。
2015, 37(10): 2294-2299.
doi: 10.11999/JEIT141576
摘要:
傳統(tǒng)的基于菲涅爾數(shù)值積分的前向散射陰影逆合成孔徑雷達(SISAR)成像計算復雜且運算量較大。為提高運算速度，該文對SISAR快速成像方法進行了研究。首先提出一種基于快速傅里葉變換(FFT)的SISAR快速成像方法，并給出了FFT引入相位誤差的補償公式；隨后通過對運動補償后信號頻譜進行分析給出了SISAR成像的采樣準則，其指出成像所需的信號采樣率可以遠小于奈奎斯特采樣率。仿真結(jié)果表明，利用FFT和低采樣率的快速成像方法可以在精確成像的基礎(chǔ)上大大降低運算量，具有實際工程意義。
傳統(tǒng)的基于菲涅爾數(shù)值積分的前向散射陰影逆合成孔徑雷達(SISAR)成像計算復雜且運算量較大。為提高運算速度，該文對SISAR快速成像方法進行了研究。首先提出一種基于快速傅里葉變換(FFT)的SISAR快速成像方法，并給出了FFT引入相位誤差的補償公式；隨后通過對運動補償后信號頻譜進行分析給出了SISAR成像的采樣準則，其指出成像所需的信號采樣率可以遠小于奈奎斯特采樣率。仿真結(jié)果表明，利用FFT和低采樣率的快速成像方法可以在精確成像的基礎(chǔ)上大大降低運算量，具有實際工程意義。
2015, 37(10): 2300-2306.
doi: 10.11999/JEIT141631
摘要:
針對常規(guī)自適應脈沖壓縮方法在目標散射點與采樣中心失配時旁瓣抑制性能下降的問題，該文提出一種基于迭代線性約束最小方差(RLCMV)的自適應脈沖壓縮方法。該方法首先將自適應波束形成器算法引入到自適應脈沖壓縮濾波器設計中。其次對目標及干擾單元進行線性約束，并用對角加載技術(shù)避免矩陣出現(xiàn)病態(tài)。最后構(gòu)造了迭代運算方法，依次抑制不同大小目標的距離旁瓣。仿真結(jié)果表明，該算法可以有效抑制散射點隨機分布目標的距離旁瓣，對散射點與采樣中心失配情況具有較好的穩(wěn)健性，在多目標及距離擴展目標場景中達到較好的旁瓣抑制性能，并在一定程度上提高了多普勒容性。
針對常規(guī)自適應脈沖壓縮方法在目標散射點與采樣中心失配時旁瓣抑制性能下降的問題，該文提出一種基于迭代線性約束最小方差(RLCMV)的自適應脈沖壓縮方法。該方法首先將自適應波束形成器算法引入到自適應脈沖壓縮濾波器設計中。其次對目標及干擾單元進行線性約束，并用對角加載技術(shù)避免矩陣出現(xiàn)病態(tài)。最后構(gòu)造了迭代運算方法，依次抑制不同大小目標的距離旁瓣。仿真結(jié)果表明，該算法可以有效抑制散射點隨機分布目標的距離旁瓣，對散射點與采樣中心失配情況具有較好的穩(wěn)健性，在多目標及距離擴展目標場景中達到較好的旁瓣抑制性能，并在一定程度上提高了多普勒容性。
2015, 37(10): 2307-2313.
doi: 10.11999/JEIT141591
摘要:
傳統(tǒng)的高分辨距離像(HRRP)統(tǒng)計識別方法大部分只使用雷達目標高分辨回波的幅值信息且需要大量的訓練樣本保證統(tǒng)計模型參數(shù)學習的精度。為了充分利用高分辨回波的相位信息，在雷達采樣率有限、訓練樣本數(shù)不足的條件下保證統(tǒng)計識別的性能，該文提出一種多任務學習(MTL)復數(shù)因子分析(CFA)模型，將數(shù)據(jù)描述推廣到復數(shù)域，將每個方位幀訓練樣本的統(tǒng)計建模視為單一的學習任務，各學習任務共享加載矩陣，利用貝塔伯努利(Beta-Bernoulli)稀疏先驗自適應地選擇各任務需要的因子，完成多任務的共同學習?；趯崪y數(shù)據(jù)的識別實驗顯示，與傳統(tǒng)的單任務學習(STL)因子分析模型相比，該文提出的多任務因子分析模型具有更低的模型復雜度且在小樣本條件下可以顯著提高識別性能。
傳統(tǒng)的高分辨距離像(HRRP)統(tǒng)計識別方法大部分只使用雷達目標高分辨回波的幅值信息且需要大量的訓練樣本保證統(tǒng)計模型參數(shù)學習的精度。為了充分利用高分辨回波的相位信息，在雷達采樣率有限、訓練樣本數(shù)不足的條件下保證統(tǒng)計識別的性能，該文提出一種多任務學習(MTL)復數(shù)因子分析(CFA)模型，將數(shù)據(jù)描述推廣到復數(shù)域，將每個方位幀訓練樣本的統(tǒng)計建模視為單一的學習任務，各學習任務共享加載矩陣，利用貝塔伯努利(Beta-Bernoulli)稀疏先驗自適應地選擇各任務需要的因子，完成多任務的共同學習?；趯崪y數(shù)據(jù)的識別實驗顯示，與傳統(tǒng)的單任務學習(STL)因子分析模型相比，該文提出的多任務因子分析模型具有更低的模型復雜度且在小樣本條件下可以顯著提高識別性能。
2015, 37(10): 2314-2320.
doi: 10.11999/JEIT150159
摘要:
該文針對傳統(tǒng)雙基地MIMO雷達發(fā)射功率在空間發(fā)散的問題，提出一種雙基地MIMO雷達發(fā)射功率聚焦方法。首先，建立了雙基地MIMO雷達發(fā)射功率聚焦的優(yōu)化模型，其優(yōu)化準則為：在感興趣空域內(nèi)嚴格約束優(yōu)化波束與期望波束的最大誤差小于給定門限的前提下，最小化發(fā)射方向圖的峰值旁瓣功率。同時，構(gòu)造特殊發(fā)射端波束矩陣，不僅能使等效發(fā)射/接收導向矢量具有旋轉(zhuǎn)不變性，并且簡化了原優(yōu)化模型，以便采用二階錐規(guī)劃理論進行快速求解；其次，利用改進平行因子算法對空間目標的收發(fā)角度進行估計，結(jié)合發(fā)射/接收導向矢量的旋轉(zhuǎn)不變性對平行因子內(nèi)部最小二乘算法的初始迭代點進行了改進，有效地減小了算法的迭代步數(shù)；再次，推導了雙基地MIMO雷達發(fā)射功率聚焦下多目標角度估計的克拉美羅界(CRB)，進一步說明了所提方法的優(yōu)越性。最后，仿真驗證了理論分析的有效性。
該文針對傳統(tǒng)雙基地MIMO雷達發(fā)射功率在空間發(fā)散的問題，提出一種雙基地MIMO雷達發(fā)射功率聚焦方法。首先，建立了雙基地MIMO雷達發(fā)射功率聚焦的優(yōu)化模型，其優(yōu)化準則為：在感興趣空域內(nèi)嚴格約束優(yōu)化波束與期望波束的最大誤差小于給定門限的前提下，最小化發(fā)射方向圖的峰值旁瓣功率。同時，構(gòu)造特殊發(fā)射端波束矩陣，不僅能使等效發(fā)射/接收導向矢量具有旋轉(zhuǎn)不變性，并且簡化了原優(yōu)化模型，以便采用二階錐規(guī)劃理論進行快速求解；其次，利用改進平行因子算法對空間目標的收發(fā)角度進行估計，結(jié)合發(fā)射/接收導向矢量的旋轉(zhuǎn)不變性對平行因子內(nèi)部最小二乘算法的初始迭代點進行了改進，有效地減小了算法的迭代步數(shù)；再次，推導了雙基地MIMO雷達發(fā)射功率聚焦下多目標角度估計的克拉美羅界(CRB)，進一步說明了所提方法的優(yōu)越性。最后，仿真驗證了理論分析的有效性。
2015, 37(10): 2321-2327.
doi: 10.11999/JEIT150187
摘要:
針對機載預警雷達運動目標存在距離模糊的問題，該文提出一種基于頻率分集陣列體制的空時自適應處理(STAP)距離模糊雜波抑制方法。該方法利用頻率分集引入的距離維可控自由度，將距離模糊數(shù)反映到信號的導向矢量中，通過將不同距離模糊區(qū)域的雜波和目標信號在空間頻率域?qū)崿F(xiàn)分離，并在不同的距離模糊區(qū)實現(xiàn)雜波抑制。該方法僅在一個脈沖重復頻率下即可實現(xiàn)運動目標檢測和距離解模糊，大大提高了機載雷達系統(tǒng)的性能。仿真實驗驗證了該文方法的有效性。
針對機載預警雷達運動目標存在距離模糊的問題，該文提出一種基于頻率分集陣列體制的空時自適應處理(STAP)距離模糊雜波抑制方法。該方法利用頻率分集引入的距離維可控自由度，將距離模糊數(shù)反映到信號的導向矢量中，通過將不同距離模糊區(qū)域的雜波和目標信號在空間頻率域?qū)崿F(xiàn)分離，并在不同的距離模糊區(qū)實現(xiàn)雜波抑制。該方法僅在一個脈沖重復頻率下即可實現(xiàn)運動目標檢測和距離解模糊，大大提高了機載雷達系統(tǒng)的性能。仿真實驗驗證了該文方法的有效性。
2015, 37(10): 2328-2334.
doi: 10.11999/JEIT150153
摘要:
針對機載單通道雷達前視分辨率不高的問題，該文提出一種基于多幀數(shù)據(jù)聯(lián)合處理的貝葉斯前視成像方法。該文首先建立高斯背景下的前視回波信號模型，然后將散射場景的處理空間由單幀波束域的低維空間擴展到多幀波束域聯(lián)合而成的高維空間以增加其空域稀疏性，并對散射場景的稀疏性進行統(tǒng)計建模。最后基于貝葉斯理論，將前視條件下的雷達成像轉(zhuǎn)化為貝葉斯準則下的優(yōu)化問題，并通過共軛梯度算法進行優(yōu)化求解。在優(yōu)化求解時，稀疏統(tǒng)計參數(shù)從數(shù)據(jù)迭代過程中估計得到。仿真結(jié)果和實測數(shù)據(jù)表明該方法不僅可以對前視場景進行高分辨成像，還可以抑制虛假散射點。
針對機載單通道雷達前視分辨率不高的問題，該文提出一種基于多幀數(shù)據(jù)聯(lián)合處理的貝葉斯前視成像方法。該文首先建立高斯背景下的前視回波信號模型，然后將散射場景的處理空間由單幀波束域的低維空間擴展到多幀波束域聯(lián)合而成的高維空間以增加其空域稀疏性，并對散射場景的稀疏性進行統(tǒng)計建模。最后基于貝葉斯理論，將前視條件下的雷達成像轉(zhuǎn)化為貝葉斯準則下的優(yōu)化問題，并通過共軛梯度算法進行優(yōu)化求解。在優(yōu)化求解時，稀疏統(tǒng)計參數(shù)從數(shù)據(jù)迭代過程中估計得到。仿真結(jié)果和實測數(shù)據(jù)表明該方法不僅可以對前視場景進行高分辨成像，還可以抑制虛假散射點。
2015, 37(10): 2335-2341.
doi: 10.11999/JEIT150272
摘要:
相變圖是稀疏微波成像雷達性能評估的一種重要方式，它可以準確刻畫出雷達成像性能隨稀疏度、采樣比和信噪比3個參數(shù)的變化趨勢，給出不同參數(shù)組合下場景準確重建的概率值。稀疏微波成像變化檢測中，由于場景的變化相對于整個觀測區(qū)域是稀疏的，利用分布式壓縮感知方法可以在采樣比組合滿足一定條件下準確提取場景變化量。該文在場景稀疏度和信噪比不變的情況下，研究前后觀測數(shù)據(jù)的采樣比對變化檢測結(jié)果的影響，繪制稀疏微波成像變化檢測相變圖，并利用相變圖分析變化檢測結(jié)果隨前后兩次觀測的采樣比參數(shù)的變化趨勢，確定可以實現(xiàn)準確重建的采樣比參數(shù)組合范圍。最后通過仿真和實驗驗證相變圖用于分析稀疏微波成像變化檢測結(jié)果的可行性和有效性，為實際稀疏微波成像系統(tǒng)降低數(shù)據(jù)采集量和系統(tǒng)設計復雜度提供依據(jù)。
相變圖是稀疏微波成像雷達性能評估的一種重要方式，它可以準確刻畫出雷達成像性能隨稀疏度、采樣比和信噪比3個參數(shù)的變化趨勢，給出不同參數(shù)組合下場景準確重建的概率值。稀疏微波成像變化檢測中，由于場景的變化相對于整個觀測區(qū)域是稀疏的，利用分布式壓縮感知方法可以在采樣比組合滿足一定條件下準確提取場景變化量。該文在場景稀疏度和信噪比不變的情況下，研究前后觀測數(shù)據(jù)的采樣比對變化檢測結(jié)果的影響，繪制稀疏微波成像變化檢測相變圖，并利用相變圖分析變化檢測結(jié)果隨前后兩次觀測的采樣比參數(shù)的變化趨勢，確定可以實現(xiàn)準確重建的采樣比參數(shù)組合范圍。最后通過仿真和實驗驗證相變圖用于分析稀疏微波成像變化檢測結(jié)果的可行性和有效性，為實際稀疏微波成像系統(tǒng)降低數(shù)據(jù)采集量和系統(tǒng)設計復雜度提供依據(jù)。
2015, 37(10): 2342-2348.
doi: 10.11999/JEIT141577
摘要:
近岸海域鹽度衛(wèi)星微波遙感精度受射頻干擾(RFI)嚴重影響，針對近岸海域檢測RFI源并分析其影響特性對后續(xù)開展射頻干擾抑制研究具有重要意義。該文基于SMOS衛(wèi)星傳感器MIRAS獨特的全極化特性，以中國海域沿岸陸地為研究區(qū)域，通過合成第3、第4 Stokes參數(shù)來表征RFI源的輻射強度，生成了RFI源分布圖并分析了其影響范圍。研究結(jié)果表明，影響中國海域的RFI源主要分布于中國沿海陸地區(qū)域，渤、黃海全部、東海的西部及南海的北部受RFI污染嚴重，衛(wèi)星降軌數(shù)據(jù)和升軌數(shù)據(jù)受RFI影響具有很大的差異性。RFI源主要可能是微波發(fā)射站，表現(xiàn)為點狀射線源，受天線輻射旁瓣的影響，會導致其周圍數(shù)百公里區(qū)域衛(wèi)星數(shù)據(jù)污染，并且由于受RFI源輻射衰減和天線輻射方向圖各異等因素的影響，導致其對衛(wèi)星的影響極其復雜，抑制其影響也具有一定的挑戰(zhàn)性。
近岸海域鹽度衛(wèi)星微波遙感精度受射頻干擾(RFI)嚴重影響，針對近岸海域檢測RFI源并分析其影響特性對后續(xù)開展射頻干擾抑制研究具有重要意義。該文基于SMOS衛(wèi)星傳感器MIRAS獨特的全極化特性，以中國海域沿岸陸地為研究區(qū)域，通過合成第3、第4 Stokes參數(shù)來表征RFI源的輻射強度，生成了RFI源分布圖并分析了其影響范圍。研究結(jié)果表明，影響中國海域的RFI源主要分布于中國沿海陸地區(qū)域，渤、黃海全部、東海的西部及南海的北部受RFI污染嚴重，衛(wèi)星降軌數(shù)據(jù)和升軌數(shù)據(jù)受RFI影響具有很大的差異性。RFI源主要可能是微波發(fā)射站，表現(xiàn)為點狀射線源，受天線輻射旁瓣的影響，會導致其周圍數(shù)百公里區(qū)域衛(wèi)星數(shù)據(jù)污染，并且由于受RFI源輻射衰減和天線輻射方向圖各異等因素的影響，導致其對衛(wèi)星的影響極其復雜，抑制其影響也具有一定的挑戰(zhàn)性。
2015, 37(10): 2349-2355.
doi: 10.11999/JEIT150200
摘要:
為了證明反加窗算法是一種完全重構(gòu)算法，將完全不同的反加窗算法和重疊加窗算法合并為相同的信噪比數(shù)學模型，分析了反加窗算法；通過建立等效模型，用信號重構(gòu)理論推導出等效模型的信噪比損失，證明了反加窗算法是一種完全重構(gòu)算法，提出了反加窗算法只有在信號不完全重構(gòu)的條件下才需要使用的觀點。在直接序列擴頻系統(tǒng)中，通過對布萊克曼窗和漢寧窗的對比，在窄帶噪聲干擾下仿真誤碼率，證明了該文結(jié)論的正確性，并提出了干擾抑制方案。
為了證明反加窗算法是一種完全重構(gòu)算法，將完全不同的反加窗算法和重疊加窗算法合并為相同的信噪比數(shù)學模型，分析了反加窗算法；通過建立等效模型，用信號重構(gòu)理論推導出等效模型的信噪比損失，證明了反加窗算法是一種完全重構(gòu)算法，提出了反加窗算法只有在信號不完全重構(gòu)的條件下才需要使用的觀點。在直接序列擴頻系統(tǒng)中，通過對布萊克曼窗和漢寧窗的對比，在窄帶噪聲干擾下仿真誤碼率，證明了該文結(jié)論的正確性，并提出了干擾抑制方案。
2015, 37(10): 2356-2362.
doi: 10.11999/JEIT150328
摘要:
針對X射線脈沖星導航(XPNAV)系統(tǒng)的選星問題，該文研究了脈沖星可見性、品質(zhì)因子及空間分布對脈沖星優(yōu)選的影響。分別建立了第三體陰影遮擋，X射線干擾源影響以及X射線探測器視場角限制造成脈沖星不可見的約束方程；分析了基于克拉美羅界的脈沖星品質(zhì)因子評價公式；提出了脈沖星組合加權(quán)幾何精度因子(WDOP)的計算方法，并證明了加權(quán)幾何精度因子值隨著脈沖星觀測數(shù)量的增加而減小。最后設計了一種基于查表法的脈沖星選星方法。仿真結(jié)果表明，設計的脈沖星選星方法可以有效地從適合導航的脈沖星中優(yōu)選出最佳脈沖星組合。
針對X射線脈沖星導航(XPNAV)系統(tǒng)的選星問題，該文研究了脈沖星可見性、品質(zhì)因子及空間分布對脈沖星優(yōu)選的影響。分別建立了第三體陰影遮擋，X射線干擾源影響以及X射線探測器視場角限制造成脈沖星不可見的約束方程；分析了基于克拉美羅界的脈沖星品質(zhì)因子評價公式；提出了脈沖星組合加權(quán)幾何精度因子(WDOP)的計算方法，并證明了加權(quán)幾何精度因子值隨著脈沖星觀測數(shù)量的增加而減小。最后設計了一種基于查表法的脈沖星選星方法。仿真結(jié)果表明，設計的脈沖星選星方法可以有效地從適合導航的脈沖星中優(yōu)選出最佳脈沖星組合。
2015, 37(10): 2363-2368.
doi: 10.11999/JEIT141480
摘要:
多站電子偵察系統(tǒng)中，多個觀測站接收到的脈沖信號的時差信息可用于信號分選和定位。但當多個參數(shù)相近的同類輻射源信號在時域和頻域都混疊在一起時，會得到大量虛假時差信息。該文結(jié)合目標位置信息場定位法，提出基于時差的同類輻射源信號分選定位方法。該方法首先利用時差窗先驗信息，將主站與副站的脈沖進行時差和參數(shù)匹配提取同類輻射源的時差信息，然后對得到的所有時差利用目標位置信息場定位法確定目標數(shù)目和位置，最后利用定位結(jié)果確定真實時差，剔除虛假時差，完成信號分選和目標精確定位。仿真實驗驗證了該方法的有效性和實用性。
多站電子偵察系統(tǒng)中，多個觀測站接收到的脈沖信號的時差信息可用于信號分選和定位。但當多個參數(shù)相近的同類輻射源信號在時域和頻域都混疊在一起時，會得到大量虛假時差信息。該文結(jié)合目標位置信息場定位法，提出基于時差的同類輻射源信號分選定位方法。該方法首先利用時差窗先驗信息，將主站與副站的脈沖進行時差和參數(shù)匹配提取同類輻射源的時差信息，然后對得到的所有時差利用目標位置信息場定位法確定目標數(shù)目和位置，最后利用定位結(jié)果確定真實時差，剔除虛假時差，完成信號分選和目標精確定位。仿真實驗驗證了該方法的有效性和實用性。
2015, 37(10): 2369-2376.
doi: 10.11999/JEIT150013
摘要:
針對現(xiàn)有相位干涉儀角度估計算法在近場條件下性能不佳的問題，該文提出一種遠近場均性能良好的改進的導向矢量匹配算法。該算法采用對稱結(jié)構(gòu)天線接收來波信號，利用近場條件下對稱位置天線的到達相位差中距離相關(guān)項對消的特性設計新的代價函數(shù)。代價函數(shù)最大值位置對應的入射角即為目標信號的入射角估計。在此基礎(chǔ)上，利用相關(guān)函數(shù)的梯度正比于角度誤差的特性設計角跟蹤環(huán)路。作為一種局部極值估計算法，角跟蹤環(huán)路相比其它全局最大值估計算法具有更好的相位噪聲魯棒性。仿真實驗驗證了該算法在不同相位噪聲以及遠近場條件下的優(yōu)良性能。
針對現(xiàn)有相位干涉儀角度估計算法在近場條件下性能不佳的問題，該文提出一種遠近場均性能良好的改進的導向矢量匹配算法。該算法采用對稱結(jié)構(gòu)天線接收來波信號，利用近場條件下對稱位置天線的到達相位差中距離相關(guān)項對消的特性設計新的代價函數(shù)。代價函數(shù)最大值位置對應的入射角即為目標信號的入射角估計。在此基礎(chǔ)上，利用相關(guān)函數(shù)的梯度正比于角度誤差的特性設計角跟蹤環(huán)路。作為一種局部極值估計算法，角跟蹤環(huán)路相比其它全局最大值估計算法具有更好的相位噪聲魯棒性。仿真實驗驗證了該算法在不同相位噪聲以及遠近場條件下的優(yōu)良性能。
2015, 37(10): 2377-2382.
doi: 10.11999/JEIT141590
摘要:
該文研究基于代理函數(shù)和先驗概率密度的L0范數(shù)平滑逼近問題的穩(wěn)健求解。首先，分析了平滑逼近函數(shù)的凹凸特性，給出提高恢復性能的參數(shù)調(diào)整策略與改進的SL0和FOCUSS算法。其次，將噪聲背景下L0范數(shù)逼近過程進行正則化表示，并基于牛頓方向推導其迭代重加權(quán)形式的求解框架，給出一種新的代理函數(shù)。最后，使用數(shù)值仿真證實了所提算法可以提高此類問題的求解的穩(wěn)健性，具有實用價值。
該文研究基于代理函數(shù)和先驗概率密度的L0范數(shù)平滑逼近問題的穩(wěn)健求解。首先，分析了平滑逼近函數(shù)的凹凸特性，給出提高恢復性能的參數(shù)調(diào)整策略與改進的SL0和FOCUSS算法。其次，將噪聲背景下L0范數(shù)逼近過程進行正則化表示，并基于牛頓方向推導其迭代重加權(quán)形式的求解框架，給出一種新的代理函數(shù)。最后，使用數(shù)值仿真證實了所提算法可以提高此類問題的求解的穩(wěn)健性，具有實用價值。
2015, 37(10): 2383-2389.
doi: 10.11999/JEIT141632
摘要:
經(jīng)驗模式分解(EMD)及其改進算法作為實用的信號處理方法至今仍然缺少嚴格的數(shù)學理論。該文嘗試從數(shù)學理論上分析集合經(jīng)驗模式分解和自適應噪聲集合經(jīng)驗模式分解的重構(gòu)誤差，推導了總體殘留噪聲的計算公式。針對自適應噪聲集合經(jīng)驗模式分解在每一層固有模態(tài)分量上仍然存在殘留噪聲的問題，在分解過程中添加成對的正負噪聲分量，提出一種基于互補自適應噪聲的集合經(jīng)驗模式分解算法。實驗結(jié)果表明，相比于集合經(jīng)驗模式分解和自適應噪聲集合經(jīng)驗模式分解，所提的方法能夠明顯地減少每一層固有模態(tài)分量中殘留的噪聲，擁有較好的信號重構(gòu)精度和更快的分解速度。
經(jīng)驗模式分解(EMD)及其改進算法作為實用的信號處理方法至今仍然缺少嚴格的數(shù)學理論。該文嘗試從數(shù)學理論上分析集合經(jīng)驗模式分解和自適應噪聲集合經(jīng)驗模式分解的重構(gòu)誤差，推導了總體殘留噪聲的計算公式。針對自適應噪聲集合經(jīng)驗模式分解在每一層固有模態(tài)分量上仍然存在殘留噪聲的問題，在分解過程中添加成對的正負噪聲分量，提出一種基于互補自適應噪聲的集合經(jīng)驗模式分解算法。實驗結(jié)果表明，相比于集合經(jīng)驗模式分解和自適應噪聲集合經(jīng)驗模式分解，所提的方法能夠明顯地減少每一層固有模態(tài)分量中殘留的噪聲，擁有較好的信號重構(gòu)精度和更快的分解速度。
2015, 37(10): 2390-2396.
doi: 10.11999/JEIT150112
摘要:
該文在去除背景便能獲得目標的分割思想之上，提出了一個凸的無約束最小化問題。證明了問題提出過程中添加懲罰項的合理性，并通過實驗驗證了證明結(jié)果。在最小化求解方面，應用次微分和近似算子的相關(guān)理論，構(gòu)造了求解的不動點算子，進而結(jié)合Opial -averaged定理，給出了求解所提凸優(yōu)化問題的不動點算法，并理論推導出了收斂條件，證明了算法的收斂性。與經(jīng)典文獻方法的對比實驗表明所提方法分割結(jié)果更精確。同時實驗顯示該文算法比梯度下降法和分裂Bregman方法更快速。另外，所提算法對初始曲線和噪聲有較好的魯棒性。
該文在去除背景便能獲得目標的分割思想之上，提出了一個凸的無約束最小化問題。證明了問題提出過程中添加懲罰項的合理性，并通過實驗驗證了證明結(jié)果。在最小化求解方面，應用次微分和近似算子的相關(guān)理論，構(gòu)造了求解的不動點算子，進而結(jié)合Opial -averaged定理，給出了求解所提凸優(yōu)化問題的不動點算法，并理論推導出了收斂條件，證明了算法的收斂性。與經(jīng)典文獻方法的對比實驗表明所提方法分割結(jié)果更精確。同時實驗顯示該文算法比梯度下降法和分裂Bregman方法更快速。另外，所提算法對初始曲線和噪聲有較好的魯棒性。
2015, 37(10): 2397-2404.
doi: 10.11999/JEIT150183
摘要:
針對視覺跟蹤中目標表觀變化、局部遮擋、背景干擾等問題，該文提出一種基于快速傅里葉變換的局部分塊視覺跟蹤算法。通過建立目標分塊核嶺回歸模型并構(gòu)建循環(huán)結(jié)構(gòu)矩陣進行分塊窮搜索來提高跟蹤精度，利用快速傅里葉變換將時域運算變換到頻域運算提高跟蹤效率。首先，在包含目標的初始跟蹤區(qū)域建立目標分塊核嶺回歸模型；然后，提出通過構(gòu)造循環(huán)結(jié)構(gòu)矩陣進行分塊窮搜索，并構(gòu)建目標分塊在相鄰幀位置關(guān)系模型；最后，利用位置關(guān)系模型精確估計目標位置并進行分塊模型更新。實驗結(jié)果表明，該文算法不僅對目標表觀變化、局部遮擋以及背景干擾等問題的適應能力有所增強，而且跟蹤實時性較好。
針對視覺跟蹤中目標表觀變化、局部遮擋、背景干擾等問題，該文提出一種基于快速傅里葉變換的局部分塊視覺跟蹤算法。通過建立目標分塊核嶺回歸模型并構(gòu)建循環(huán)結(jié)構(gòu)矩陣進行分塊窮搜索來提高跟蹤精度，利用快速傅里葉變換將時域運算變換到頻域運算提高跟蹤效率。首先，在包含目標的初始跟蹤區(qū)域建立目標分塊核嶺回歸模型；然后，提出通過構(gòu)造循環(huán)結(jié)構(gòu)矩陣進行分塊窮搜索，并構(gòu)建目標分塊在相鄰幀位置關(guān)系模型；最后，利用位置關(guān)系模型精確估計目標位置并進行分塊模型更新。實驗結(jié)果表明，該文算法不僅對目標表觀變化、局部遮擋以及背景干擾等問題的適應能力有所增強，而且跟蹤實時性較好。
2015, 37(10): 2405-2410.
doi: 10.11999/JEIT150278
摘要:
虛擬網(wǎng)映射是網(wǎng)絡虛擬化研究中亟待解決的問題，針對已有映射算法中存在的對于網(wǎng)絡拓撲信息利用不足的現(xiàn)狀，該文提出了基于資源區(qū)域聚集度的虛擬網(wǎng)映射算法(RCI-VNE)。在映射預處理階段，根據(jù)局部拓撲信息和區(qū)域資源聚集度提出節(jié)點區(qū)域資源聚集評價算法。在節(jié)點映射階段，提出一種基于節(jié)點區(qū)域資源聚集排名的2-近鄰聚集映射算法，該算法將虛擬網(wǎng)節(jié)點集中映射到底層網(wǎng)絡中可用資源豐富的區(qū)域，減小承載鏈路的長度。實驗結(jié)果表明，該算法降低了虛擬網(wǎng)映射開銷，且具有較高的虛擬網(wǎng)請求接受率和較低的平均執(zhí)行時間。
虛擬網(wǎng)映射是網(wǎng)絡虛擬化研究中亟待解決的問題，針對已有映射算法中存在的對于網(wǎng)絡拓撲信息利用不足的現(xiàn)狀，該文提出了基于資源區(qū)域聚集度的虛擬網(wǎng)映射算法(RCI-VNE)。在映射預處理階段，根據(jù)局部拓撲信息和區(qū)域資源聚集度提出節(jié)點區(qū)域資源聚集評價算法。在節(jié)點映射階段，提出一種基于節(jié)點區(qū)域資源聚集排名的2-近鄰聚集映射算法，該算法將虛擬網(wǎng)節(jié)點集中映射到底層網(wǎng)絡中可用資源豐富的區(qū)域，減小承載鏈路的長度。實驗結(jié)果表明，該算法降低了虛擬網(wǎng)映射開銷，且具有較高的虛擬網(wǎng)請求接受率和較低的平均執(zhí)行時間。
2015, 37(10): 2411-2417.
doi: 10.11999/JEIT150231
摘要:
智能電網(wǎng)中分布著大量的無線傳感器用于監(jiān)測智能電網(wǎng)設備和用戶的運營狀態(tài)信息，原始監(jiān)測數(shù)據(jù)都采集到數(shù)據(jù)處理中心會給數(shù)據(jù)采集通信網(wǎng)絡帶來極大的數(shù)據(jù)流量壓力。采用在數(shù)據(jù)采集過程中進行數(shù)據(jù)聚合的策略，將極大地縮減數(shù)據(jù)流量，降低通信網(wǎng)絡的開銷。因此聚合節(jié)點的選擇以及聚合拓撲的構(gòu)造成為智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵問題。該文提出一種基于層次聚類的異步分布式聚合布局構(gòu)造算法。該算法首先按照層次聚類把所有節(jié)點按照距離的遠近聚合構(gòu)造出一棵采集樹。隨后計算出最佳分組數(shù)，按照該分組數(shù)進行分組。然后按照異步分布式策略進行最佳聚合節(jié)點的選擇以及最佳傳輸拓撲的構(gòu)造。仿真實驗表明，該算法可以快速找到具有最小開銷的數(shù)據(jù)聚合方式，提高智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡的效率。
智能電網(wǎng)中分布著大量的無線傳感器用于監(jiān)測智能電網(wǎng)設備和用戶的運營狀態(tài)信息，原始監(jiān)測數(shù)據(jù)都采集到數(shù)據(jù)處理中心會給數(shù)據(jù)采集通信網(wǎng)絡帶來極大的數(shù)據(jù)流量壓力。采用在數(shù)據(jù)采集過程中進行數(shù)據(jù)聚合的策略，將極大地縮減數(shù)據(jù)流量，降低通信網(wǎng)絡的開銷。因此聚合節(jié)點的選擇以及聚合拓撲的構(gòu)造成為智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵問題。該文提出一種基于層次聚類的異步分布式聚合布局構(gòu)造算法。該算法首先按照層次聚類把所有節(jié)點按照距離的遠近聚合構(gòu)造出一棵采集樹。隨后計算出最佳分組數(shù)，按照該分組數(shù)進行分組。然后按照異步分布式策略進行最佳聚合節(jié)點的選擇以及最佳傳輸拓撲的構(gòu)造。仿真實驗表明，該算法可以快速找到具有最小開銷的數(shù)據(jù)聚合方式，提高智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡的效率。
2015, 37(10): 2418-2423.
doi: 10.11999/JEIT141205
摘要:
針對Distance Vector-Hop (DV-Hop) 定位算法存在較大定位誤差的問題，該文提出了一種基于誤差距離加權(quán)與跳段算法選擇的遺傳優(yōu)化DV-Hop定位算法，即WSGDV-Hop定位算法。改進算法用基于誤差與距離的權(quán)值處理錨節(jié)點的平均每跳距離；根據(jù)判斷的位置關(guān)系選擇適合的跳段距離計算方法；用改進的遺傳算法優(yōu)化未知節(jié)點坐標。仿真結(jié)果表明，WSGDV-Hop定位算法的性能明顯優(yōu)于Distance Vector-Hop (DV-Hop) 定位算法，減小了節(jié)點定位誤差、提高了算法定位精度。
針對Distance Vector-Hop (DV-Hop) 定位算法存在較大定位誤差的問題，該文提出了一種基于誤差距離加權(quán)與跳段算法選擇的遺傳優(yōu)化DV-Hop定位算法，即WSGDV-Hop定位算法。改進算法用基于誤差與距離的權(quán)值處理錨節(jié)點的平均每跳距離；根據(jù)判斷的位置關(guān)系選擇適合的跳段距離計算方法；用改進的遺傳算法優(yōu)化未知節(jié)點坐標。仿真結(jié)果表明，WSGDV-Hop定位算法的性能明顯優(yōu)于Distance Vector-Hop (DV-Hop) 定位算法，減小了節(jié)點定位誤差、提高了算法定位精度。
2015, 37(10): 2424-2430.
doi: 10.11999/JEIT150111
摘要:
針對具有多個多天線竊聽者的認知無線電網(wǎng)絡(CRN)，為了使系統(tǒng)保密速率達到最大，該文把對主用戶的干擾設計成為一個約束條件，通過對次用戶發(fā)送端傳輸協(xié)方差矩陣的優(yōu)化設計來提高物理層安全性能。在已知信道狀態(tài)信息(CSI)時利用矩陣性質(zhì)和Charnes-Cooper變換，將該非凸函數(shù)轉(zhuǎn)化為一個半定規(guī)劃(SDP)，從而得到次用戶發(fā)送端的優(yōu)化方案。仿真結(jié)果表明，相對于現(xiàn)有二次優(yōu)化傳輸策略，該方案能夠使系統(tǒng)的保密速率更大，并在復雜度方面具有優(yōu)勢。
針對具有多個多天線竊聽者的認知無線電網(wǎng)絡(CRN)，為了使系統(tǒng)保密速率達到最大，該文把對主用戶的干擾設計成為一個約束條件，通過對次用戶發(fā)送端傳輸協(xié)方差矩陣的優(yōu)化設計來提高物理層安全性能。在已知信道狀態(tài)信息(CSI)時利用矩陣性質(zhì)和Charnes-Cooper變換，將該非凸函數(shù)轉(zhuǎn)化為一個半定規(guī)劃(SDP)，從而得到次用戶發(fā)送端的優(yōu)化方案。仿真結(jié)果表明，相對于現(xiàn)有二次優(yōu)化傳輸策略，該方案能夠使系統(tǒng)的保密速率更大，并在復雜度方面具有優(yōu)勢。
2015, 37(10): 2431-2437.
doi: 10.11999/JEIT150285
摘要:
WiFi網(wǎng)絡可以分擔蜂窩網(wǎng)絡的通信業(yè)務壓力，緩解其擁塞狀況。然而，WiFi網(wǎng)絡的業(yè)務分擔只能在其覆蓋范圍內(nèi)進行。由于用戶具有移動性，如果通過提供一些獎勵引導WiFi網(wǎng)絡覆蓋范圍之外的用戶延遲其在蜂窩網(wǎng)絡中的業(yè)務、直至其進入WiFi覆蓋區(qū)再接受服務，WiFi網(wǎng)絡的業(yè)務分擔能力將得到顯著提升。該文探討了運營商通過激勵機制鼓勵用戶延遲其蜂窩網(wǎng)絡業(yè)務轉(zhuǎn)而接入WiFi網(wǎng)絡的過程，并將其建模為兩階段斯塔克博格(Stackelberg)博弈。在該博弈中，運營商期望采取最優(yōu)的獎勵方案，能夠兼顧蜂窩網(wǎng)絡擁塞和付出的用戶獎勵。該文推導出了運營商的最優(yōu)獎勵方案。數(shù)值結(jié)果表明，所提激勵機制可以有效降低包括蜂窩網(wǎng)絡擁塞代價和獎勵用戶代價在內(nèi)的運營商總代價。
WiFi網(wǎng)絡可以分擔蜂窩網(wǎng)絡的通信業(yè)務壓力，緩解其擁塞狀況。然而，WiFi網(wǎng)絡的業(yè)務分擔只能在其覆蓋范圍內(nèi)進行。由于用戶具有移動性，如果通過提供一些獎勵引導WiFi網(wǎng)絡覆蓋范圍之外的用戶延遲其在蜂窩網(wǎng)絡中的業(yè)務、直至其進入WiFi覆蓋區(qū)再接受服務，WiFi網(wǎng)絡的業(yè)務分擔能力將得到顯著提升。該文探討了運營商通過激勵機制鼓勵用戶延遲其蜂窩網(wǎng)絡業(yè)務轉(zhuǎn)而接入WiFi網(wǎng)絡的過程，并將其建模為兩階段斯塔克博格(Stackelberg)博弈。在該博弈中，運營商期望采取最優(yōu)的獎勵方案，能夠兼顧蜂窩網(wǎng)絡擁塞和付出的用戶獎勵。該文推導出了運營商的最優(yōu)獎勵方案。數(shù)值結(jié)果表明，所提激勵機制可以有效降低包括蜂窩網(wǎng)絡擁塞代價和獎勵用戶代價在內(nèi)的運營商總代價。
2015, 37(10): 2438-2445.
doi: 10.11999/JEIT150044
摘要:
為了避免多媒體多播組播單頻網(wǎng)(MBSFN)區(qū)域內(nèi)部和區(qū)域之間的干擾，進一步提高頻譜效率，該文提出一種改進的基于噪聲調(diào)節(jié)時滯噪聲混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(NHNCNN)的動態(tài)信道分配方法。首先，根據(jù)MBSFN區(qū)域的特殊拓撲結(jié)構(gòu)，重新定義了4種電磁兼容限制函數(shù)，在此基礎(chǔ)上精心構(gòu)建了免干擾的NHNCNN能量函數(shù)。其次對NHNCNN的穩(wěn)態(tài)判定進程加以改進以提高系統(tǒng)的收斂速度。特別地，采用類二分法聯(lián)合NHNCNN去搜索最小信道分配總數(shù)。仿真結(jié)果表明，利用富足的NHNCNN時滯、噪聲和混沌神經(jīng)動力，所提算法能有效地搜索到合理解，并最終找到全局最優(yōu)解，提高了頻譜效率。與現(xiàn)有方法相比，所提算法能夠?qū)崿F(xiàn)更好的收斂速度和合理解率。
為了避免多媒體多播組播單頻網(wǎng)(MBSFN)區(qū)域內(nèi)部和區(qū)域之間的干擾，進一步提高頻譜效率，該文提出一種改進的基于噪聲調(diào)節(jié)時滯噪聲混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(NHNCNN)的動態(tài)信道分配方法。首先，根據(jù)MBSFN區(qū)域的特殊拓撲結(jié)構(gòu)，重新定義了4種電磁兼容限制函數(shù)，在此基礎(chǔ)上精心構(gòu)建了免干擾的NHNCNN能量函數(shù)。其次對NHNCNN的穩(wěn)態(tài)判定進程加以改進以提高系統(tǒng)的收斂速度。特別地，采用類二分法聯(lián)合NHNCNN去搜索最小信道分配總數(shù)。仿真結(jié)果表明，利用富足的NHNCNN時滯、噪聲和混沌神經(jīng)動力，所提算法能有效地搜索到合理解，并最終找到全局最優(yōu)解，提高了頻譜效率。與現(xiàn)有方法相比，所提算法能夠?qū)崿F(xiàn)更好的收斂速度和合理解率。
2015, 37(10): 2446-2451.
doi: 10.11999/JEIT141444
摘要:
在大型建筑底層及偏遠地區(qū)等，傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)沒有提供可靠的無線覆蓋。該文采用中繼方式延伸基站的無線覆蓋至目標區(qū)域。主要研究最優(yōu)的中繼部署與功率分配最小化目標區(qū)域的最大中斷概率。功率分配是指在總功率受限的情況下，最優(yōu)化基站和中繼的發(fā)送功率。通過分析可以得到最優(yōu)的中繼部署，基站和中繼發(fā)送功率的比值不隨總功率的增加而變化。針對優(yōu)化問題的非凸性質(zhì)，提出了一種獲得局部最優(yōu)解的算法。通過仿真可得給出算法的性能與窮搜索算法的性能基本重合。由于給出算法的復雜度較低，更適用于實際的系統(tǒng)。
在大型建筑底層及偏遠地區(qū)等，傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)沒有提供可靠的無線覆蓋。該文采用中繼方式延伸基站的無線覆蓋至目標區(qū)域。主要研究最優(yōu)的中繼部署與功率分配最小化目標區(qū)域的最大中斷概率。功率分配是指在總功率受限的情況下，最優(yōu)化基站和中繼的發(fā)送功率。通過分析可以得到最優(yōu)的中繼部署，基站和中繼發(fā)送功率的比值不隨總功率的增加而變化。針對優(yōu)化問題的非凸性質(zhì)，提出了一種獲得局部最優(yōu)解的算法。通過仿真可得給出算法的性能與窮搜索算法的性能基本重合。由于給出算法的復雜度較低，更適用于實際的系統(tǒng)。
2015, 37(10): 2452-2459.
doi: 10.11999/JEIT150004
摘要:
為了提高直升機在應急無線紫外光通信輔助起降中信標搜尋、定位降落的效率和可靠性，該文提出一種基于噴泉(LT)碼的分等級編碼通信方案，采用不同等級編碼的分級方法設計了不同場景、不同引導階段的通信策略，分析了高丟包率信道環(huán)境中變化刪除概率下的誤比特率，并與其他傳統(tǒng)信道編碼進行了比較。實驗仿真結(jié)果表明，在二進制刪除信道下，該分等級編碼方法可顯著降低LT碼的誤比特率，提高了編譯碼性能；該通信策略適用于高丟包率信道環(huán)境，能獲得更好的通信效果，提高了直升機應急輔助起降的安全性。
為了提高直升機在應急無線紫外光通信輔助起降中信標搜尋、定位降落的效率和可靠性，該文提出一種基于噴泉(LT)碼的分等級編碼通信方案，采用不同等級編碼的分級方法設計了不同場景、不同引導階段的通信策略，分析了高丟包率信道環(huán)境中變化刪除概率下的誤比特率，并與其他傳統(tǒng)信道編碼進行了比較。實驗仿真結(jié)果表明，在二進制刪除信道下，該分等級編碼方法可顯著降低LT碼的誤比特率，提高了編譯碼性能；該通信策略適用于高丟包率信道環(huán)境，能獲得更好的通信效果，提高了直升機應急輔助起降的安全性。
2015, 37(10): 2460-2465.
doi: 10.11999/JEIT150168
摘要:
最大漢明相關(guān)與平均漢明相關(guān)是評價跳頻序列族性能的兩個重要參數(shù)。該文首先給出了源于Fermat商的廣義分圓類的性質(zhì)；其次，基于此廣義分圓法構(gòu)造了一類 Zp上的長度為p2 ，序列族的大小為p 的跳頻序列族；最后證明了該跳頻序列族關(guān)于最大漢明相關(guān)界與平均漢明相關(guān)界都是最優(yōu)的。
最大漢明相關(guān)與平均漢明相關(guān)是評價跳頻序列族性能的兩個重要參數(shù)。該文首先給出了源于Fermat商的廣義分圓類的性質(zhì)；其次，基于此廣義分圓法構(gòu)造了一類 Zp上的長度為p2 ，序列族的大小為p 的跳頻序列族；最后證明了該跳頻序列族關(guān)于最大漢明相關(guān)界與平均漢明相關(guān)界都是最優(yōu)的。
2015, 37(10): 2466-2474.
doi: 10.11999/JEIT150144
摘要:
研究中繼衛(wèi)星任務調(diào)度問題可以為跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)(TDRSS)的任務計劃編排提供科學合理的決策方法，任務調(diào)度模型的建立與調(diào)度算法的設計是中繼衛(wèi)星任務調(diào)度的兩個關(guān)鍵問題。該文針對中繼衛(wèi)星任務調(diào)度問題特點，綜合考慮中繼衛(wèi)星與用戶航天器之間具有可見時間窗、用戶提交的任務屬性、中繼衛(wèi)星前向資源受限等約束條件，建立了中繼衛(wèi)星任務調(diào)度約束規(guī)劃模型并提出基于人工蜂群(ABC)算法的中繼衛(wèi)星任務調(diào)度算法。最后，通過仿真數(shù)據(jù)分析，表明基于人工蜂群算法的中繼衛(wèi)星任務調(diào)度算法是一種有效的、合理的調(diào)度方法。
研究中繼衛(wèi)星任務調(diào)度問題可以為跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)(TDRSS)的任務計劃編排提供科學合理的決策方法，任務調(diào)度模型的建立與調(diào)度算法的設計是中繼衛(wèi)星任務調(diào)度的兩個關(guān)鍵問題。該文針對中繼衛(wèi)星任務調(diào)度問題特點，綜合考慮中繼衛(wèi)星與用戶航天器之間具有可見時間窗、用戶提交的任務屬性、中繼衛(wèi)星前向資源受限等約束條件，建立了中繼衛(wèi)星任務調(diào)度約束規(guī)劃模型并提出基于人工蜂群(ABC)算法的中繼衛(wèi)星任務調(diào)度算法。最后，通過仿真數(shù)據(jù)分析，表明基于人工蜂群算法的中繼衛(wèi)星任務調(diào)度算法是一種有效的、合理的調(diào)度方法。
2015, 37(10): 2475-2482.
doi: 10.11999/JEIT150472
摘要:
針對目前絕大多數(shù)雨衰預測模型僅驗證到55 GHz，而經(jīng)過驗證的W頻段預測模型相對較少，且存在模型表述復雜度高、計算量大的問題，該文提出一種結(jié)構(gòu)簡單、計算量小的實時預測方法。該方法基于ARIMA模型，利用非平穩(wěn)雨衰時序中相鄰時序間的相關(guān)性建立預測模型，對初始序列進行平穩(wěn)性檢驗，通過差分變換將非平穩(wěn)序列轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)序列，并對平穩(wěn)化后的時間序列進行參數(shù)估計及診斷檢驗，將傳統(tǒng)非線性預測轉(zhuǎn)化為線性預測。并先將該ARIMA(1,1,6)模型在不同極化方式、預測間隔和時序個數(shù)的條件下進行比較，然后分別與ITU-R, Silva Mello模型在垂直極化、預測間隔0.10 GHz，時序個數(shù)50的條件下進行比較，最后使用ARIMA(1,1,6)模型進行預測，并對照預測序列與仿真序列的吻合度。結(jié)果表明，ARIMA模型與ITU-R, Silva Mello模型所得結(jié)果預測誤差不超過10-3 ，且衰減變化趨勢基本相同，預測序列與仿真序列間吻合度較高，說明該方法可用于W頻段雨衰預測，且預測精度高，模型表述簡單。
針對目前絕大多數(shù)雨衰預測模型僅驗證到55 GHz，而經(jīng)過驗證的W頻段預測模型相對較少，且存在模型表述復雜度高、計算量大的問題，該文提出一種結(jié)構(gòu)簡單、計算量小的實時預測方法。該方法基于ARIMA模型，利用非平穩(wěn)雨衰時序中相鄰時序間的相關(guān)性建立預測模型，對初始序列進行平穩(wěn)性檢驗，通過差分變換將非平穩(wěn)序列轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)序列，并對平穩(wěn)化后的時間序列進行參數(shù)估計及診斷檢驗，將傳統(tǒng)非線性預測轉(zhuǎn)化為線性預測。并先將該ARIMA(1,1,6)模型在不同極化方式、預測間隔和時序個數(shù)的條件下進行比較，然后分別與ITU-R, Silva Mello模型在垂直極化、預測間隔0.10 GHz，時序個數(shù)50的條件下進行比較，最后使用ARIMA(1,1,6)模型進行預測，并對照預測序列與仿真序列的吻合度。結(jié)果表明，ARIMA模型與ITU-R, Silva Mello模型所得結(jié)果預測誤差不超過10-3 ，且衰減變化趨勢基本相同，預測序列與仿真序列間吻合度較高，說明該方法可用于W頻段雨衰預測，且預測精度高，模型表述簡單。
2015, 37(10): 2483-2489.
doi: 10.11999/JEIT150030
摘要:
為了抑制或者消除準同步碼分多址(QS-CDMA)通信系統(tǒng)的多址干擾(MAI)、多徑干擾(MI)以及鄰小區(qū)干擾，該文提出一類非對稱零相關(guān)區(qū)(A-ZCZ)序列偶集的構(gòu)造方法?；诮o定的最佳自相關(guān)序列偶，運用交織操作，成功設計一類非對稱零相關(guān)區(qū)序列偶集。新集合的每個子集均是零相關(guān)區(qū)序列偶集，且不同子集的序列偶間的互相關(guān)函數(shù)(CCF)具有更大的零互相關(guān)區(qū)(ZCCZ)。同時，該文提出的構(gòu)造方法可以根據(jù)系統(tǒng)要求靈活地選擇子集的零相關(guān)區(qū)寬度。
為了抑制或者消除準同步碼分多址(QS-CDMA)通信系統(tǒng)的多址干擾(MAI)、多徑干擾(MI)以及鄰小區(qū)干擾，該文提出一類非對稱零相關(guān)區(qū)(A-ZCZ)序列偶集的構(gòu)造方法?；诮o定的最佳自相關(guān)序列偶，運用交織操作，成功設計一類非對稱零相關(guān)區(qū)序列偶集。新集合的每個子集均是零相關(guān)區(qū)序列偶集，且不同子集的序列偶間的互相關(guān)函數(shù)(CCF)具有更大的零互相關(guān)區(qū)(ZCCZ)。同時，該文提出的構(gòu)造方法可以根據(jù)系統(tǒng)要求靈活地選擇子集的零相關(guān)區(qū)寬度。
2015, 37(10): 2490-2494.
doi: 10.11999/JEIT150180
摘要:
該文基于分圓理論，構(gòu)造了一類周期為2p2的四階二元廣義分圓序列。利用有限域上多項式分解理論研究序列的極小多項式和線性復雜度。結(jié)果表明，該序列具有良好的線性復雜度性質(zhì)，能夠抗擊B-M算法的攻擊。是密碼學意義上性質(zhì)良好的偽隨機序列。
該文基于分圓理論，構(gòu)造了一類周期為2p2的四階二元廣義分圓序列。利用有限域上多項式分解理論研究序列的極小多項式和線性復雜度。結(jié)果表明，該序列具有良好的線性復雜度性質(zhì)，能夠抗擊B-M算法的攻擊。是密碼學意義上性質(zhì)良好的偽隨機序列。
2015, 37(10): 2495-2500.
doi: 10.11999/JEIT150067
摘要:
針對基于中國剩余定理的門限RSA簽名方案無法簽署某些消息，以及部分簽名合成階段運算量大的問題，論文提出一種基于虛擬群成員的改進方法，使得改進后的方案能夠簽署所有消息，同時能夠極大地減少部分簽名合成階段的運算量，當門限值為10時，可以將部分簽名合成階段的運算量減少為原來的1/6。對改進方案進行了詳細的安全性和實用性分析。結(jié)果表明，改進方案在適應性選擇消息攻擊下是不可偽造的，且其運算效率較其他門限RSA簽名方案更高。
針對基于中國剩余定理的門限RSA簽名方案無法簽署某些消息，以及部分簽名合成階段運算量大的問題，論文提出一種基于虛擬群成員的改進方法，使得改進后的方案能夠簽署所有消息，同時能夠極大地減少部分簽名合成階段的運算量，當門限值為10時，可以將部分簽名合成階段的運算量減少為原來的1/6。對改進方案進行了詳細的安全性和實用性分析。結(jié)果表明，改進方案在適應性選擇消息攻擊下是不可偽造的，且其運算效率較其他門限RSA簽名方案更高。
2015, 37(10): 2501-2507.
doi: 10.11999/JEIT150291
摘要:
利用遺傳算法進行測試數(shù)據(jù)自動生成是近年來的研究熱點，其有效性高度依賴于適應度函數(shù)的選取和初始種群的篩選。該文探索將遺傳算法應用到IMX(Integrated Management X-software)系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)自動生成以提高其回歸測試的質(zhì)量，將IMX系統(tǒng)專業(yè)測試人員手動生成的測試數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)測試數(shù)據(jù)，并提出一種基于測試路徑對目標路徑覆蓋率的初始種群篩選標準。在三角形程序和IMX系統(tǒng)平臺上的實驗表明，所提方法在尋找測試數(shù)據(jù)時所用的時間和迭代次數(shù)較少，且生成的測試數(shù)據(jù)具有較好的多樣性。
利用遺傳算法進行測試數(shù)據(jù)自動生成是近年來的研究熱點，其有效性高度依賴于適應度函數(shù)的選取和初始種群的篩選。該文探索將遺傳算法應用到IMX(Integrated Management X-software)系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)自動生成以提高其回歸測試的質(zhì)量，將IMX系統(tǒng)專業(yè)測試人員手動生成的測試數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)測試數(shù)據(jù)，并提出一種基于測試路徑對目標路徑覆蓋率的初始種群篩選標準。在三角形程序和IMX系統(tǒng)平臺上的實驗表明，所提方法在尋找測試數(shù)據(jù)時所用的時間和迭代次數(shù)較少，且生成的測試數(shù)據(jù)具有較好的多樣性。
2015, 37(10): 2508-2516.
doi: 10.11999/JEIT150130
摘要:
在虛擬化技術(shù)廣泛應用的同時虛擬層的安全問題引起了國內(nèi)外研究人員的密切關(guān)注?，F(xiàn)有的虛擬機管理器(Hypervisor)完整性保護方法主要針對代碼和控制數(shù)據(jù)的完整性保護，無法抵御非控制數(shù)據(jù)攻擊；采用周期性監(jiān)控無法提供實時的非控制數(shù)據(jù)完整性保護。針對現(xiàn)有方法的不足，該文提出了基于UCON的Hypervisor非控制數(shù)據(jù)完整性保護模型UCONhi。該模型在非控制數(shù)據(jù)完整性保護需求的基礎(chǔ)上簡化了UCON模型，繼承了UCON模型的連續(xù)性和易變性實現(xiàn)非控制數(shù)據(jù)的實時訪問控制。根據(jù)攻擊樣例分析攻擊者和攻擊對象確定主客體減少安全策略，提高了決策效率；并基于ECA描述UCONhi安全策略，能夠有效地決策非控制數(shù)據(jù)訪問合法性。在Xen系統(tǒng)中設計并實現(xiàn)了相應的原型系統(tǒng)Xen-UCONhi，通過實驗評測Xen-UCONhi的有效性和性能。結(jié)果表明，Xen-UCONhi能夠有效阻止針對虛擬機管理器的攻擊，且性能開銷在10%以內(nèi)。
在虛擬化技術(shù)廣泛應用的同時虛擬層的安全問題引起了國內(nèi)外研究人員的密切關(guān)注?，F(xiàn)有的虛擬機管理器(Hypervisor)完整性保護方法主要針對代碼和控制數(shù)據(jù)的完整性保護，無法抵御非控制數(shù)據(jù)攻擊；采用周期性監(jiān)控無法提供實時的非控制數(shù)據(jù)完整性保護。針對現(xiàn)有方法的不足，該文提出了基于UCON的Hypervisor非控制數(shù)據(jù)完整性保護模型UCONhi。該模型在非控制數(shù)據(jù)完整性保護需求的基礎(chǔ)上簡化了UCON模型，繼承了UCON模型的連續(xù)性和易變性實現(xiàn)非控制數(shù)據(jù)的實時訪問控制。根據(jù)攻擊樣例分析攻擊者和攻擊對象確定主客體減少安全策略，提高了決策效率；并基于ECA描述UCONhi安全策略，能夠有效地決策非控制數(shù)據(jù)訪問合法性。在Xen系統(tǒng)中設計并實現(xiàn)了相應的原型系統(tǒng)Xen-UCONhi，通過實驗評測Xen-UCONhi的有效性和性能。結(jié)果表明，Xen-UCONhi能夠有效阻止針對虛擬機管理器的攻擊，且性能開銷在10%以內(nèi)。
2015, 37(10): 2517-2520.
doi: 10.11999/JEIT150038
摘要:
該文將磁電偶極子天線作為輻射陣子，并應用一種共面波導饋電網(wǎng)絡，研究并設計了一種新型44毫米波天線陣列。這種設計不僅具有很寬的阻抗帶寬和增益帶寬，而且價格低廉易于生產(chǎn)。仿真和測試結(jié)果表明，此天線陣列的相對阻抗帶寬為54.5%, 3 dB增益帶寬為37.1%，在工作頻帶內(nèi)(40.2~70.0 GHz)，最大增益為18.1 dBi。而基于其他技術(shù)設計的44毫米波天線陣列(如微帶天線、偶極子天線)工作頻帶寬度一般在20%左右，增益一般在16~17 dBi。所以該文提出的天線陣列設計具有明顯的優(yōu)勢。另外，仿真設計結(jié)果和實測的電參數(shù)數(shù)據(jù)有較好的一致性。
該文將磁電偶極子天線作為輻射陣子，并應用一種共面波導饋電網(wǎng)絡，研究并設計了一種新型44毫米波天線陣列。這種設計不僅具有很寬的阻抗帶寬和增益帶寬，而且價格低廉易于生產(chǎn)。仿真和測試結(jié)果表明，此天線陣列的相對阻抗帶寬為54.5%, 3 dB增益帶寬為37.1%，在工作頻帶內(nèi)(40.2~70.0 GHz)，最大增益為18.1 dBi。而基于其他技術(shù)設計的44毫米波天線陣列(如微帶天線、偶極子天線)工作頻帶寬度一般在20%左右，增益一般在16~17 dBi。所以該文提出的天線陣列設計具有明顯的優(yōu)勢。另外，仿真設計結(jié)果和實測的電參數(shù)數(shù)據(jù)有較好的一致性。
2015, 37(10): 2521-2528.
doi: 10.11999/JEIT150162
摘要:
該文提出一種電路特性驅(qū)動的半監(jiān)督建模方法來探索FPGA架構(gòu)設計空間。通過加入電路特性作為輸入來構(gòu)建一個通用的FPGA性能模型，該方法能夠精確預測指定電路在特定FPGA架構(gòu)上實現(xiàn)的性能。實驗結(jié)果顯示該方法在預測電路在FPGA上實現(xiàn)的面積時，平均相對誤差達到6.25%；預測延時時，平均相對誤差可達4.23%，具有與半監(jiān)督模型樹(Semi-supervised Model Tree, SMT)方法可比的預測精度。同時，該文方法加速了FPGA性能建模過程，與SMT方法比較，在6核Intel服務器平臺Intel Xeon E7-4807上，探索具有百萬架構(gòu)的FPGA設計空間時，該文方法可將時間成本由500 h降低為250 h。
該文提出一種電路特性驅(qū)動的半監(jiān)督建模方法來探索FPGA架構(gòu)設計空間。通過加入電路特性作為輸入來構(gòu)建一個通用的FPGA性能模型，該方法能夠精確預測指定電路在特定FPGA架構(gòu)上實現(xiàn)的性能。實驗結(jié)果顯示該方法在預測電路在FPGA上實現(xiàn)的面積時，平均相對誤差達到6.25%；預測延時時，平均相對誤差可達4.23%，具有與半監(jiān)督模型樹(Semi-supervised Model Tree, SMT)方法可比的預測精度。同時，該文方法加速了FPGA性能建模過程，與SMT方法比較，在6核Intel服務器平臺Intel Xeon E7-4807上，探索具有百萬架構(gòu)的FPGA設計空間時，該文方法可將時間成本由500 h降低為250 h。
2015, 37(10): 2529-2535.
doi: 10.11999/JEIT150177
摘要:
該文提出一種用于測試數(shù)據(jù)壓縮的自適應EFDR(Extended Frequency-Directed Run-length)編碼方法。該方法以EFDR編碼為基礎(chǔ)，增加了一個用于表示后綴與前綴編碼長度差值的參數(shù)N，對測試集中的每個測試向量，根據(jù)其游程分布情況，選擇最合適的N值進行編碼，提高了編碼效率。在解碼方面，編碼后的碼字經(jīng)過簡單的數(shù)學運算即可恢復得到原測試數(shù)據(jù)的游程長度，且不同N值下的編碼碼字均可使用相同的解碼電路來解碼，因此解碼電路具有較小的硬件開銷。對ISCAS-89部分標準電路的實驗結(jié)果表明，該方法的平均壓縮率達到69.87%，較原EFDR編碼方法提高了4.07%。
該文提出一種用于測試數(shù)據(jù)壓縮的自適應EFDR(Extended Frequency-Directed Run-length)編碼方法。該方法以EFDR編碼為基礎(chǔ)，增加了一個用于表示后綴與前綴編碼長度差值的參數(shù)N，對測試集中的每個測試向量，根據(jù)其游程分布情況，選擇最合適的N值進行編碼，提高了編碼效率。在解碼方面，編碼后的碼字經(jīng)過簡單的數(shù)學運算即可恢復得到原測試數(shù)據(jù)的游程長度，且不同N值下的編碼碼字均可使用相同的解碼電路來解碼，因此解碼電路具有較小的硬件開銷。對ISCAS-89部分標準電路的實驗結(jié)果表明，該方法的平均壓縮率達到69.87%，較原EFDR編碼方法提高了4.07%。
2015, 37(10): 2536-2540.
doi: 10.11999/JEIT150148
摘要:
多基雷達系統(tǒng)(MSRS)可以大大提高目標定位性能，然而由于各個雷達站信噪比的差異，通常存在一些雷達站尚未建立目標航跡，從而不能最大程度地提高目標定位精度。因此，如何利用其它雷達站提供的目標跟蹤信息，提高尚未建立目標航跡的雷達站的探測性能是一個值得研究的問題。為此，該文提出一種基于跟蹤信息的航跡起始算法。首先將已經(jīng)跟蹤到目標的雷達站提供的目標跟蹤信息，送至尚未建立目標航跡的雷達站；然后利用目標跟蹤信息和目標運動模型，建立目標預測波門；最終在虛假航跡起始概率恒定的條件下，調(diào)整預測波門內(nèi)的檢測門限，完成目標檢測和航跡起始過程。仿真實驗表明，該算法可以大大提高目標檢測概率和目標航跡起始概率。
多基雷達系統(tǒng)(MSRS)可以大大提高目標定位性能，然而由于各個雷達站信噪比的差異，通常存在一些雷達站尚未建立目標航跡，從而不能最大程度地提高目標定位精度。因此，如何利用其它雷達站提供的目標跟蹤信息，提高尚未建立目標航跡的雷達站的探測性能是一個值得研究的問題。為此，該文提出一種基于跟蹤信息的航跡起始算法。首先將已經(jīng)跟蹤到目標的雷達站提供的目標跟蹤信息，送至尚未建立目標航跡的雷達站；然后利用目標跟蹤信息和目標運動模型，建立目標預測波門；最終在虛假航跡起始概率恒定的條件下，調(diào)整預測波門內(nèi)的檢測門限，完成目標檢測和航跡起始過程。仿真實驗表明，該算法可以大大提高目標檢測概率和目標航跡起始概率。
