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2017年 第39卷 第7期
2017, 39(7): 1525-1531.
doi: 10.11999/JEIT160988
摘要:
該文提出一種基于4元數(shù)的寬線性自適應(yīng)波束形成方法，該方法在利用4元數(shù)構(gòu)建單個陣元輸出的基礎(chǔ)上，通過充分挖掘4元數(shù)的3種對合信息，聯(lián)合信號的非圓特性，建立4元數(shù)域?qū)显鰪V信號模型，進而實現(xiàn)4元數(shù)域?qū)捑€性自適應(yīng)波束形成。同傳統(tǒng)4元數(shù)波束形成技術(shù)相比，該方法對非圓信號的接收性能顯著提升，同時可以實現(xiàn)陣列虛擬孔徑擴展，增大自適應(yīng)波束形成干擾抑制自由度。仿真實驗驗證了所提波束形成方法的性能。
該文提出一種基于4元數(shù)的寬線性自適應(yīng)波束形成方法，該方法在利用4元數(shù)構(gòu)建單個陣元輸出的基礎(chǔ)上，通過充分挖掘4元數(shù)的3種對合信息，聯(lián)合信號的非圓特性，建立4元數(shù)域?qū)显鰪V信號模型，進而實現(xiàn)4元數(shù)域?qū)捑€性自適應(yīng)波束形成。同傳統(tǒng)4元數(shù)波束形成技術(shù)相比，該方法對非圓信號的接收性能顯著提升，同時可以實現(xiàn)陣列虛擬孔徑擴展，增大自適應(yīng)波束形成干擾抑制自由度。仿真實驗驗證了所提波束形成方法的性能。
2017, 39(7): 1532-1538.
doi: 10.11999/JEIT160841
摘要:
為了提高脈沖噪聲下盲均衡器的性能，該文提出一種基于概率密度函數(shù)匹配與分數(shù)低階矩的并行盲均衡算法。首先采用概率密度函數(shù)匹配的思想進行盲均衡，充分利用其收斂速度快的優(yōu)勢。為了解決此均衡過程中引起的相位信息損失以及抑制脈沖噪聲能力差的問題，又以并行的方式結(jié)合判決信號的分數(shù)低階矩，并以此作為代價函數(shù)來共同更新盲均衡器的權(quán)向量，進一步提高了算法在脈沖噪聲下的收斂速度與收斂精度。仿真實驗表明，所提算法在有效解決相位旋轉(zhuǎn)問題的同時較好地抑制了脈沖噪聲，此外還具有較快的收斂速度和較小的穩(wěn)態(tài)誤差，穩(wěn)健性較強。
為了提高脈沖噪聲下盲均衡器的性能，該文提出一種基于概率密度函數(shù)匹配與分數(shù)低階矩的并行盲均衡算法。首先采用概率密度函數(shù)匹配的思想進行盲均衡，充分利用其收斂速度快的優(yōu)勢。為了解決此均衡過程中引起的相位信息損失以及抑制脈沖噪聲能力差的問題，又以并行的方式結(jié)合判決信號的分數(shù)低階矩，并以此作為代價函數(shù)來共同更新盲均衡器的權(quán)向量，進一步提高了算法在脈沖噪聲下的收斂速度與收斂精度。仿真實驗表明，所提算法在有效解決相位旋轉(zhuǎn)問題的同時較好地抑制了脈沖噪聲，此外還具有較快的收斂速度和較小的穩(wěn)態(tài)誤差，穩(wěn)健性較強。
2017, 39(7): 1539-1545.
doi: 10.11999/JEIT161137
摘要:
該文基于雙圈均勻圓形陣列，提出一種互耦自校正算法，對圓陣內(nèi)部和圓陣之間的互耦進行了同時校正。算法利用雙圈均勻圓陣特殊的互耦矩陣特性，對角度信息和互耦系數(shù)進行解耦合，用較少的計算量依次估計出信號角度和互耦系數(shù)，完成級聯(lián)估計。算法減少了搜索維數(shù)且無需互耦系數(shù)矩陣的任何先驗信息，也不需要額外的輔助校正源，簡單易實現(xiàn)。理論分析和仿真結(jié)果均表明所提算法精度高、分辨力強，可以有效地解決雙圈均勻圓陣的互耦問題。
該文基于雙圈均勻圓形陣列，提出一種互耦自校正算法，對圓陣內(nèi)部和圓陣之間的互耦進行了同時校正。算法利用雙圈均勻圓陣特殊的互耦矩陣特性，對角度信息和互耦系數(shù)進行解耦合，用較少的計算量依次估計出信號角度和互耦系數(shù)，完成級聯(lián)估計。算法減少了搜索維數(shù)且無需互耦系數(shù)矩陣的任何先驗信息，也不需要額外的輔助校正源，簡單易實現(xiàn)。理論分析和仿真結(jié)果均表明所提算法精度高、分辨力強，可以有效地解決雙圈均勻圓陣的互耦問題。
2017, 39(7): 1546-1553.
doi: 10.11999/JEIT161171
摘要:
相位成像的關(guān)鍵是相位恢復(fù)。由于相位信息的丟失，相位恢復(fù)通常是不適定的，如何利用合適的先驗信息進行相位恢復(fù)是一個重要問題。該文在SPICA成像系統(tǒng)下提出了基于結(jié)構(gòu)稀疏性的單次曝光相位成像算法。該算法利用圖像全變差的重疊組結(jié)構(gòu)稀疏性，將重疊的結(jié)構(gòu)稀疏正則項以卷積形式表示，使求解過程更簡單，并利用最速下降法求解相應(yīng)的優(yōu)化問題。實驗結(jié)果表明，該算法在有噪聲的情況下能夠有效地實現(xiàn)對復(fù)圖像的重構(gòu)。
相位成像的關(guān)鍵是相位恢復(fù)。由于相位信息的丟失，相位恢復(fù)通常是不適定的，如何利用合適的先驗信息進行相位恢復(fù)是一個重要問題。該文在SPICA成像系統(tǒng)下提出了基于結(jié)構(gòu)稀疏性的單次曝光相位成像算法。該算法利用圖像全變差的重疊組結(jié)構(gòu)稀疏性，將重疊的結(jié)構(gòu)稀疏正則項以卷積形式表示，使求解過程更簡單，并利用最速下降法求解相應(yīng)的優(yōu)化問題。實驗結(jié)果表明，該算法在有噪聲的情況下能夠有效地實現(xiàn)對復(fù)圖像的重構(gòu)。
2017, 39(7): 1554-1562.
doi: 10.11999/JEIT160908
摘要:
該文結(jié)合概率理論和可能性理論，提出一種具有最優(yōu)保證特性的貝葉斯可能性聚類新方法。首先，將未知隸屬度和聚類中心作為隨機變量，為每個隨機變量選擇一個合適的概率分布，提出貝葉斯可能性聚類模型；在此基礎(chǔ)上，基于貝葉斯推理和和蒙特卡洛采樣方法，通過最大后驗概率框架求解貝葉斯可能性聚類模型中的未知參數(shù)，從而提出一種具有最優(yōu)保證特性的貝葉斯可能性聚類新方法。并對算法收斂性、算法復(fù)雜度等方面作了理論探討。在合成數(shù)據(jù)集和真實數(shù)據(jù)集上的實驗表明，所提算法擴展了傳統(tǒng)可能性聚類性能，改進了聚類結(jié)果。
該文結(jié)合概率理論和可能性理論，提出一種具有最優(yōu)保證特性的貝葉斯可能性聚類新方法。首先，將未知隸屬度和聚類中心作為隨機變量，為每個隨機變量選擇一個合適的概率分布，提出貝葉斯可能性聚類模型；在此基礎(chǔ)上，基于貝葉斯推理和和蒙特卡洛采樣方法，通過最大后驗概率框架求解貝葉斯可能性聚類模型中的未知參數(shù)，從而提出一種具有最優(yōu)保證特性的貝葉斯可能性聚類新方法。并對算法收斂性、算法復(fù)雜度等方面作了理論探討。在合成數(shù)據(jù)集和真實數(shù)據(jù)集上的實驗表明，所提算法擴展了傳統(tǒng)可能性聚類性能，改進了聚類結(jié)果。
2017, 39(7): 1563-1570.
doi: 10.11999/JEIT161133
摘要:
在利用相對屬性學(xué)習(xí)實現(xiàn)零樣本圖像分類中，現(xiàn)有的方法并沒有考慮屬性與類別之間的關(guān)系，為此該文提出一種基于共享特征相對屬性的零樣本圖像分類方法。該方法采用多任務(wù)學(xué)習(xí)的思想來共同學(xué)習(xí)類別分類器和屬性分類器，獲得一個低維的共享特征子空間，挖掘?qū)傩耘c類別之間的關(guān)系。同時，利用共享特征來學(xué)習(xí)屬性排序函數(shù)，得到基于共享特征的相對屬性模型，解決了相對屬性學(xué)習(xí)過程中丟失屬性與類別關(guān)系的問題。另外，將基于共享特征的相對屬性模型用于零樣本圖像分類中，有效提高了零樣本圖像分類的識別率。實驗數(shù)據(jù)集上的結(jié)果表明，該方法具有較高的相對屬性學(xué)習(xí)性能和零樣本圖像分類精度。
在利用相對屬性學(xué)習(xí)實現(xiàn)零樣本圖像分類中，現(xiàn)有的方法并沒有考慮屬性與類別之間的關(guān)系，為此該文提出一種基于共享特征相對屬性的零樣本圖像分類方法。該方法采用多任務(wù)學(xué)習(xí)的思想來共同學(xué)習(xí)類別分類器和屬性分類器，獲得一個低維的共享特征子空間，挖掘?qū)傩耘c類別之間的關(guān)系。同時，利用共享特征來學(xué)習(xí)屬性排序函數(shù)，得到基于共享特征的相對屬性模型，解決了相對屬性學(xué)習(xí)過程中丟失屬性與類別關(guān)系的問題。另外，將基于共享特征的相對屬性模型用于零樣本圖像分類中，有效提高了零樣本圖像分類的識別率。實驗數(shù)據(jù)集上的結(jié)果表明，該方法具有較高的相對屬性學(xué)習(xí)性能和零樣本圖像分類精度。
2017, 39(7): 1571-1577.
doi: 10.11999/JEIT160966
摘要:
L1跟蹤表示模型的稀疏性約束，使其對局部遮擋具有良好的魯棒性，但同時也造成了跟蹤速度慢的問題。針對此問題，該文提出使用編碼遷移方法進行視覺跟蹤。該方法利用低分辨率字典計算候選目標表示系數(shù)，并使用高分辨率字典構(gòu)造觀測似然，有效地減小了跟蹤過程中的計算量。為了提高編碼遷移的精度和字典適應(yīng)背景干擾的能力，提出一種在線魯棒判別式聯(lián)合字典學(xué)習(xí)模型用于字典更新。實驗結(jié)果表明所提方法具有良好的魯棒性和較快的跟蹤速度。
L1跟蹤表示模型的稀疏性約束，使其對局部遮擋具有良好的魯棒性，但同時也造成了跟蹤速度慢的問題。針對此問題，該文提出使用編碼遷移方法進行視覺跟蹤。該方法利用低分辨率字典計算候選目標表示系數(shù)，并使用高分辨率字典構(gòu)造觀測似然，有效地減小了跟蹤過程中的計算量。為了提高編碼遷移的精度和字典適應(yīng)背景干擾的能力，提出一種在線魯棒判別式聯(lián)合字典學(xué)習(xí)模型用于字典更新。實驗結(jié)果表明所提方法具有良好的魯棒性和較快的跟蹤速度。
2017, 39(7): 1578-1584.
doi: 10.11999/JEIT161044
摘要:
為了對空間目標進行精確定位與跟蹤，建立目標運動軌跡，該文對基于運動信息的星圖暗弱空間運動點目標檢測算法進行研究。首先建立一種新的空間運動點目標描述模型，然后提出基于相關(guān)系數(shù)矩陣的運動點目標檢測算法，最后提取目標運動軌跡，并給出了點目標運動速度的估計模型。根據(jù)實測數(shù)據(jù)和硬件平臺，提出了檢測概率和虛警率相結(jié)合的評價方法對算法進行驗證。試驗結(jié)果表明，所提方法能夠在保持較低的虛警概率下獲得較高的檢測概率，優(yōu)于參與比較的其它目標檢測方法。與單純擴大望遠鏡口徑相比，該方法為提高空間暗弱目標識別能力提供了具有更高性價比的有效途徑。
為了對空間目標進行精確定位與跟蹤，建立目標運動軌跡，該文對基于運動信息的星圖暗弱空間運動點目標檢測算法進行研究。首先建立一種新的空間運動點目標描述模型，然后提出基于相關(guān)系數(shù)矩陣的運動點目標檢測算法，最后提取目標運動軌跡，并給出了點目標運動速度的估計模型。根據(jù)實測數(shù)據(jù)和硬件平臺，提出了檢測概率和虛警率相結(jié)合的評價方法對算法進行驗證。試驗結(jié)果表明，所提方法能夠在保持較低的虛警概率下獲得較高的檢測概率，優(yōu)于參與比較的其它目標檢測方法。與單純擴大望遠鏡口徑相比，該方法為提高空間暗弱目標識別能力提供了具有更高性價比的有效途徑。
2017, 39(7): 1585-1591.
doi: 10.11999/JEIT161121
摘要:
隨著社會信息化水平的提高及不穩(wěn)定因素的增加，人們迫切需要更加可靠的識別技術(shù)對身份進行認證。因此，利用生物特征進行鑒定已成為時下熱潮。其中的指紋識別更是因其方便性和可靠性受到普遍認同。傳統(tǒng)的指紋識別方法基于特征點比對尋求相似性，此種方法特征點尋找容易出錯，且隨著指紋的模糊、破壞、污損或是其他問題，均會使識別率明顯降低。針對這些問題，該文提出基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的CBF-FFPF(Central Block Fingerprint and Fuzzy Feature Points Fingerprint)算法對污損指紋圖像進行分類識別。CBF-FFPF算法提取指紋中心點分塊圖像及特征點模糊化圖，合并后輸入CNN網(wǎng)絡(luò)，進行指紋深層特征識別。將該算法與基于主成分分析(KPCA)，超限學(xué)習(xí)機(ELM)和k近鄰分類器(KNN)的指紋識別算法進行比較，實驗結(jié)果表明，所提出的CBF-FFPF算法對污損指紋識別有更高的識別率和更好的魯棒性。
隨著社會信息化水平的提高及不穩(wěn)定因素的增加，人們迫切需要更加可靠的識別技術(shù)對身份進行認證。因此，利用生物特征進行鑒定已成為時下熱潮。其中的指紋識別更是因其方便性和可靠性受到普遍認同。傳統(tǒng)的指紋識別方法基于特征點比對尋求相似性，此種方法特征點尋找容易出錯，且隨著指紋的模糊、破壞、污損或是其他問題，均會使識別率明顯降低。針對這些問題，該文提出基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的CBF-FFPF(Central Block Fingerprint and Fuzzy Feature Points Fingerprint)算法對污損指紋圖像進行分類識別。CBF-FFPF算法提取指紋中心點分塊圖像及特征點模糊化圖，合并后輸入CNN網(wǎng)絡(luò)，進行指紋深層特征識別。將該算法與基于主成分分析(KPCA)，超限學(xué)習(xí)機(ELM)和k近鄰分類器(KNN)的指紋識別算法進行比較，實驗結(jié)果表明，所提出的CBF-FFPF算法對污損指紋識別有更高的識別率和更好的魯棒性。
2017, 39(7): 1592-1598.
doi: 10.11999/JEIT160984
摘要:
為了提高顯著性算法對不同類圖像的適用性以及結(jié)果的完整性，該文提出一種基于自適應(yīng)閾值合并的分割過程與新的背景選擇方法相結(jié)合的顯著性檢測算法。在分割過程中，生成相鄰區(qū)塊的RGB以及LAB共六通道融合的顏色差值序列，采用區(qū)塊面積參數(shù)的反比例模型生成自適應(yīng)閾值與顏色差值序列進行對比合并。在背景選擇過程中，根據(jù)局部區(qū)域背景-主體-背景的相對位置關(guān)系線索，得到背景區(qū)域，再對結(jié)果進行邊緣優(yōu)化。該算法與其它算法相比得到的顯著圖不需要外接其他閾值算法即生成二值圖，自適應(yīng)閾值合并能排除復(fù)雜環(huán)境中的物體細節(jié)，專注于同等級大小物體的顯著性對比。
為了提高顯著性算法對不同類圖像的適用性以及結(jié)果的完整性，該文提出一種基于自適應(yīng)閾值合并的分割過程與新的背景選擇方法相結(jié)合的顯著性檢測算法。在分割過程中，生成相鄰區(qū)塊的RGB以及LAB共六通道融合的顏色差值序列，采用區(qū)塊面積參數(shù)的反比例模型生成自適應(yīng)閾值與顏色差值序列進行對比合并。在背景選擇過程中，根據(jù)局部區(qū)域背景-主體-背景的相對位置關(guān)系線索，得到背景區(qū)域，再對結(jié)果進行邊緣優(yōu)化。該算法與其它算法相比得到的顯著圖不需要外接其他閾值算法即生成二值圖，自適應(yīng)閾值合并能排除復(fù)雜環(huán)境中的物體細節(jié)，專注于同等級大小物體的顯著性對比。
2017, 39(7): 1599-1605.
doi: 10.11999/JEIT161090
摘要:
間接免疫熒光(IIF)HEp-2細胞圖像分析是自身免疫疾病診斷的重要依據(jù)，然而由于類內(nèi)的變化與類間的相似性，HEp-2細胞染色模式分類具有很大難度。該文提出一種結(jié)合紋理和形狀信息的有效分類方法，借鑒CLBP原理，提出具有完整信息描述能力的局部三值模式CLTP(Completed Local Triple Pattern)描述子來提取紋理信息，同時采用IFV(Improved Fisher Vector)模型和Rootsift特征來描繪形狀信息，通過紋理和形狀信息的結(jié)合，最終訓(xùn)練得到SVM分類器在ICPR 2012與ICIP 2013數(shù)據(jù)集上進行了對比試驗。結(jié)果表明，所提方法在細胞級測試中優(yōu)于其它方法，擁有競爭性的分類性能。
間接免疫熒光(IIF)HEp-2細胞圖像分析是自身免疫疾病診斷的重要依據(jù)，然而由于類內(nèi)的變化與類間的相似性，HEp-2細胞染色模式分類具有很大難度。該文提出一種結(jié)合紋理和形狀信息的有效分類方法，借鑒CLBP原理，提出具有完整信息描述能力的局部三值模式CLTP(Completed Local Triple Pattern)描述子來提取紋理信息，同時采用IFV(Improved Fisher Vector)模型和Rootsift特征來描繪形狀信息，通過紋理和形狀信息的結(jié)合，最終訓(xùn)練得到SVM分類器在ICPR 2012與ICIP 2013數(shù)據(jù)集上進行了對比試驗。結(jié)果表明，所提方法在細胞級測試中優(yōu)于其它方法，擁有競爭性的分類性能。
2017, 39(7): 1606-1611.
doi: 10.11999/JEIT160933
摘要:
斜視TOPSAR(Terrain Observation by Progressive scans SAR)成像模式中，場景內(nèi)各點目標多普勒中心頻率的差異導(dǎo)致方位向信號欠采樣并加劇頻譜的耦合。針對TOPSAR的回波特點，該文提出一種新的TOPSAR全孔徑成像算法：首先引入高階視向速度補償消除回波信號的頻域模糊；接著用非線性變標法對方位空變性進行補償；最后用2維線性變標算法校正高階視向速度補償產(chǎn)生的幾何形變問題。與傳統(tǒng)算法相比，該文算法可在擴展較少數(shù)據(jù)量的情況下避免插值運算，提高成像效率。仿真結(jié)果證明了算法的正確性和有效性。
斜視TOPSAR(Terrain Observation by Progressive scans SAR)成像模式中，場景內(nèi)各點目標多普勒中心頻率的差異導(dǎo)致方位向信號欠采樣并加劇頻譜的耦合。針對TOPSAR的回波特點，該文提出一種新的TOPSAR全孔徑成像算法：首先引入高階視向速度補償消除回波信號的頻域模糊；接著用非線性變標法對方位空變性進行補償；最后用2維線性變標算法校正高階視向速度補償產(chǎn)生的幾何形變問題。與傳統(tǒng)算法相比，該文算法可在擴展較少數(shù)據(jù)量的情況下避免插值運算，提高成像效率。仿真結(jié)果證明了算法的正確性和有效性。
2017, 39(7): 1612-1618.
doi: 10.11999/JEIT160915
摘要:
為解決在站開式距離的人體隱藏危險品檢測問題，利用目標對雷達回波的退極化現(xiàn)象實現(xiàn)對槍支等金屬物的遠距離檢測。通過測量待測對象的雷達的不同極化方向的回波并計算出檢測參量，就可以據(jù)此判斷待測對象是否攜帶有隱藏危險品。為驗證該方法有效性，設(shè)計并研制了一套140 GHz寬帶極化雷達，并進行了實驗測量。實驗結(jié)果表明：一方面，對于槍支，或者簡易爆炸物等退極化效應(yīng)顯著的目標，系統(tǒng)具有較好的檢測效果；另一方面，對于退極化效應(yīng)不明顯的目標的檢測以及檢測距離的增加會導(dǎo)致系統(tǒng)的虛警和漏警概率增大， 從而降低檢測性能。 通過增大發(fā)射天線尺寸可以改善檢測效果，并且通過檢測參量的優(yōu)化可以提高同等距離下檢測性能。
為解決在站開式距離的人體隱藏危險品檢測問題，利用目標對雷達回波的退極化現(xiàn)象實現(xiàn)對槍支等金屬物的遠距離檢測。通過測量待測對象的雷達的不同極化方向的回波并計算出檢測參量，就可以據(jù)此判斷待測對象是否攜帶有隱藏危險品。為驗證該方法有效性，設(shè)計并研制了一套140 GHz寬帶極化雷達，并進行了實驗測量。實驗結(jié)果表明：一方面，對于槍支，或者簡易爆炸物等退極化效應(yīng)顯著的目標，系統(tǒng)具有較好的檢測效果；另一方面，對于退極化效應(yīng)不明顯的目標的檢測以及檢測距離的增加會導(dǎo)致系統(tǒng)的虛警和漏警概率增大， 從而降低檢測性能。 通過增大發(fā)射天線尺寸可以改善檢測效果，并且通過檢測參量的優(yōu)化可以提高同等距離下檢測性能。
2017, 39(7): 1619-1625.
doi: 10.11999/JEIT161094
摘要:
針對機載氣象雷達下視探測微下?lián)舯┝鲿r，有用氣象信號會淹沒在強雜波背景中的問題，該文提出一種基于多通道聯(lián)合自適應(yīng)處理的、能夠用于分布式氣象目標中心風(fēng)速估計的降維處理器結(jié)構(gòu)。該處理器通過前置的窄帶多普勒濾波將全空時雜波局域化為特定多普勒通道下的定向有源干擾，然后在空域逐多普勒通道進行自適應(yīng)處理，最后利用頻率質(zhì)心法求取中心風(fēng)速估計。仿真結(jié)果表明，在強雜波背景下，所提方法可以獲得較為精確風(fēng)場速度估計結(jié)果，由于采用了降維結(jié)構(gòu)，較最優(yōu)處理器在運算量上有了明顯減少。
針對機載氣象雷達下視探測微下?lián)舯┝鲿r，有用氣象信號會淹沒在強雜波背景中的問題，該文提出一種基于多通道聯(lián)合自適應(yīng)處理的、能夠用于分布式氣象目標中心風(fēng)速估計的降維處理器結(jié)構(gòu)。該處理器通過前置的窄帶多普勒濾波將全空時雜波局域化為特定多普勒通道下的定向有源干擾，然后在空域逐多普勒通道進行自適應(yīng)處理，最后利用頻率質(zhì)心法求取中心風(fēng)速估計。仿真結(jié)果表明，在強雜波背景下，所提方法可以獲得較為精確風(fēng)場速度估計結(jié)果，由于采用了降維結(jié)構(gòu)，較最優(yōu)處理器在運算量上有了明顯減少。
2017, 39(7): 1626-1633.
doi: 10.11999/JEIT161060
摘要:
該文基于憶阻器、憶容器和憶感器的物理模型與記憶機理，提出一種統(tǒng)一形式的記憶器件模型。在此基礎(chǔ)上結(jié)合線性電壓控制浮地阻抗(VCFI)電路與電流積分器，構(gòu)建一種通用的記憶器件模擬器。該電路在拓撲結(jié)構(gòu)保持不變的情況下，通過接入不同性質(zhì)的元件能分別模擬憶阻器、憶容器和憶感器的電學(xué)行為。最后將提出的憶阻器、憶容器和憶感器分別替換RLC串聯(lián)諧振電路中的電阻、電容和電感元件，并從時域和頻域兩方面研究了記憶器件對電路的影響。PSPICE仿真結(jié)果驗證了該模擬器的可行性和有效性。
該文基于憶阻器、憶容器和憶感器的物理模型與記憶機理，提出一種統(tǒng)一形式的記憶器件模型。在此基礎(chǔ)上結(jié)合線性電壓控制浮地阻抗(VCFI)電路與電流積分器，構(gòu)建一種通用的記憶器件模擬器。該電路在拓撲結(jié)構(gòu)保持不變的情況下，通過接入不同性質(zhì)的元件能分別模擬憶阻器、憶容器和憶感器的電學(xué)行為。最后將提出的憶阻器、憶容器和憶感器分別替換RLC串聯(lián)諧振電路中的電阻、電容和電感元件，并從時域和頻域兩方面研究了記憶器件對電路的影響。PSPICE仿真結(jié)果驗證了該模擬器的可行性和有效性。
2017, 39(7): 1634-1639.
doi: 10.11999/JEIT161096
摘要:
反饋環(huán)路是模擬電路中有效容錯的電路結(jié)構(gòu)。反饋電路也因其存儲性能而被廣泛使用于數(shù)字電路的時序電路中，但是反饋電路在數(shù)字電路的組合電路的穩(wěn)定特性鮮少被人研究，尤其是低功耗應(yīng)用。以馬氏隨機場為理論的MRF電路以其低功耗下的高穩(wěn)定性得到研究和關(guān)注，但其電路的反饋結(jié)構(gòu)缺乏理論支持和依據(jù)，因此馬氏隨機場電路的容錯特性未被清晰得以解釋。該文以利用概率CMOS建模概率門來分析MRF核心反饋環(huán)NAND-NAND，從理論上證明了反饋電路輸出的計算正確概率具有遞增且上有界的特點，并數(shù)學(xué)證明了MRF的核心反饋環(huán)電路具有優(yōu)于傳統(tǒng)CMOS電路的容錯性能。其理論推導(dǎo)結(jié)果與測試結(jié)果呈現(xiàn)一致性。
反饋環(huán)路是模擬電路中有效容錯的電路結(jié)構(gòu)。反饋電路也因其存儲性能而被廣泛使用于數(shù)字電路的時序電路中，但是反饋電路在數(shù)字電路的組合電路的穩(wěn)定特性鮮少被人研究，尤其是低功耗應(yīng)用。以馬氏隨機場為理論的MRF電路以其低功耗下的高穩(wěn)定性得到研究和關(guān)注，但其電路的反饋結(jié)構(gòu)缺乏理論支持和依據(jù)，因此馬氏隨機場電路的容錯特性未被清晰得以解釋。該文以利用概率CMOS建模概率門來分析MRF核心反饋環(huán)NAND-NAND，從理論上證明了反饋電路輸出的計算正確概率具有遞增且上有界的特點，并數(shù)學(xué)證明了MRF的核心反饋環(huán)電路具有優(yōu)于傳統(tǒng)CMOS電路的容錯性能。其理論推導(dǎo)結(jié)果與測試結(jié)果呈現(xiàn)一致性。
2017, 39(7): 1640-1645.
doi: 10.11999/JEIT161113
摘要:
納米工藝下，老化效應(yīng)與軟差錯共同引發(fā)的集成電路可靠性問題至關(guān)重要。該文分析偏置溫度不穩(wěn)定性(BTI)，包括負偏置溫度不穩(wěn)定性(NBTI)和正偏置溫度不穩(wěn)定性(PBTI)對軟差錯率的影響，提出從關(guān)鍵電荷值和延遲兩個因素綜合考慮。首先分析BTI效應(yīng)下兩個因素如何變化，推導(dǎo)了延遲受BTI影響的變化模型，介紹關(guān)鍵電荷的變化機理。然后探討將兩個因素結(jié)合到軟差錯率(SER)評估中，推導(dǎo)了融入關(guān)鍵電荷值的SER計算模型，提出將延遲的變化導(dǎo)入到電氣屏蔽中的方法。基于ISCAS89基準電路上的實驗驗證了綜合兩種因素考慮BTI效應(yīng)評估SER的有效性和準確性。
納米工藝下，老化效應(yīng)與軟差錯共同引發(fā)的集成電路可靠性問題至關(guān)重要。該文分析偏置溫度不穩(wěn)定性(BTI)，包括負偏置溫度不穩(wěn)定性(NBTI)和正偏置溫度不穩(wěn)定性(PBTI)對軟差錯率的影響，提出從關(guān)鍵電荷值和延遲兩個因素綜合考慮。首先分析BTI效應(yīng)下兩個因素如何變化，推導(dǎo)了延遲受BTI影響的變化模型，介紹關(guān)鍵電荷的變化機理。然后探討將兩個因素結(jié)合到軟差錯率(SER)評估中，推導(dǎo)了融入關(guān)鍵電荷值的SER計算模型，提出將延遲的變化導(dǎo)入到電氣屏蔽中的方法。基于ISCAS89基準電路上的實驗驗證了綜合兩種因素考慮BTI效應(yīng)評估SER的有效性和準確性。
2017, 39(7): 1646-1650.
doi: 10.11999/JEIT161088
摘要:
該文提出一種基于傳遞函數(shù)的有效方法，可以預(yù)測自偏置PLL電源噪聲引起的抖動性能。PLL的復(fù)制偏置調(diào)整器的電源噪聲敏感度由小信號分析提取，分析表明需要在閉環(huán)帶寬和電源噪聲敏感度之間做權(quán)衡。作為例子，該文分析了一款具體的自偏置PLL電路的電源噪聲性能，該PLL為一款相位插值CDR提供時鐘。所提方法與瞬態(tài)仿真的結(jié)果進行了對比，結(jié)果表明該方法可以預(yù)測周期抖動數(shù)值，具有相當精度。同樣，該方法也對提高自偏置PLL噪聲性能有指導(dǎo)意義。
該文提出一種基于傳遞函數(shù)的有效方法，可以預(yù)測自偏置PLL電源噪聲引起的抖動性能。PLL的復(fù)制偏置調(diào)整器的電源噪聲敏感度由小信號分析提取，分析表明需要在閉環(huán)帶寬和電源噪聲敏感度之間做權(quán)衡。作為例子，該文分析了一款具體的自偏置PLL電路的電源噪聲性能，該PLL為一款相位插值CDR提供時鐘。所提方法與瞬態(tài)仿真的結(jié)果進行了對比，結(jié)果表明該方法可以預(yù)測周期抖動數(shù)值，具有相當精度。同樣，該方法也對提高自偏置PLL噪聲性能有指導(dǎo)意義。
2017, 39(7): 1651-1657.
doi: 10.11999/JEIT160993
摘要:
針對大量出現(xiàn)的未知猝發(fā)類幅相調(diào)制信號，包括PSK, APSK, QAM等，該文提出一種通用的前向載波相位恢復(fù)方法。該方法基于星座對稱性，從星座點的相位信息出發(fā)，構(gòu)造折疊相位(WP)統(tǒng)計量，實現(xiàn)了此類信號無區(qū)分調(diào)制類型，無需訓(xùn)練序列的載波相位盲估計。仿真表明，此方法相比現(xiàn)有算法，相同數(shù)據(jù)量，相同信噪比下優(yōu)勢明顯，靈活性，魯棒性均優(yōu)于現(xiàn)有算法，適合非合作接收條件下猝發(fā)信號處理工程實踐。
針對大量出現(xiàn)的未知猝發(fā)類幅相調(diào)制信號，包括PSK, APSK, QAM等，該文提出一種通用的前向載波相位恢復(fù)方法。該方法基于星座對稱性，從星座點的相位信息出發(fā)，構(gòu)造折疊相位(WP)統(tǒng)計量，實現(xiàn)了此類信號無區(qū)分調(diào)制類型，無需訓(xùn)練序列的載波相位盲估計。仿真表明，此方法相比現(xiàn)有算法，相同數(shù)據(jù)量，相同信噪比下優(yōu)勢明顯，靈活性，魯棒性均優(yōu)于現(xiàn)有算法，適合非合作接收條件下猝發(fā)信號處理工程實踐。
2017, 39(7): 1658-1665.
doi: 10.11999/JEIT160864
摘要:
為了提高MLC NAND Flash的抗誤碼性能，該文提出一種基于優(yōu)化縮短極化碼的MLC NAND Flash差錯控制方法。優(yōu)化縮短極化碼通過優(yōu)化刪減圖樣得到，首先通過比特翻轉(zhuǎn)重排序的方式得到基本刪減圖樣，進而選擇具有更低信道容量的凍結(jié)比特組成優(yōu)化刪減圖樣，使得到的刪減比特全為凍結(jié)比特，可以顯著提高刪減算法的糾錯性能。同時，根據(jù)MLC單元錯誤的不對稱性，采用碼率自適應(yīng)的碼字對FLASH中MSB和LSB進行不等錯誤保護。仿真結(jié)果表明：當誤幀率為10-3時，優(yōu)化縮短極化碼較相同碼長的LDPC碼和基本縮短極化碼分別約有 3.72 ~5.89 dB和1.47~3.49 dB增益；相比基于同一碼率的優(yōu)化縮短極化碼方案，不等錯誤保護的差錯控制方案獲得約0.25 dB增益。
為了提高MLC NAND Flash的抗誤碼性能，該文提出一種基于優(yōu)化縮短極化碼的MLC NAND Flash差錯控制方法。優(yōu)化縮短極化碼通過優(yōu)化刪減圖樣得到，首先通過比特翻轉(zhuǎn)重排序的方式得到基本刪減圖樣，進而選擇具有更低信道容量的凍結(jié)比特組成優(yōu)化刪減圖樣，使得到的刪減比特全為凍結(jié)比特，可以顯著提高刪減算法的糾錯性能。同時，根據(jù)MLC單元錯誤的不對稱性，采用碼率自適應(yīng)的碼字對FLASH中MSB和LSB進行不等錯誤保護。仿真結(jié)果表明：當誤幀率為10-3時，優(yōu)化縮短極化碼較相同碼長的LDPC碼和基本縮短極化碼分別約有 3.72 ~5.89 dB和1.47~3.49 dB增益；相比基于同一碼率的優(yōu)化縮短極化碼方案，不等錯誤保護的差錯控制方案獲得約0.25 dB增益。
2017, 39(7): 1666-1672.
doi: 10.11999/JEIT161045
摘要:
該文針對協(xié)議類型未知條件下非等幀長同步字的盲識別問題，提出一種基于多重分形譜的同步字盲識別算法。首先，在定義有偏性的基礎(chǔ)上，通過分析比較協(xié)議幀、同步字和信息段中0, 1的概率分布，得出協(xié)議幀的有偏性小于同步字的結(jié)論。然后，利用上述結(jié)論并結(jié)合多重分形譜具有描述有偏性分布的特點，通過比較刪減前后待識別序列多重分形譜寬度的變化實現(xiàn)信息段的有效刪減，達到提高同步字濃度的目的。最后，在計算完成刪減的序列中固定長度比特串濃度值分布的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了同步字的準確識別。仿真試驗驗證了所提算法的有效性，表明其具有一定的工程應(yīng)用價值。
該文針對協(xié)議類型未知條件下非等幀長同步字的盲識別問題，提出一種基于多重分形譜的同步字盲識別算法。首先，在定義有偏性的基礎(chǔ)上，通過分析比較協(xié)議幀、同步字和信息段中0, 1的概率分布，得出協(xié)議幀的有偏性小于同步字的結(jié)論。然后，利用上述結(jié)論并結(jié)合多重分形譜具有描述有偏性分布的特點，通過比較刪減前后待識別序列多重分形譜寬度的變化實現(xiàn)信息段的有效刪減，達到提高同步字濃度的目的。最后，在計算完成刪減的序列中固定長度比特串濃度值分布的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了同步字的準確識別。仿真試驗驗證了所提算法的有效性，表明其具有一定的工程應(yīng)用價值。
2017, 39(7): 1673-1680.
doi: 10.11999/JEIT161152
摘要:
為保證異構(gòu)密集網(wǎng)中多個竊聽者聯(lián)合竊聽時宏基站用戶的下行通信安全，該文提出一種抗多竊聽者的協(xié)作安全波束成形方案。該方案通過聯(lián)合設(shè)計宏基站和微基站的最優(yōu)協(xié)作波束成形矢量，使保密信息傳輸速率提升的同時，其他用戶的下行信號進一步干擾竊聽者，從而最大化系統(tǒng)安全速率。為獲得最優(yōu)的協(xié)作波束成形矢量，在考慮其他合法用戶的服務(wù)質(zhì)量及基站功率限制時，對該安全速率最大化問題進行建模。采用半定松弛技術(shù)及Lagrange 對偶理論將原始的非凸優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一系列的半定規(guī)劃問題進行求解。仿真結(jié)果驗證了所提方案的有效性和安全性。
為保證異構(gòu)密集網(wǎng)中多個竊聽者聯(lián)合竊聽時宏基站用戶的下行通信安全，該文提出一種抗多竊聽者的協(xié)作安全波束成形方案。該方案通過聯(lián)合設(shè)計宏基站和微基站的最優(yōu)協(xié)作波束成形矢量，使保密信息傳輸速率提升的同時，其他用戶的下行信號進一步干擾竊聽者，從而最大化系統(tǒng)安全速率。為獲得最優(yōu)的協(xié)作波束成形矢量，在考慮其他合法用戶的服務(wù)質(zhì)量及基站功率限制時，對該安全速率最大化問題進行建模。采用半定松弛技術(shù)及Lagrange 對偶理論將原始的非凸優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一系列的半定規(guī)劃問題進行求解。仿真結(jié)果驗證了所提方案的有效性和安全性。
2017, 39(7): 1681-1687.
doi: 10.11999/JEIT161055
摘要:
已有研究指出，在異步DS-CDMA系統(tǒng)中，每個用戶chip碼元使用常規(guī)7種波形中的雙波形(DW)可以有效地降低多址干擾。該文提出一種基于波形集(WS)設(shè)計降低多址干擾的新方法。對于任意多的用戶，均可以設(shè)計出由常規(guī)7種波形中2種或者3種波形構(gòu)成的WS。相對于DW方法，每個用戶只需要使用WS中的單一波形就可以進一步提升其輸出端的信干噪比(SINR)和誤碼率(BER)性能。該文不僅給出了新方法中使用不同波形用戶接收端的SINR計算公式，同時給出了不同波形用戶改進高斯近似 (IGA)下的BER。理論推導(dǎo)和實驗仿真證實了：IGA與高斯近似 (GA)的BER相比，具有與實際仿真曲線更好的重合度；新方法IGA下BER推導(dǎo)的準確性；基于WS的新方法相對于已有的DW方法可以進一步降低MAI以及提升多用戶的SINR和BER性能。
已有研究指出，在異步DS-CDMA系統(tǒng)中，每個用戶chip碼元使用常規(guī)7種波形中的雙波形(DW)可以有效地降低多址干擾。該文提出一種基于波形集(WS)設(shè)計降低多址干擾的新方法。對于任意多的用戶，均可以設(shè)計出由常規(guī)7種波形中2種或者3種波形構(gòu)成的WS。相對于DW方法，每個用戶只需要使用WS中的單一波形就可以進一步提升其輸出端的信干噪比(SINR)和誤碼率(BER)性能。該文不僅給出了新方法中使用不同波形用戶接收端的SINR計算公式，同時給出了不同波形用戶改進高斯近似 (IGA)下的BER。理論推導(dǎo)和實驗仿真證實了：IGA與高斯近似 (GA)的BER相比，具有與實際仿真曲線更好的重合度；新方法IGA下BER推導(dǎo)的準確性；基于WS的新方法相對于已有的DW方法可以進一步降低MAI以及提升多用戶的SINR和BER性能。
2017, 39(7): 1688-1696.
doi: 10.11999/JEIT161142
摘要:
視頻壓縮感知在采集端資源受限的視頻采集應(yīng)用場景有重要研究意義。重構(gòu)算法是視頻壓縮感知的關(guān)鍵技術(shù)，基于多假設(shè)預(yù)測的預(yù)測-殘差重構(gòu)框架具有良好的重構(gòu)性能。但現(xiàn)有的多假設(shè)預(yù)測算法大多在觀測域提出，這種預(yù)測方法由于受到不重疊分塊的限制，造成了預(yù)測幀的塊效應(yīng)，降低了重構(gòu)質(zhì)量。針對此問題，該文將像素域多假設(shè)預(yù)測與觀測域多假設(shè)預(yù)測相結(jié)合，提出兩級多假設(shè)重構(gòu)思想(2sMHR)，并設(shè)計了基于圖像組(Gw_2sMHR)和基于幀(Fw_2sMHR)的兩種實現(xiàn)方法。仿真結(jié)果表明，所提2sMHR重構(gòu)算法能有效減小塊效應(yīng)，相比于現(xiàn)有最好的多假設(shè)預(yù)測算法具有更低的時間復(fù)雜度和更高的視頻重構(gòu)質(zhì)量。
視頻壓縮感知在采集端資源受限的視頻采集應(yīng)用場景有重要研究意義。重構(gòu)算法是視頻壓縮感知的關(guān)鍵技術(shù)，基于多假設(shè)預(yù)測的預(yù)測-殘差重構(gòu)框架具有良好的重構(gòu)性能。但現(xiàn)有的多假設(shè)預(yù)測算法大多在觀測域提出，這種預(yù)測方法由于受到不重疊分塊的限制，造成了預(yù)測幀的塊效應(yīng)，降低了重構(gòu)質(zhì)量。針對此問題，該文將像素域多假設(shè)預(yù)測與觀測域多假設(shè)預(yù)測相結(jié)合，提出兩級多假設(shè)重構(gòu)思想(2sMHR)，并設(shè)計了基于圖像組(Gw_2sMHR)和基于幀(Fw_2sMHR)的兩種實現(xiàn)方法。仿真結(jié)果表明，所提2sMHR重構(gòu)算法能有效減小塊效應(yīng)，相比于現(xiàn)有最好的多假設(shè)預(yù)測算法具有更低的時間復(fù)雜度和更高的視頻重構(gòu)質(zhì)量。
2017, 39(7): 1697-1703.
doi: 10.11999/JEIT161093
摘要:
針對混合供電的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)彈性光網(wǎng)絡(luò)中，為了降低任播業(yè)務(wù)傳輸?shù)淖枞屎湍芎模撐奶岢鲆环N基于頻譜效率優(yōu)先的沖突感知(CSEFR)任播路由資源分配策略。該策略首先計算任播阻塞率優(yōu)化光路，按頻譜效率優(yōu)先準則對光路重配置排序，用首次命中(FF)方式分配頻譜。如果任播的阻塞率優(yōu)化的光路目的節(jié)點是不可再生能源供電數(shù)據(jù)中心，則預(yù)留此阻塞率優(yōu)化光路，并為任播建立一條連接可再生能源供電數(shù)據(jù)中心頻譜效率次優(yōu)的能耗優(yōu)化光路，使用末端命中(LF)頻譜分配方式；若該阻塞率優(yōu)化光路連接的目的節(jié)點是可再生能源數(shù)據(jù)中心，且與其他任播的能耗優(yōu)化光路頻譜分配沖突，將沖突的任播能耗優(yōu)化光路重配置到其預(yù)留的阻塞率優(yōu)化光路傳輸以解決光路的頻譜沖突問題。仿真結(jié)果表明，論文提出的CSEFR策略能在大幅降低網(wǎng)絡(luò)不可再生能耗的同時，實現(xiàn)阻塞率和能耗折中的路由策略，而且對不同數(shù)據(jù)中心配置的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境具有普適性。
針對混合供電的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)彈性光網(wǎng)絡(luò)中，為了降低任播業(yè)務(wù)傳輸?shù)淖枞屎湍芎模撐奶岢鲆环N基于頻譜效率優(yōu)先的沖突感知(CSEFR)任播路由資源分配策略。該策略首先計算任播阻塞率優(yōu)化光路，按頻譜效率優(yōu)先準則對光路重配置排序，用首次命中(FF)方式分配頻譜。如果任播的阻塞率優(yōu)化的光路目的節(jié)點是不可再生能源供電數(shù)據(jù)中心，則預(yù)留此阻塞率優(yōu)化光路，并為任播建立一條連接可再生能源供電數(shù)據(jù)中心頻譜效率次優(yōu)的能耗優(yōu)化光路，使用末端命中(LF)頻譜分配方式；若該阻塞率優(yōu)化光路連接的目的節(jié)點是可再生能源數(shù)據(jù)中心，且與其他任播的能耗優(yōu)化光路頻譜分配沖突，將沖突的任播能耗優(yōu)化光路重配置到其預(yù)留的阻塞率優(yōu)化光路傳輸以解決光路的頻譜沖突問題。仿真結(jié)果表明，論文提出的CSEFR策略能在大幅降低網(wǎng)絡(luò)不可再生能耗的同時，實現(xiàn)阻塞率和能耗折中的路由策略，而且對不同數(shù)據(jù)中心配置的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境具有普適性。
2017, 39(7): 1704-1710.
doi: 10.11999/JEIT161185
摘要:
MORUS算法是CAESAR競賽第3輪的候選認證加密算法之一，該文評估了MORUS-640-128算法對碰撞攻擊的安全性。由碰撞關(guān)系確定一系列非線性方程，采用分塊分析的方法，從非線性方程中找到消息字差分間的信息泄漏規(guī)律，首次給出了算法在兩步后發(fā)生碰撞的必要條件集，確定了輸入差分的字分布情況。在此基礎(chǔ)上，將碰撞的必要條件轉(zhuǎn)化成偽布爾函數(shù)最優(yōu)化問題，利用混合整數(shù)規(guī)劃模型進行求解。實驗結(jié)果顯示算法發(fā)生碰撞時，輸入差的漢明重量至少為28，其碰撞概率小于2-140 ，得到了比文獻[7]更緊致的概率上界(原為2-130)。結(jié)果表明MORUS-640-128算法具備良好的抗碰撞攻擊能力。
MORUS算法是CAESAR競賽第3輪的候選認證加密算法之一，該文評估了MORUS-640-128算法對碰撞攻擊的安全性。由碰撞關(guān)系確定一系列非線性方程，采用分塊分析的方法，從非線性方程中找到消息字差分間的信息泄漏規(guī)律，首次給出了算法在兩步后發(fā)生碰撞的必要條件集，確定了輸入差分的字分布情況。在此基礎(chǔ)上，將碰撞的必要條件轉(zhuǎn)化成偽布爾函數(shù)最優(yōu)化問題，利用混合整數(shù)規(guī)劃模型進行求解。實驗結(jié)果顯示算法發(fā)生碰撞時，輸入差的漢明重量至少為28，其碰撞概率小于2-140 ，得到了比文獻[7]更緊致的概率上界(原為2-130)。結(jié)果表明MORUS-640-128算法具備良好的抗碰撞攻擊能力。
2017, 39(7): 1711-1718.
doi: 10.11999/JEIT161043
摘要:
為了有效地保證智能電網(wǎng)中業(yè)務(wù)的隔離性和解決智能電網(wǎng)無線資源高效分配問題，該文借助網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，提出一種面向電力無線虛擬專網(wǎng)的資源優(yōu)化分配機制。首先，根據(jù)電力無線專網(wǎng)的特點，提出電力無線專網(wǎng)虛擬化系統(tǒng)模型，并通過建立網(wǎng)絡(luò)模型抽象物理無線資源，實現(xiàn)資源共享；然后，綜合網(wǎng)絡(luò)成本、利潤、業(yè)務(wù)隔離性約束、回程容量約束、QoS約束等因素，提出配用電接入網(wǎng)無線資源分配模型，且設(shè)計一種禁忌搜索的算法，在滿足業(yè)務(wù)隔離和業(yè)務(wù)QoS要求的情況下，解決了配用電無線專網(wǎng)最優(yōu)化虛擬資源分配。仿真實驗表明，該文提出的基于禁忌搜索的電力無線虛擬專網(wǎng)資源優(yōu)化分配機制，在滿足業(yè)務(wù)QoS要求的情況下，降低了基站能耗，并提高了網(wǎng)絡(luò)運行的經(jīng)濟效益。
為了有效地保證智能電網(wǎng)中業(yè)務(wù)的隔離性和解決智能電網(wǎng)無線資源高效分配問題，該文借助網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，提出一種面向電力無線虛擬專網(wǎng)的資源優(yōu)化分配機制。首先，根據(jù)電力無線專網(wǎng)的特點，提出電力無線專網(wǎng)虛擬化系統(tǒng)模型，并通過建立網(wǎng)絡(luò)模型抽象物理無線資源，實現(xiàn)資源共享；然后，綜合網(wǎng)絡(luò)成本、利潤、業(yè)務(wù)隔離性約束、回程容量約束、QoS約束等因素，提出配用電接入網(wǎng)無線資源分配模型，且設(shè)計一種禁忌搜索的算法，在滿足業(yè)務(wù)隔離和業(yè)務(wù)QoS要求的情況下，解決了配用電無線專網(wǎng)最優(yōu)化虛擬資源分配。仿真實驗表明，該文提出的基于禁忌搜索的電力無線虛擬專網(wǎng)資源優(yōu)化分配機制，在滿足業(yè)務(wù)QoS要求的情況下，降低了基站能耗，并提高了網(wǎng)絡(luò)運行的經(jīng)濟效益。
2017, 39(7): 1719-1726.
doi: 10.11999/JEIT161182
摘要:
在帶有噪聲干擾的車輛異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，針對當前基于決策樹的垂直切換算法存在切換精準性不高的問題，該文詳細分析并給出當前算法決策過程中存在的錯誤判決概率，提出一種基于決策樹的穩(wěn)健垂直切換算法。首先，采用卡爾曼濾波算法，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)屬性的預(yù)測值和當前測量值，并結(jié)合它們各自的噪聲偏差，做出更準確的網(wǎng)絡(luò)屬性估計。其次，針對少量網(wǎng)絡(luò)屬性值出現(xiàn)在判決門限附近的情況，提出概率閾值區(qū)間法，通過二次檢測提高算法判決的準確性。仿真結(jié)果表明，所提算法提高了切換判決精準性和網(wǎng)絡(luò)總吞吐量，降低了乒乓效應(yīng)和切換失敗率，并得到了與傳統(tǒng)算法同階的時間復(fù)雜度性能結(jié)果。
在帶有噪聲干擾的車輛異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，針對當前基于決策樹的垂直切換算法存在切換精準性不高的問題，該文詳細分析并給出當前算法決策過程中存在的錯誤判決概率，提出一種基于決策樹的穩(wěn)健垂直切換算法。首先，采用卡爾曼濾波算法，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)屬性的預(yù)測值和當前測量值，并結(jié)合它們各自的噪聲偏差，做出更準確的網(wǎng)絡(luò)屬性估計。其次，針對少量網(wǎng)絡(luò)屬性值出現(xiàn)在判決門限附近的情況，提出概率閾值區(qū)間法，通過二次檢測提高算法判決的準確性。仿真結(jié)果表明，所提算法提高了切換判決精準性和網(wǎng)絡(luò)總吞吐量，降低了乒乓效應(yīng)和切換失敗率，并得到了與傳統(tǒng)算法同階的時間復(fù)雜度性能結(jié)果。
2017, 39(7): 1727-1734.
doi: 10.11999/JEIT160820
摘要:
控制時延、控制平面的生存性和控制平面的控制冗余程度是軟件定義光網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)性能是否良好的重要判斷依據(jù)。該文提出時延約束下的控制器生存性部署方法，該方法充分考慮時延、生存性和控制器冗余等網(wǎng)絡(luò)性能因素，在用戶指定時延的前提下，確保每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點至少有兩條控制鏈路，以提高控制平面的生存性。同時，保證使用盡可能少的部署節(jié)點完成整個網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，以減少控制平面的控制冗余。仿真表明，該方法能夠有效地減少控制時延，提高控制平面的生存性，并減少控制器的部署個數(shù)，降低控制冗余，有效地提高了軟件定義光網(wǎng)絡(luò)的整體網(wǎng)絡(luò)性能。該方法保證至少兩條控制鏈路與C-MPC算法起到了相同的保護作用，與MCC算法相比，使SDON網(wǎng)絡(luò)控制平面可靠性提高了20%。同時，在指定時延10 ms的約束條件下，在NSF和COST239網(wǎng)絡(luò)中，與C-MPC算法相比所提算法分別減少了88%和75%的控制器部署。
控制時延、控制平面的生存性和控制平面的控制冗余程度是軟件定義光網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)性能是否良好的重要判斷依據(jù)。該文提出時延約束下的控制器生存性部署方法，該方法充分考慮時延、生存性和控制器冗余等網(wǎng)絡(luò)性能因素，在用戶指定時延的前提下，確保每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點至少有兩條控制鏈路，以提高控制平面的生存性。同時，保證使用盡可能少的部署節(jié)點完成整個網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，以減少控制平面的控制冗余。仿真表明，該方法能夠有效地減少控制時延，提高控制平面的生存性，并減少控制器的部署個數(shù)，降低控制冗余，有效地提高了軟件定義光網(wǎng)絡(luò)的整體網(wǎng)絡(luò)性能。該方法保證至少兩條控制鏈路與C-MPC算法起到了相同的保護作用，與MCC算法相比，使SDON網(wǎng)絡(luò)控制平面可靠性提高了20%。同時，在指定時延10 ms的約束條件下，在NSF和COST239網(wǎng)絡(luò)中，與C-MPC算法相比所提算法分別減少了88%和75%的控制器部署。
2017, 39(7): 1735-1740.
doi: 10.11999/JEIT161237
摘要:
經(jīng)典MDS-MAP算法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位中存在誤差較大及計算量隨網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大而急劇增加的缺點。該文設(shè)計了基于自身和鄰居節(jié)點剩余能量大小的成簇方法，形成的簇具有適當節(jié)點連接度和簇大小，降低了下一步定位算法的計算量和誤差。然后對于僅有連通信息的簇內(nèi)節(jié)點，利用時間差測距方法獲得簇首與其他單跳節(jié)點間距離。提出多跳節(jié)點間距離誤差校正算法，利用相鄰節(jié)點的幾何關(guān)系及節(jié)點連接度信息，獲得簇內(nèi)多跳間隔節(jié)點距離。采用多維標度技術(shù)計算各簇內(nèi)節(jié)點相對坐標，融合簇間坐標并通過錨節(jié)點轉(zhuǎn)換為絕對坐標，最終實現(xiàn)節(jié)點的定位。所提方法通過能量分簇及多跳間隔節(jié)點加權(quán)幾何距離校正算法，相對于經(jīng)典多維標度算法定位提供更準確的節(jié)點間距離信息，能夠在進一步提高定位精度的基礎(chǔ)上降低無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位功耗。
經(jīng)典MDS-MAP算法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位中存在誤差較大及計算量隨網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大而急劇增加的缺點。該文設(shè)計了基于自身和鄰居節(jié)點剩余能量大小的成簇方法，形成的簇具有適當節(jié)點連接度和簇大小，降低了下一步定位算法的計算量和誤差。然后對于僅有連通信息的簇內(nèi)節(jié)點，利用時間差測距方法獲得簇首與其他單跳節(jié)點間距離。提出多跳節(jié)點間距離誤差校正算法，利用相鄰節(jié)點的幾何關(guān)系及節(jié)點連接度信息，獲得簇內(nèi)多跳間隔節(jié)點距離。采用多維標度技術(shù)計算各簇內(nèi)節(jié)點相對坐標，融合簇間坐標并通過錨節(jié)點轉(zhuǎn)換為絕對坐標，最終實現(xiàn)節(jié)點的定位。所提方法通過能量分簇及多跳間隔節(jié)點加權(quán)幾何距離校正算法，相對于經(jīng)典多維標度算法定位提供更準確的節(jié)點間距離信息，能夠在進一步提高定位精度的基礎(chǔ)上降低無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位功耗。
2017, 39(7): 1741-1747.
doi: 10.11999/JEIT160971
摘要:
針對當前可查詢加密方案大多不支持模糊查詢的不足，并且無法應(yīng)對惡意服務(wù)器的威脅，云計算亟需為用戶提供一種允許拼寫錯誤并且可以驗證查詢結(jié)果正確性的加密方案。同時考慮到云存儲中數(shù)據(jù)經(jīng)常更新，提出一種動態(tài)云存儲中支持可驗證的模糊查詢加密方案。該方案通過編輯距離生成模糊關(guān)鍵詞集，并基于偽隨機函數(shù)、隨機排列函數(shù)等技術(shù)構(gòu)建安全索引，從而保護用戶的數(shù)據(jù)隱私。通過RSA累加器和哈希函數(shù)驗證查詢結(jié)果的正確性，用于檢測惡意攻擊者的非法行為。安全分析證明該方案能夠保護用戶的隱私安全，并具有可驗證性。實驗結(jié)果表明該方案具有可行性與有效性。
針對當前可查詢加密方案大多不支持模糊查詢的不足，并且無法應(yīng)對惡意服務(wù)器的威脅，云計算亟需為用戶提供一種允許拼寫錯誤并且可以驗證查詢結(jié)果正確性的加密方案。同時考慮到云存儲中數(shù)據(jù)經(jīng)常更新，提出一種動態(tài)云存儲中支持可驗證的模糊查詢加密方案。該方案通過編輯距離生成模糊關(guān)鍵詞集，并基于偽隨機函數(shù)、隨機排列函數(shù)等技術(shù)構(gòu)建安全索引，從而保護用戶的數(shù)據(jù)隱私。通過RSA累加器和哈希函數(shù)驗證查詢結(jié)果的正確性，用于檢測惡意攻擊者的非法行為。安全分析證明該方案能夠保護用戶的隱私安全，并具有可驗證性。實驗結(jié)果表明該方案具有可行性與有效性。
2017, 39(7): 1748-1758.
doi: 10.11999/JEIT161004
摘要:
作為清潔能源的一種形式，風(fēng)力發(fā)電目前在全世界受到高度關(guān)注。研究表明風(fēng)電場可能對航管監(jiān)視、氣象觀測等雷達設(shè)備產(chǎn)生顯著影響。該文在介紹風(fēng)輪機雷達散射特性及其微動特征的基礎(chǔ)上，從影響評估與干擾抑制兩個方面系統(tǒng)分析了風(fēng)電場對航管監(jiān)視及氣象觀測等雷達設(shè)備的影響，對現(xiàn)有的影響評估方法與干擾抑制算法進行了梳理，提出了其中的關(guān)鍵技術(shù)和尚待解決的問題，給出了后續(xù)可能的發(fā)展方向與展望。
作為清潔能源的一種形式，風(fēng)力發(fā)電目前在全世界受到高度關(guān)注。研究表明風(fēng)電場可能對航管監(jiān)視、氣象觀測等雷達設(shè)備產(chǎn)生顯著影響。該文在介紹風(fēng)輪機雷達散射特性及其微動特征的基礎(chǔ)上，從影響評估與干擾抑制兩個方面系統(tǒng)分析了風(fēng)電場對航管監(jiān)視及氣象觀測等雷達設(shè)備的影響，對現(xiàn)有的影響評估方法與干擾抑制算法進行了梳理，提出了其中的關(guān)鍵技術(shù)和尚待解決的問題，給出了后續(xù)可能的發(fā)展方向與展望。
2017, 39(7): 1759-1763.
doi: 10.11999/JEIT160860
摘要:
針對脈沖骨架周期固定的雷達脈沖信號輻射源無源定位問題，該文提出一種基于虛擬時差的運動陣列空間無源定位算法，采用運動單陣列接收目標輻射源信號，通過多次測量偵察站不同位置的脈沖到達時間來估計目標輻射源位置。分別針對脈沖骨架周期已知和未知兩種情況，提出了一種基于高階統(tǒng)計量的無源定位算法，并推導(dǎo)了不同情況下定位精度的克拉美羅界。仿真實驗表明，不同情況下定位算法定位精度逼近克拉美羅界，且脈沖骨架周期已知時虛擬時差無源定位算法定位精度優(yōu)于同孔徑實陣列TDOA無源定位算法定位精度，脈沖骨架周期未知時虛擬時差無源定位算法定位精度低于同孔徑實陣列TDOA無源定位算法定位精度。
針對脈沖骨架周期固定的雷達脈沖信號輻射源無源定位問題，該文提出一種基于虛擬時差的運動陣列空間無源定位算法，采用運動單陣列接收目標輻射源信號，通過多次測量偵察站不同位置的脈沖到達時間來估計目標輻射源位置。分別針對脈沖骨架周期已知和未知兩種情況，提出了一種基于高階統(tǒng)計量的無源定位算法，并推導(dǎo)了不同情況下定位精度的克拉美羅界。仿真實驗表明，不同情況下定位算法定位精度逼近克拉美羅界，且脈沖骨架周期已知時虛擬時差無源定位算法定位精度優(yōu)于同孔徑實陣列TDOA無源定位算法定位精度，脈沖骨架周期未知時虛擬時差無源定位算法定位精度低于同孔徑實陣列TDOA無源定位算法定位精度。
2017, 39(7): 1764-1768.
doi: 10.11999/JEIT160758
摘要:
該文基于互補天線的原理，研究了一種基于印刷振子和圓形微帶貼片的雙極化天線單元，其中印刷振子為電流輻射源，圓形微帶貼片等效為磁流輻射源，它們分別組成了兩個極化端口，在空間形成雙極化的輻射場。采用全波電磁仿真技術(shù)對該天線結(jié)構(gòu)進行了電磁仿真和優(yōu)化設(shè)計，仿真結(jié)果表明，在工作頻帶范圍內(nèi)，所設(shè)計的雙極化天線的隔離度達到22 dB以上，在主輻射方向的交叉極化電平低于-20 dB。加工了雙極化天線單元并進行了測試，其電壓駐波比、端口隔離度和交叉極化電平均滿足雙極化天線的技術(shù)指標要求，驗證了該雙極化天線設(shè)計的可行性。
該文基于互補天線的原理，研究了一種基于印刷振子和圓形微帶貼片的雙極化天線單元，其中印刷振子為電流輻射源，圓形微帶貼片等效為磁流輻射源，它們分別組成了兩個極化端口，在空間形成雙極化的輻射場。采用全波電磁仿真技術(shù)對該天線結(jié)構(gòu)進行了電磁仿真和優(yōu)化設(shè)計，仿真結(jié)果表明，在工作頻帶范圍內(nèi)，所設(shè)計的雙極化天線的隔離度達到22 dB以上，在主輻射方向的交叉極化電平低于-20 dB。加工了雙極化天線單元并進行了測試，其電壓駐波比、端口隔離度和交叉極化電平均滿足雙極化天線的技術(shù)指標要求，驗證了該雙極化天線設(shè)計的可行性。
2017, 39(7): 1769-1773.
doi: 10.11999/JEIT160819
摘要:
為加強短波裝備遠距離通信和電子對抗的干擾能力，須提高近地架設(shè)的寬帶短波相控陣天線的性能，該文首先利用矩量法建立分析天線陣列的基本框架，然后再結(jié)合空域格林函數(shù)將天線剖分子模的輻射場分解成自由空間部分和含索末菲積分的部分，前者可以直接得到閉式表達，后者采用二級離散復(fù)鏡像方法得到近似解，經(jīng)過處理，阻抗矩陣填充速度極大提高。然后基于阻抗矩陣，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)理論并利用量子粒子群優(yōu)化方法(QPSO)對陣列的激勵相位進行優(yōu)化，以控制波束指向和提高增益，能夠在電離層參數(shù)隨時空變化情況下，靈活地完成點對點天波傳播，有較高的實際應(yīng)用價值。
為加強短波裝備遠距離通信和電子對抗的干擾能力，須提高近地架設(shè)的寬帶短波相控陣天線的性能，該文首先利用矩量法建立分析天線陣列的基本框架，然后再結(jié)合空域格林函數(shù)將天線剖分子模的輻射場分解成自由空間部分和含索末菲積分的部分，前者可以直接得到閉式表達，后者采用二級離散復(fù)鏡像方法得到近似解，經(jīng)過處理，阻抗矩陣填充速度極大提高。然后基于阻抗矩陣，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)理論并利用量子粒子群優(yōu)化方法(QPSO)對陣列的激勵相位進行優(yōu)化，以控制波束指向和提高增益，能夠在電離層參數(shù)隨時空變化情況下，靈活地完成點對點天波傳播，有較高的實際應(yīng)用價值。
2017, 39(7): 1774-1778.
doi: 10.11999/JEIT161084
摘要:
針對傳感器系統(tǒng)誤差和觀測目標不完全一致的情況下目標航跡關(guān)聯(lián)中魯棒性問題，該文提出一種基于t分布混合模型的抗差關(guān)聯(lián)算法。將航跡關(guān)聯(lián)問題轉(zhuǎn)化為圖像匹配中的非剛性點集匹配問題，針對非共同觀測目標影響關(guān)聯(lián)性能的問題，將非共同觀測目標的航跡視為圖像匹配中的異常點，建立了對異常點具有更好魯棒性的重拖尾t分布混合模型，利用期望最大化(EM)算法求解t分布混合模型的閉合解，在求解中為了確保航跡點間的運動一致性(CPD)，加入Tikhonov正則項。最后通過實驗仿真驗證，所提算法在系統(tǒng)誤差和觀測目標不完全一致情況下的魯棒性和有效性。
針對傳感器系統(tǒng)誤差和觀測目標不完全一致的情況下目標航跡關(guān)聯(lián)中魯棒性問題，該文提出一種基于t分布混合模型的抗差關(guān)聯(lián)算法。將航跡關(guān)聯(lián)問題轉(zhuǎn)化為圖像匹配中的非剛性點集匹配問題，針對非共同觀測目標影響關(guān)聯(lián)性能的問題，將非共同觀測目標的航跡視為圖像匹配中的異常點，建立了對異常點具有更好魯棒性的重拖尾t分布混合模型，利用期望最大化(EM)算法求解t分布混合模型的閉合解，在求解中為了確保航跡點間的運動一致性(CPD)，加入Tikhonov正則項。最后通過實驗仿真驗證，所提算法在系統(tǒng)誤差和觀測目標不完全一致情況下的魯棒性和有效性。
