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2017年 第39卷 第8期
2017, 39(8): 1779-1787.
doi: 10.11999/JEIT161172
摘要:
在采用偏好NSGAII算法求解多子區(qū)域重點覆蓋的短波網(wǎng)絡(luò)頻率優(yōu)化指配時，針對算法中非支配排序耗時較多的問題，該文提出一種偏好排序淘汰的NSGAII算法。在進行非支配排序前，根據(jù)解的偏好評價排序結(jié)果淘汰一部分偏好評價較差的解，減少參與非支配排序的解的數(shù)量從而減少求解時間，同時降低偏好評價結(jié)果較差的個體解被選中進行交叉、變異的概率，提高算法的求解效率和求解效果。在進行的48組數(shù)據(jù)測試中，該文算法在其中38組決策解偏好評價結(jié)果和求解時間同時最優(yōu)，相同迭代次數(shù)時相比偏好NSGAII算法節(jié)省27%的求解時間。結(jié)果表明通過偏好排序淘汰機制的引入，更好利用了偏好信息，使算法用較少的時間求得更好的偏好解。
在采用偏好NSGAII算法求解多子區(qū)域重點覆蓋的短波網(wǎng)絡(luò)頻率優(yōu)化指配時，針對算法中非支配排序耗時較多的問題，該文提出一種偏好排序淘汰的NSGAII算法。在進行非支配排序前，根據(jù)解的偏好評價排序結(jié)果淘汰一部分偏好評價較差的解，減少參與非支配排序的解的數(shù)量從而減少求解時間，同時降低偏好評價結(jié)果較差的個體解被選中進行交叉、變異的概率，提高算法的求解效率和求解效果。在進行的48組數(shù)據(jù)測試中，該文算法在其中38組決策解偏好評價結(jié)果和求解時間同時最優(yōu)，相同迭代次數(shù)時相比偏好NSGAII算法節(jié)省27%的求解時間。結(jié)果表明通過偏好排序淘汰機制的引入，更好利用了偏好信息，使算法用較少的時間求得更好的偏好解。
2017, 39(8): 1788-1795.
doi: 10.11999/JEIT161211
摘要:
數(shù)字模擬混合預(yù)編碼可以用較少的射頻逼近全數(shù)字預(yù)編碼的性能，可以用來解決毫米波大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中由于射頻鏈路過多造成的硬件損耗和校準問題。為解決傳統(tǒng)混合預(yù)編碼結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)的缺點，該文的混合預(yù)編碼研究基于一種簡單的固定子連接結(jié)構(gòu)。推導了系統(tǒng)可達速率最大，模擬預(yù)編碼矩陣應(yīng)滿足的條件，從而將混合預(yù)編碼矩陣設(shè)計問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題。采用鳥群算法(BSA)解決此優(yōu)化問題，求得最優(yōu)的預(yù)編碼矩陣。針對模擬移相器分辨率有限的情況，提出一種直接量化的解決方案和一種基于改進的離散BSA的解決方案。仿真結(jié)果表明，所提算法能夠基于簡單結(jié)構(gòu)實現(xiàn)較好的性能；移相器分辨率有限情況下，所提的兩種解決方案都是有效的，且基于離散BSA的方案在分辨率較低時性能更優(yōu)。
數(shù)字模擬混合預(yù)編碼可以用較少的射頻逼近全數(shù)字預(yù)編碼的性能，可以用來解決毫米波大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中由于射頻鏈路過多造成的硬件損耗和校準問題。為解決傳統(tǒng)混合預(yù)編碼結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)的缺點，該文的混合預(yù)編碼研究基于一種簡單的固定子連接結(jié)構(gòu)。推導了系統(tǒng)可達速率最大，模擬預(yù)編碼矩陣應(yīng)滿足的條件，從而將混合預(yù)編碼矩陣設(shè)計問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題。采用鳥群算法(BSA)解決此優(yōu)化問題，求得最優(yōu)的預(yù)編碼矩陣。針對模擬移相器分辨率有限的情況，提出一種直接量化的解決方案和一種基于改進的離散BSA的解決方案。仿真結(jié)果表明，所提算法能夠基于簡單結(jié)構(gòu)實現(xiàn)較好的性能；移相器分辨率有限情況下，所提的兩種解決方案都是有效的，且基于離散BSA的方案在分辨率較低時性能更優(yōu)。
2017, 39(8): 1796-1803.
doi: 10.11999/JEIT161265
摘要:
該文針對協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò)場景，提出一種基于索引調(diào)制正交頻分復(fù)用(OFDM-IM)的新型協(xié)作中繼設(shè)計方法。該方法將OFDM-IM技術(shù)應(yīng)用于從用戶發(fā)送端，將從用戶的傳輸空間劃分為信號空間和索引空間。從用戶在其信號空間上轉(zhuǎn)發(fā)主用戶的信息，同時在索引空間傳輸從用戶信息。通過這種方式，主、從用戶之間不存在相互干擾。針對此模型，該文分析了主、從用戶的誤碼率，理論推導了相關(guān)表達式，并討論了從用戶的位置對主、從用戶性能的影響。仿真結(jié)果表明，該文所提設(shè)計方法能夠同時提升主、從用戶的誤碼率性能，且均優(yōu)于傳統(tǒng)的基于OFDM的協(xié)作中繼方式。
該文針對協(xié)作認知無線電網(wǎng)絡(luò)場景，提出一種基于索引調(diào)制正交頻分復(fù)用(OFDM-IM)的新型協(xié)作中繼設(shè)計方法。該方法將OFDM-IM技術(shù)應(yīng)用于從用戶發(fā)送端，將從用戶的傳輸空間劃分為信號空間和索引空間。從用戶在其信號空間上轉(zhuǎn)發(fā)主用戶的信息，同時在索引空間傳輸從用戶信息。通過這種方式，主、從用戶之間不存在相互干擾。針對此模型，該文分析了主、從用戶的誤碼率，理論推導了相關(guān)表達式，并討論了從用戶的位置對主、從用戶性能的影響。仿真結(jié)果表明，該文所提設(shè)計方法能夠同時提升主、從用戶的誤碼率性能，且均優(yōu)于傳統(tǒng)的基于OFDM的協(xié)作中繼方式。
2017, 39(8): 1804-1811.
doi: 10.11999/JEIT161197
摘要:
該文針對應(yīng)用非正交多址接入(NOMA)技術(shù)的多輸入多輸出(MIMO)下行通信系統(tǒng)，在考慮誤差傳播進行理論分析的基礎(chǔ)上，提出一種基于距離和空間相關(guān)度的用戶匹配準則，并對基站的發(fā)射功率分配進行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，所提方法能夠在提高系統(tǒng)可容納用戶數(shù)的同時保證好的系統(tǒng)的和速率性能。
該文針對應(yīng)用非正交多址接入(NOMA)技術(shù)的多輸入多輸出(MIMO)下行通信系統(tǒng)，在考慮誤差傳播進行理論分析的基礎(chǔ)上，提出一種基于距離和空間相關(guān)度的用戶匹配準則，并對基站的發(fā)射功率分配進行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，所提方法能夠在提高系統(tǒng)可容納用戶數(shù)的同時保證好的系統(tǒng)的和速率性能。
2017, 39(8): 1812-1818.
doi: 10.11999/JEIT161322
摘要:
為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)分配，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，滿足用戶業(yè)務(wù)多樣性帶來的切片網(wǎng)絡(luò)差異需求，該文提出一種基于網(wǎng)絡(luò)效用最大化的虛擬資源分配算法。該算法采用商業(yè)化模式將頻譜資源作為收益載體，并對不同切片網(wǎng)絡(luò)進行差異化定價。同時將計算資源和回程鏈路作為開銷，還考慮了切片網(wǎng)絡(luò)對計算資源和頻譜資源的差異性需求，最后以最大化網(wǎng)絡(luò)收益建立效用模型。并通過拉格朗日對偶分解設(shè)計了分布式迭代算法對效用模型進行求解。仿真結(jié)果表明，該算法提高了服務(wù)用戶比例，并使得網(wǎng)絡(luò)資源獲得最大收益。
為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)分配，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，滿足用戶業(yè)務(wù)多樣性帶來的切片網(wǎng)絡(luò)差異需求，該文提出一種基于網(wǎng)絡(luò)效用最大化的虛擬資源分配算法。該算法采用商業(yè)化模式將頻譜資源作為收益載體，并對不同切片網(wǎng)絡(luò)進行差異化定價。同時將計算資源和回程鏈路作為開銷，還考慮了切片網(wǎng)絡(luò)對計算資源和頻譜資源的差異性需求，最后以最大化網(wǎng)絡(luò)收益建立效用模型。并通過拉格朗日對偶分解設(shè)計了分布式迭代算法對效用模型進行求解。仿真結(jié)果表明，該算法提高了服務(wù)用戶比例，并使得網(wǎng)絡(luò)資源獲得最大收益。
2017, 39(8): 1819-1825.
doi: 10.11999/JEIT161159
摘要:
針對彈性光網(wǎng)絡(luò)中多鏈路故障100%保護的資源消耗冗余度較高的問題，該文提出一種最小故障風險損失的概率保護(MFRL-PP)策略，在多鏈路故障時為業(yè)務(wù)提供高效率的概率保護。在MFRL-PP策略中，該文設(shè)計了一個綜合考慮鏈路負載和故障風險的代價函數(shù)，為業(yè)務(wù)選擇故障風險小且頻譜資源消耗少的概率保護光路。當最小故障風險路徑無法傳輸時，為進一步降低概率保護光路的故障風險損失，該文還設(shè)計了一種非對稱業(yè)務(wù)流分流的最小故障風險損失概率保護機制，以便選擇故障風險損失最小的分流路徑組作為傳輸光路。同時，在傳輸光路的頻譜分配階段，提出了基于最大頻譜重合度的可用頻譜塊選擇策略，以減少頻譜碎片的產(chǎn)生。仿真結(jié)果表明所提策略不僅有效地提升了頻譜利用率，還較好地實現(xiàn)了帶寬阻塞率與故障風險的平衡。
針對彈性光網(wǎng)絡(luò)中多鏈路故障100%保護的資源消耗冗余度較高的問題，該文提出一種最小故障風險損失的概率保護(MFRL-PP)策略，在多鏈路故障時為業(yè)務(wù)提供高效率的概率保護。在MFRL-PP策略中，該文設(shè)計了一個綜合考慮鏈路負載和故障風險的代價函數(shù)，為業(yè)務(wù)選擇故障風險小且頻譜資源消耗少的概率保護光路。當最小故障風險路徑無法傳輸時，為進一步降低概率保護光路的故障風險損失，該文還設(shè)計了一種非對稱業(yè)務(wù)流分流的最小故障風險損失概率保護機制，以便選擇故障風險損失最小的分流路徑組作為傳輸光路。同時，在傳輸光路的頻譜分配階段，提出了基于最大頻譜重合度的可用頻譜塊選擇策略，以減少頻譜碎片的產(chǎn)生。仿真結(jié)果表明所提策略不僅有效地提升了頻譜利用率，還較好地實現(xiàn)了帶寬阻塞率與故障風險的平衡。
2017, 39(8): 1826-1834.
doi: 10.11999/JEIT161269
摘要:
針對傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)(WLAN)室內(nèi)定位系統(tǒng)中因參考點密集分布及逐點信號采集所帶來的位置指紋數(shù)據(jù)庫構(gòu)建工作量繁重的問題，該文提出一種基于混合半監(jiān)督流形學習和3次樣條插值的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方法。該方法利用少量標記數(shù)據(jù)和大量未標記數(shù)據(jù)求解定位目標函數(shù)的最優(yōu)解，同時根據(jù)高維信號強度空間與低維物理位置空間的映射關(guān)系，實現(xiàn)對未標記數(shù)據(jù)的位置標定。大量實驗結(jié)果表明，該方法能夠在保證較高定位精度的同時，顯著降低位置指紋數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建開銷。
針對傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)(WLAN)室內(nèi)定位系統(tǒng)中因參考點密集分布及逐點信號采集所帶來的位置指紋數(shù)據(jù)庫構(gòu)建工作量繁重的問題，該文提出一種基于混合半監(jiān)督流形學習和3次樣條插值的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方法。該方法利用少量標記數(shù)據(jù)和大量未標記數(shù)據(jù)求解定位目標函數(shù)的最優(yōu)解，同時根據(jù)高維信號強度空間與低維物理位置空間的映射關(guān)系，實現(xiàn)對未標記數(shù)據(jù)的位置標定。大量實驗結(jié)果表明，該方法能夠在保證較高定位精度的同時，顯著降低位置指紋數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建開銷。
2017, 39(8): 1835-1840.
doi: 10.11999/JEIT161190
摘要:
為解決傳統(tǒng)非接觸式靜電儀工作時振動或旋轉(zhuǎn)部件裸露在外，無法在靜電高危區(qū)域使用，難以測量運動人體帶電情況等難題，該文研制出基于MEMS電場傳感器的非接觸式靜電測量裝置。提出一種新型檢測電極與敏感芯片相連結(jié)構(gòu)，顯著增大了電場感應(yīng)面積，增強了靈敏度。設(shè)計11個檢測電極分布式布置形成門體結(jié)構(gòu)，成功實現(xiàn)人體頭、肩、臂、手、腿、腳部位在運動過程中帶電情況的同時測量?；诮饘俜抡鎺щ娙梭w，提出模擬應(yīng)用現(xiàn)場的標定方法，準確實現(xiàn)了靜電安檢門的標定。該靜電測量裝置具有無裸露可動部件、安全性高、環(huán)境適應(yīng)性強等突出優(yōu)點，滿足粉塵濃度高、易燃油氣濃度高等惡劣環(huán)境下的使用需求。試驗結(jié)果表明，該裝置測量范圍為-30~30 kV，分辨力優(yōu)于50 V，總不確定度優(yōu)于3%。
為解決傳統(tǒng)非接觸式靜電儀工作時振動或旋轉(zhuǎn)部件裸露在外，無法在靜電高危區(qū)域使用，難以測量運動人體帶電情況等難題，該文研制出基于MEMS電場傳感器的非接觸式靜電測量裝置。提出一種新型檢測電極與敏感芯片相連結(jié)構(gòu)，顯著增大了電場感應(yīng)面積，增強了靈敏度。設(shè)計11個檢測電極分布式布置形成門體結(jié)構(gòu)，成功實現(xiàn)人體頭、肩、臂、手、腿、腳部位在運動過程中帶電情況的同時測量?；诮饘俜抡鎺щ娙梭w，提出模擬應(yīng)用現(xiàn)場的標定方法，準確實現(xiàn)了靜電安檢門的標定。該靜電測量裝置具有無裸露可動部件、安全性高、環(huán)境適應(yīng)性強等突出優(yōu)點，滿足粉塵濃度高、易燃油氣濃度高等惡劣環(huán)境下的使用需求。試驗結(jié)果表明，該裝置測量范圍為-30~30 kV，分辨力優(yōu)于50 V，總不確定度優(yōu)于3%。
2017, 39(8): 1841-1847.
doi: 10.11999/JEIT161233
摘要:
主被動聯(lián)合微波成像儀(MICAP)是面向全球星載海洋鹽度探測應(yīng)用提出的一種新技術(shù)方案，由L, C, K頻段輻射計及L波段散射計組成。其中L波段1維綜合孔徑輻射計是MICAP的核心，用以實現(xiàn)海洋鹽度高精度觀測。為了驗證MICAP概念和性能，研制了一臺地面原理樣機并進行了試驗研究。該文介紹了MICAP樣機的L波段綜合孔徑輻射計子系統(tǒng)的研究與試驗結(jié)果。首次推導了一種使用三階量化均值對數(shù)字相關(guān)到模擬相關(guān)轉(zhuǎn)換中的AD偏置誤差進行校正的計算方法。該文的研究成果將為海洋鹽度衛(wèi)星MICAP及全球水循環(huán)衛(wèi)星WCOM提供技術(shù)參考。
主被動聯(lián)合微波成像儀(MICAP)是面向全球星載海洋鹽度探測應(yīng)用提出的一種新技術(shù)方案，由L, C, K頻段輻射計及L波段散射計組成。其中L波段1維綜合孔徑輻射計是MICAP的核心，用以實現(xiàn)海洋鹽度高精度觀測。為了驗證MICAP概念和性能，研制了一臺地面原理樣機并進行了試驗研究。該文介紹了MICAP樣機的L波段綜合孔徑輻射計子系統(tǒng)的研究與試驗結(jié)果。首次推導了一種使用三階量化均值對數(shù)字相關(guān)到模擬相關(guān)轉(zhuǎn)換中的AD偏置誤差進行校正的計算方法。該文的研究成果將為海洋鹽度衛(wèi)星MICAP及全球水循環(huán)衛(wèi)星WCOM提供技術(shù)參考。
2017, 39(8): 1848-1856.
doi: 10.11999/JEIT161224
摘要:
基于單幅高分辨率遙感圖像的建筑物幾何參數(shù)提取結(jié)果的準確性，容易受圖像背景、圖像噪聲以及灰度分布相似性的干擾，形成錯誤的提取結(jié)果。針對這一問題，該文提出一種新的基于形狀先驗的變分水平集提取方法，該方法同時使用圖像邊緣信息、區(qū)域灰度信息以及包含屋頂和側(cè)立面的形狀先驗信息，實現(xiàn)單幅遙感圖像中建筑物的幾何參數(shù)的提取。實驗結(jié)果表明，該方法能夠更加準確地提取建筑物，最后得到的幾何參數(shù)比較接近真值，并且由于更加充分地使用了全局形狀信息該方法能更好地抵制側(cè)立面的干擾，具有很強的魯棒性。
基于單幅高分辨率遙感圖像的建筑物幾何參數(shù)提取結(jié)果的準確性，容易受圖像背景、圖像噪聲以及灰度分布相似性的干擾，形成錯誤的提取結(jié)果。針對這一問題，該文提出一種新的基于形狀先驗的變分水平集提取方法，該方法同時使用圖像邊緣信息、區(qū)域灰度信息以及包含屋頂和側(cè)立面的形狀先驗信息，實現(xiàn)單幅遙感圖像中建筑物的幾何參數(shù)的提取。實驗結(jié)果表明，該方法能夠更加準確地提取建筑物，最后得到的幾何參數(shù)比較接近真值，并且由于更加充分地使用了全局形狀信息該方法能更好地抵制側(cè)立面的干擾，具有很強的魯棒性。
2017, 39(8): 1857-1864.
doi: 10.11999/JEIT161220
摘要:
該文針對概率主成分分析(PPCA)模型用于1維高分辨距離像(HRRP)識別對噪聲敏感的問題，對經(jīng)典PPCA模型進行修正。該方法將基于高斯分布的PPCA模型擴展為基于t分布的PPCA模型，能夠綜合利用t分布對噪聲穩(wěn)健和PPCA模型自由參數(shù)少的特性。同時為了減少目標方位敏感性對HRRP統(tǒng)計建模的影響，進一步將t分布模型擴展為混合概率t分布模型，能夠以分布趨同的原則將不同方位幀內(nèi)具有相同統(tǒng)計特性的HRRP數(shù)據(jù)進行聚類，減少模型的失配，改善識別性能。模型參數(shù)通過期望最大值(EM)算法估計，可提高計算效率。最后，通過貝葉斯規(guī)則，以獲取的統(tǒng)計特征識別測試數(shù)據(jù)，仿真結(jié)果表明該方法能夠提高低信噪比條件下PPCA模型的穩(wěn)健性。
該文針對概率主成分分析(PPCA)模型用于1維高分辨距離像(HRRP)識別對噪聲敏感的問題，對經(jīng)典PPCA模型進行修正。該方法將基于高斯分布的PPCA模型擴展為基于t分布的PPCA模型，能夠綜合利用t分布對噪聲穩(wěn)健和PPCA模型自由參數(shù)少的特性。同時為了減少目標方位敏感性對HRRP統(tǒng)計建模的影響，進一步將t分布模型擴展為混合概率t分布模型，能夠以分布趨同的原則將不同方位幀內(nèi)具有相同統(tǒng)計特性的HRRP數(shù)據(jù)進行聚類，減少模型的失配，改善識別性能。模型參數(shù)通過期望最大值(EM)算法估計，可提高計算效率。最后，通過貝葉斯規(guī)則，以獲取的統(tǒng)計特征識別測試數(shù)據(jù)，仿真結(jié)果表明該方法能夠提高低信噪比條件下PPCA模型的穩(wěn)健性。
2017, 39(8): 1865-1871.
doi: 10.11999/JEIT161134
摘要:
基于微多普勒效應(yīng)理論的彈道目標3維成像與3維微動特征提取技術(shù)可為目標識別，導彈防御提供重要特征信息。該文將干涉式逆合成孔徑雷達(InISAR)中多天線干涉處理的思想引入到彈道目標3維成像與3維微動特征提取研究中，將微多普勒效應(yīng)理論與多天線干涉處理技術(shù)相結(jié)合，重構(gòu)出散射點在各時刻的3維坐標，實現(xiàn)彈道目標的真實3維成像，并在此基礎(chǔ)上解算出彈道目標的微動參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)。仿真實驗驗證了所提方法的有效性與魯棒性。
基于微多普勒效應(yīng)理論的彈道目標3維成像與3維微動特征提取技術(shù)可為目標識別，導彈防御提供重要特征信息。該文將干涉式逆合成孔徑雷達(InISAR)中多天線干涉處理的思想引入到彈道目標3維成像與3維微動特征提取研究中，將微多普勒效應(yīng)理論與多天線干涉處理技術(shù)相結(jié)合，重構(gòu)出散射點在各時刻的3維坐標，實現(xiàn)彈道目標的真實3維成像，并在此基礎(chǔ)上解算出彈道目標的微動參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)。仿真實驗驗證了所提方法的有效性與魯棒性。
2017, 39(8): 1872-1878.
doi: 10.11999/JEIT161384
摘要:
近幾年來，由于小型無人機的興起，基于FMCW體制的合成孔徑雷達(SAR)由于體積小，重量輕，成本低得到了快速發(fā)展。然而，由于傳統(tǒng)的脈沖SAR中的停-走假設(shè)不再成立，F(xiàn)MCW SAR成像處理與傳統(tǒng)的脈沖SAR有著很大的不同，這樣使得在FMCW SAR實測數(shù)據(jù)進行處理和分析時往往缺乏理論支撐。因此，開展FMCW SAR的信號處理研究具有重要的現(xiàn)實意義和軍事價值。目前，國內(nèi)外關(guān)于FMCW SAR的研究主要集中在其成像處理方法上，在回波模擬方向研究甚少，特別是對于既包含分布式運動目標又有靜止目標下的真實場景下的FMCW SAR回波快速模擬方法更是鮮有涉及?；诖?，該文在FMCW SAR平臺脈內(nèi)連續(xù)運動的基礎(chǔ)上推導了一種適用于動靜目標的精確的FMCW SAR 2維頻域模型，并基于該模型提出一種高效精確的FMCW SAR動靜目標混合場景回波模擬的方法。點目標和場景目標的仿真試驗驗證了該模擬方法的有效性，效率分析發(fā)現(xiàn)該種模擬方法的效率遠高于傳統(tǒng)的仿真方法。
近幾年來，由于小型無人機的興起，基于FMCW體制的合成孔徑雷達(SAR)由于體積小，重量輕，成本低得到了快速發(fā)展。然而，由于傳統(tǒng)的脈沖SAR中的停-走假設(shè)不再成立，F(xiàn)MCW SAR成像處理與傳統(tǒng)的脈沖SAR有著很大的不同，這樣使得在FMCW SAR實測數(shù)據(jù)進行處理和分析時往往缺乏理論支撐。因此，開展FMCW SAR的信號處理研究具有重要的現(xiàn)實意義和軍事價值。目前，國內(nèi)外關(guān)于FMCW SAR的研究主要集中在其成像處理方法上，在回波模擬方向研究甚少，特別是對于既包含分布式運動目標又有靜止目標下的真實場景下的FMCW SAR回波快速模擬方法更是鮮有涉及?；诖?，該文在FMCW SAR平臺脈內(nèi)連續(xù)運動的基礎(chǔ)上推導了一種適用于動靜目標的精確的FMCW SAR 2維頻域模型，并基于該模型提出一種高效精確的FMCW SAR動靜目標混合場景回波模擬的方法。點目標和場景目標的仿真試驗驗證了該模擬方法的有效性，效率分析發(fā)現(xiàn)該種模擬方法的效率遠高于傳統(tǒng)的仿真方法。
2017, 39(8): 1879-1886.
doi: 10.11999/JEIT161146
摘要:
現(xiàn)有MIMO雷達發(fā)射波形和接收濾波器聯(lián)合優(yōu)化方法均未考慮陣元功率放大器非線性以及算法的穩(wěn)健性。針對上述問題，該文以MIMO雷達各陣元發(fā)射功率和每個陣元發(fā)射波形的峰均比(PAR)為約束條件，提出一種雜波條件下穩(wěn)健的MIMO雷達發(fā)射波形和接收濾波器聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計方法。該方法利用Max-Min構(gòu)造目標導向矢量不確定集范圍內(nèi)關(guān)于雷達輸出信干噪比(SINR)的優(yōu)化模型，通過半正定松弛(SDR)、Charnes-Cooper轉(zhuǎn)換、序列優(yōu)化和Lagrange對偶方法，將非凸的聯(lián)合優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為兩個分別關(guān)于發(fā)射波形和接收濾波器空時序列協(xié)方差矩陣的凸的半正定規(guī)劃問題(SDP)進行求解，最后利用隨機向量合成方法得到具體的發(fā)射波形和接收濾波器。實驗仿真驗證了所提方法的有效性和穩(wěn)健性。
現(xiàn)有MIMO雷達發(fā)射波形和接收濾波器聯(lián)合優(yōu)化方法均未考慮陣元功率放大器非線性以及算法的穩(wěn)健性。針對上述問題，該文以MIMO雷達各陣元發(fā)射功率和每個陣元發(fā)射波形的峰均比(PAR)為約束條件，提出一種雜波條件下穩(wěn)健的MIMO雷達發(fā)射波形和接收濾波器聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計方法。該方法利用Max-Min構(gòu)造目標導向矢量不確定集范圍內(nèi)關(guān)于雷達輸出信干噪比(SINR)的優(yōu)化模型，通過半正定松弛(SDR)、Charnes-Cooper轉(zhuǎn)換、序列優(yōu)化和Lagrange對偶方法，將非凸的聯(lián)合優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為兩個分別關(guān)于發(fā)射波形和接收濾波器空時序列協(xié)方差矩陣的凸的半正定規(guī)劃問題(SDP)進行求解，最后利用隨機向量合成方法得到具體的發(fā)射波形和接收濾波器。實驗仿真驗證了所提方法的有效性和穩(wěn)健性。
2017, 39(8): 1887-1893.
doi: 10.11999/JEIT161033
摘要:
風電場作為一種運動的大型障礙物可能對航管二次監(jiān)視雷達的性能產(chǎn)生影響。目前航管二次監(jiān)視雷達正在經(jīng)歷逐步由A/C模式到S模式的轉(zhuǎn)變升級，研究風電場對航管二次監(jiān)視雷達S模式的影響，對保障民航飛行安全具有重要意義。該文在S模式和A/C模式信號特征對比分析的基礎(chǔ)上，分析了S模式詢問信號和應(yīng)答信號可能受到風電場影響的條件，并由此給出了S模式二次雷達附近可能受風電場影響的飛行范圍的計算方法，同時給出了其與A/C模式影響范圍的定量化比較。該文所提方法及相關(guān)結(jié)論可以為風電場附近的雷達選址(或新建風電場選址)和飛行程序的設(shè)計提供依據(jù)。
風電場作為一種運動的大型障礙物可能對航管二次監(jiān)視雷達的性能產(chǎn)生影響。目前航管二次監(jiān)視雷達正在經(jīng)歷逐步由A/C模式到S模式的轉(zhuǎn)變升級，研究風電場對航管二次監(jiān)視雷達S模式的影響，對保障民航飛行安全具有重要意義。該文在S模式和A/C模式信號特征對比分析的基礎(chǔ)上，分析了S模式詢問信號和應(yīng)答信號可能受到風電場影響的條件，并由此給出了S模式二次雷達附近可能受風電場影響的飛行范圍的計算方法，同時給出了其與A/C模式影響范圍的定量化比較。該文所提方法及相關(guān)結(jié)論可以為風電場附近的雷達選址(或新建風電場選址)和飛行程序的設(shè)計提供依據(jù)。
2017, 39(8): 1894-1898.
doi: 10.11999/JEIT161124
摘要:
該文給出了一種對13類常用雷達信號波形的抗截獲性能進行評價的新方法，可為雷達波形的設(shè)計者提供評價波形抗截獲性能的一般性準則。該準則假定白噪聲信號具有最好的抗截獲性能，通過將不同雷達信號波形和白噪聲信號進行比較，得出雷達信號和白噪聲的相似程度。首先，利用Wigner半圓法推出白噪聲和雷達信號的特征分布函數(shù)，然后用KL散度來表示雷達信號和白噪聲之間的相似性，較小的KL散度值，意味著較強的抗截獲性能，反之亦然。理論推導和仿真驗證表明這種評價準則可對不同雷達信號波形的抗截獲性能進行有效評價。
該文給出了一種對13類常用雷達信號波形的抗截獲性能進行評價的新方法，可為雷達波形的設(shè)計者提供評價波形抗截獲性能的一般性準則。該準則假定白噪聲信號具有最好的抗截獲性能，通過將不同雷達信號波形和白噪聲信號進行比較，得出雷達信號和白噪聲的相似程度。首先，利用Wigner半圓法推出白噪聲和雷達信號的特征分布函數(shù)，然后用KL散度來表示雷達信號和白噪聲之間的相似性，較小的KL散度值，意味著較強的抗截獲性能，反之亦然。理論推導和仿真驗證表明這種評價準則可對不同雷達信號波形的抗截獲性能進行有效評價。
2017, 39(8): 1899-1905.
doi: 10.11999/JEIT161058
摘要:
校正源信號方向角不容易精確測量，限制了陣列有源校正方法的精度。另一方面，無源校正方法難以應(yīng)用于存在大陣列誤差的場合，其實際應(yīng)用也受到嚴重限制。該文提出一種基于旋轉(zhuǎn)測量的陣列幅相誤差校正新方法，無需測量校正源信號方向角就能獲得較高的校正精度。該方法利用已知的陣列旋轉(zhuǎn)角度，基于最大似然準則獲得陣列幅相誤差、校正源信號方向角及其復(fù)振幅的無模糊估計。相對于校正源信號方向角，陣列旋轉(zhuǎn)角度通過專用測試轉(zhuǎn)臺更容易精確測量，因此該方法能以較小的代價獲得很高的校正精度。仿真實驗驗證了該方法的有效性和通用性。
校正源信號方向角不容易精確測量，限制了陣列有源校正方法的精度。另一方面，無源校正方法難以應(yīng)用于存在大陣列誤差的場合，其實際應(yīng)用也受到嚴重限制。該文提出一種基于旋轉(zhuǎn)測量的陣列幅相誤差校正新方法，無需測量校正源信號方向角就能獲得較高的校正精度。該方法利用已知的陣列旋轉(zhuǎn)角度，基于最大似然準則獲得陣列幅相誤差、校正源信號方向角及其復(fù)振幅的無模糊估計。相對于校正源信號方向角，陣列旋轉(zhuǎn)角度通過專用測試轉(zhuǎn)臺更容易精確測量，因此該方法能以較小的代價獲得很高的校正精度。仿真實驗驗證了該方法的有效性和通用性。
2017, 39(8): 1906-1912.
doi: 10.11999/JEIT161222
摘要:
同步壓縮變換建立在小波變換的基礎(chǔ)上，通過在較小頻域范圍內(nèi)壓縮小波系數(shù)，可有效改善信號的能量分布，提高時頻聚集性。該文針對線性調(diào)頻(LFM)信號的參數(shù)估計問題，根據(jù)適用于LFM信號的Chirplet變換，在同步壓縮理論的框架下，提出一種同步壓縮Chirplet變換方法(SSCT)。由于充分利用了LFM信號時間與頻率的線性關(guān)系，SSCT方法在提高Chirplet變換時頻平面能量聚集性的同時，可實現(xiàn)信號參數(shù)的精確估計，且保留了Chirplet變換窗函數(shù)選取靈活，無交叉項干擾等優(yōu)點。針對復(fù)雜噪聲環(huán)境下的參數(shù)估計問題，進一步提出分數(shù)低階SSCT方法(FLOSSCT)。仿真結(jié)果表明，在高斯噪聲以及脈沖性更強的穩(wěn)定分布噪聲背景下，該方法可有效實現(xiàn)LFM信號的參數(shù)提取，具有較好的魯棒性。
同步壓縮變換建立在小波變換的基礎(chǔ)上，通過在較小頻域范圍內(nèi)壓縮小波系數(shù)，可有效改善信號的能量分布，提高時頻聚集性。該文針對線性調(diào)頻(LFM)信號的參數(shù)估計問題，根據(jù)適用于LFM信號的Chirplet變換，在同步壓縮理論的框架下，提出一種同步壓縮Chirplet變換方法(SSCT)。由于充分利用了LFM信號時間與頻率的線性關(guān)系，SSCT方法在提高Chirplet變換時頻平面能量聚集性的同時，可實現(xiàn)信號參數(shù)的精確估計，且保留了Chirplet變換窗函數(shù)選取靈活，無交叉項干擾等優(yōu)點。針對復(fù)雜噪聲環(huán)境下的參數(shù)估計問題，進一步提出分數(shù)低階SSCT方法(FLOSSCT)。仿真結(jié)果表明，在高斯噪聲以及脈沖性更強的穩(wěn)定分布噪聲背景下，該方法可有效實現(xiàn)LFM信號的參數(shù)提取，具有較好的魯棒性。
2017, 39(8): 1913-1918.
doi: 10.11999/JEIT161157
摘要:
該文針對稀疏重構(gòu)解相干問題，利用接收數(shù)據(jù)廳奇導值分解(SVD)后的大特征值對應(yīng)的特征矢量，提出一種改進解相干方法。該方法通過迭代這一特征矢量來重構(gòu)角度，無需知道信號源的數(shù)目，即可準確重構(gòu)角度信息，實現(xiàn)解相干。相對于經(jīng)典SVD算法，所提算法運算速度更快，稀疏重構(gòu)效果更優(yōu)。理論分析和仿真結(jié)果都驗證了算法的良好性能。
該文針對稀疏重構(gòu)解相干問題，利用接收數(shù)據(jù)廳奇導值分解(SVD)后的大特征值對應(yīng)的特征矢量，提出一種改進解相干方法。該方法通過迭代這一特征矢量來重構(gòu)角度，無需知道信號源的數(shù)目，即可準確重構(gòu)角度信息，實現(xiàn)解相干。相對于經(jīng)典SVD算法，所提算法運算速度更快，稀疏重構(gòu)效果更優(yōu)。理論分析和仿真結(jié)果都驗證了算法的良好性能。
2017, 39(8): 1919-1926.
doi: 10.11999/JEIT161206
摘要:
單幅圖像盲去卷積的目的是從一幅觀測的模糊圖像估計出模糊核和清晰圖像。該問題是嚴重病態(tài)的，尤其是觀測圖像中噪聲不可忽略時更具挑戰(zhàn)性。該文主要針對如何有效利用低秩先驗約束進行噪聲模糊圖像盲去卷積問題，提出一種在交替最大后驗(MAP)估計框架下利用低秩先驗約束的單幅噪聲模糊圖像盲去卷積方法。首先，在估計中間復(fù)原圖像時，利用低秩先驗約束對復(fù)原圖像中的噪聲進行抑制。然后，采用降噪后的中間復(fù)原圖像估計模糊核，得到更好質(zhì)量的模糊核估計。迭代上述兩個操作獲得最終可靠的模糊核估計。最后，根據(jù)所估計的模糊核，通過非盲去卷積方法復(fù)原出清晰圖像。實驗結(jié)果表明：所提方法在定量和定性評價指標上優(yōu)于已有的代表性方法。
單幅圖像盲去卷積的目的是從一幅觀測的模糊圖像估計出模糊核和清晰圖像。該問題是嚴重病態(tài)的，尤其是觀測圖像中噪聲不可忽略時更具挑戰(zhàn)性。該文主要針對如何有效利用低秩先驗約束進行噪聲模糊圖像盲去卷積問題，提出一種在交替最大后驗(MAP)估計框架下利用低秩先驗約束的單幅噪聲模糊圖像盲去卷積方法。首先，在估計中間復(fù)原圖像時，利用低秩先驗約束對復(fù)原圖像中的噪聲進行抑制。然后，采用降噪后的中間復(fù)原圖像估計模糊核，得到更好質(zhì)量的模糊核估計。迭代上述兩個操作獲得最終可靠的模糊核估計。最后，根據(jù)所估計的模糊核，通過非盲去卷積方法復(fù)原出清晰圖像。實驗結(jié)果表明：所提方法在定量和定性評價指標上優(yōu)于已有的代表性方法。
2017, 39(8): 1927-1933.
doi: 10.11999/JEIT161217
摘要:
基于變換技術(shù)的圖像融合是多聚焦圖像融合中常采用的方法，其過程是將圖像轉(zhuǎn)換到變換域按照一定的融合規(guī)則進行融合后再反變換回來，具有較強的抗噪能力，融合效果明顯。該文提出一種基于離散Tchebichef正交多項式變換的多聚焦圖像融合方法，首次將離散正交多項式變換應(yīng)用到多聚焦圖像融合領(lǐng)域。該方法成功地利用了圖像的空間頻率與其離散Tchebichef正交多項式變換系數(shù)之間的關(guān)系，通過離散正交多項式變換系數(shù)直接得到空間頻率值，避免了將離散多項式變換系數(shù)變換到空域計算的過程。所提方法節(jié)省了融合時間，并提高了融合效果。
基于變換技術(shù)的圖像融合是多聚焦圖像融合中常采用的方法，其過程是將圖像轉(zhuǎn)換到變換域按照一定的融合規(guī)則進行融合后再反變換回來，具有較強的抗噪能力，融合效果明顯。該文提出一種基于離散Tchebichef正交多項式變換的多聚焦圖像融合方法，首次將離散正交多項式變換應(yīng)用到多聚焦圖像融合領(lǐng)域。該方法成功地利用了圖像的空間頻率與其離散Tchebichef正交多項式變換系數(shù)之間的關(guān)系，通過離散正交多項式變換系數(shù)直接得到空間頻率值，避免了將離散多項式變換系數(shù)變換到空域計算的過程。所提方法節(jié)省了融合時間，并提高了融合效果。
2017, 39(8): 1934-1941.
doi: 10.11999/JEIT161296
摘要:
該文基于Laplace相似度量的構(gòu)造方法，針對兩階段顯著目標檢測中顯著種子的不同類型(稀疏或稠密)，提出了相應(yīng)的顯著性擴散模型，從而實現(xiàn)了基于擴散的兩階段互補的顯著目標檢測。尤其是第2階段擴散模型中匯點的融入，一方面更好地抑制了顯著性圖中的背景，同時對于控制因子的取值更加穩(wěn)健。實驗結(jié)果表明，當顯著種子確定時，不同的擴散模型會導致顯著性擴散程度的差異。基于帶匯點Laplace的兩階段互補的擴散模型較其他擴散模型更有效、更穩(wěn)健。同時，從多項評價指標分析，該算法與目前流行的5種顯著目標檢測算法相比，具有較大優(yōu)勢。這表明此種用于圖像檢索或分類的Laplace相似度量的構(gòu)造方法在顯著目標檢測中也是適用的。
該文基于Laplace相似度量的構(gòu)造方法，針對兩階段顯著目標檢測中顯著種子的不同類型(稀疏或稠密)，提出了相應(yīng)的顯著性擴散模型，從而實現(xiàn)了基于擴散的兩階段互補的顯著目標檢測。尤其是第2階段擴散模型中匯點的融入，一方面更好地抑制了顯著性圖中的背景，同時對于控制因子的取值更加穩(wěn)健。實驗結(jié)果表明，當顯著種子確定時，不同的擴散模型會導致顯著性擴散程度的差異。基于帶匯點Laplace的兩階段互補的擴散模型較其他擴散模型更有效、更穩(wěn)健。同時，從多項評價指標分析，該算法與目前流行的5種顯著目標檢測算法相比，具有較大優(yōu)勢。這表明此種用于圖像檢索或分類的Laplace相似度量的構(gòu)造方法在顯著目標檢測中也是適用的。
2017, 39(8): 1942-1949.
doi: 10.11999/JEIT161154
摘要:
該文針對現(xiàn)有推薦算法在面對托攻擊時魯棒性不高的問題，提出一種基于模糊核聚類和支持向量機的魯棒推薦算法。首先，根據(jù)攻擊概貌間高度相關(guān)的特性，利用模糊核聚類方法在高維特征空間對用戶概貌進行聚類，實現(xiàn)攻擊概貌的第1階段檢測。然后，利用支持向量機分類器對含有攻擊概貌的聚類進行分類，實現(xiàn)攻擊概貌的第2階段檢測。最后，基于攻擊概貌檢測結(jié)果，通過構(gòu)造指示函數(shù)排除攻擊概貌在推薦過程中產(chǎn)生的影響，并引入矩陣分解技術(shù)設(shè)計相應(yīng)的魯棒協(xié)同推薦算法。實驗結(jié)果表明，與現(xiàn)有的基于矩陣分解模型的推薦算法相比，所提算法不但具有很好的魯棒性，而且準確性也有提高。
該文針對現(xiàn)有推薦算法在面對托攻擊時魯棒性不高的問題，提出一種基于模糊核聚類和支持向量機的魯棒推薦算法。首先，根據(jù)攻擊概貌間高度相關(guān)的特性，利用模糊核聚類方法在高維特征空間對用戶概貌進行聚類，實現(xiàn)攻擊概貌的第1階段檢測。然后，利用支持向量機分類器對含有攻擊概貌的聚類進行分類，實現(xiàn)攻擊概貌的第2階段檢測。最后，基于攻擊概貌檢測結(jié)果，通過構(gòu)造指示函數(shù)排除攻擊概貌在推薦過程中產(chǎn)生的影響，并引入矩陣分解技術(shù)設(shè)計相應(yīng)的魯棒協(xié)同推薦算法。實驗結(jié)果表明，與現(xiàn)有的基于矩陣分解模型的推薦算法相比，所提算法不但具有很好的魯棒性，而且準確性也有提高。
2017, 39(8): 1950-1955.
doi: 10.11999/JEIT161049
摘要:
非凸非光滑優(yōu)化問題涉及科學與工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，是目前國際上的研究熱點。該文針對已有基于早期罰函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決非光滑優(yōu)化問題的不足，借鑒Lagrange乘子罰函數(shù)的思想提出一種有效解決帶等式和不等式約束的非凸非光滑優(yōu)化問題的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。由于該網(wǎng)絡(luò)模型的罰因子是變量，無需計算罰因子的初始值仍能保證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂到優(yōu)化問題的最優(yōu)解，因此更加便于網(wǎng)絡(luò)計算。此外，與傳統(tǒng)Lagrange方法不同，該網(wǎng)絡(luò)模型增加了一個等式約束懲罰項，可以提高網(wǎng)絡(luò)的收斂能力。通過詳細的分析證明了該網(wǎng)絡(luò)模型的軌跡在有限時間內(nèi)必進入可行域，且最終收斂于關(guān)鍵點集。最后通過數(shù)值實驗驗證了所提出理論的有效性。
非凸非光滑優(yōu)化問題涉及科學與工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，是目前國際上的研究熱點。該文針對已有基于早期罰函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決非光滑優(yōu)化問題的不足，借鑒Lagrange乘子罰函數(shù)的思想提出一種有效解決帶等式和不等式約束的非凸非光滑優(yōu)化問題的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。由于該網(wǎng)絡(luò)模型的罰因子是變量，無需計算罰因子的初始值仍能保證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂到優(yōu)化問題的最優(yōu)解，因此更加便于網(wǎng)絡(luò)計算。此外，與傳統(tǒng)Lagrange方法不同，該網(wǎng)絡(luò)模型增加了一個等式約束懲罰項，可以提高網(wǎng)絡(luò)的收斂能力。通過詳細的分析證明了該網(wǎng)絡(luò)模型的軌跡在有限時間內(nèi)必進入可行域，且最終收斂于關(guān)鍵點集。最后通過數(shù)值實驗驗證了所提出理論的有效性。
2017, 39(8): 1956-1963.
doi: 10.11999/JEIT161290
摘要:
將機器學習運用到視網(wǎng)膜血管分割當中已成為一種趨勢，然而選取什么特征作為血管與非血管的特征仍為眾所思考的問題。該文利用將血管像素與非血管像素看作二分類的原理，提出一種混合的5D特征作為血管像素與非血管像素的表達，從而能夠簡單快速地將視網(wǎng)膜血管從背景中分割開來。其中5D特征向量包括CLAHE (Contrast Limited Adaptive Histgram Equalization)，高斯匹配濾波，Hesse矩陣變換，形態(tài)學底帽變換，B-COSFIRE(Bar-selective Combination Of Shifted FIlter REsponses)，通過將融合特征輸入SVM(支持向量機)分類器訓練得到所需的模型。通過在DRIVE和STARE數(shù)據(jù)庫進行實驗分析，利用Se, Sp, Acc, Ppv, Npv, F1-measure等常規(guī)評價指標來檢測分割效果，其中平均準確率分別達到0.9573和0.9575，結(jié)果顯示該融合方法比單獨使用B-COSFIRE或者其他目前所提出的融合特征方法更準確有效。
將機器學習運用到視網(wǎng)膜血管分割當中已成為一種趨勢，然而選取什么特征作為血管與非血管的特征仍為眾所思考的問題。該文利用將血管像素與非血管像素看作二分類的原理，提出一種混合的5D特征作為血管像素與非血管像素的表達，從而能夠簡單快速地將視網(wǎng)膜血管從背景中分割開來。其中5D特征向量包括CLAHE (Contrast Limited Adaptive Histgram Equalization)，高斯匹配濾波，Hesse矩陣變換，形態(tài)學底帽變換，B-COSFIRE(Bar-selective Combination Of Shifted FIlter REsponses)，通過將融合特征輸入SVM(支持向量機)分類器訓練得到所需的模型。通過在DRIVE和STARE數(shù)據(jù)庫進行實驗分析，利用Se, Sp, Acc, Ppv, Npv, F1-measure等常規(guī)評價指標來檢測分割效果，其中平均準確率分別達到0.9573和0.9575，結(jié)果顯示該融合方法比單獨使用B-COSFIRE或者其他目前所提出的融合特征方法更準確有效。
2017, 39(8): 1964-1971.
doi: 10.11999/JEIT161109
摘要:
現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出重疊社區(qū)的特征。在研究經(jīng)典的標簽算法的基礎(chǔ)上，該文提出基于貢獻函數(shù)的重疊社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法。算法將每個節(jié)點用三元組(閾值、標簽、從屬系數(shù))集合來表示。節(jié)點的閾值是每次迭代過程中標簽淘汰的依據(jù)，該值由多元線性方程自動計算而來。從屬系數(shù)用于衡量當前節(jié)點與標簽所標識社區(qū)的相關(guān)度，從屬系數(shù)的值越大說明該節(jié)點與標簽所標識社區(qū)的關(guān)聯(lián)性越強。在每一次迭代的過程中，算法依據(jù)貢獻函數(shù)計算每個節(jié)點的從屬系數(shù)，并生成新的三元組集合。然后依據(jù)標簽決策規(guī)則淘汰標簽，進行從屬系數(shù)規(guī)范化。通過對真實的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和LFR(Lancichinetti Fortunato Radicchi)自動生成的網(wǎng)絡(luò)進行測試可知，該算法的社區(qū)劃分準確率高，而且劃分結(jié)果穩(wěn)定。
現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出重疊社區(qū)的特征。在研究經(jīng)典的標簽算法的基礎(chǔ)上，該文提出基于貢獻函數(shù)的重疊社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法。算法將每個節(jié)點用三元組(閾值、標簽、從屬系數(shù))集合來表示。節(jié)點的閾值是每次迭代過程中標簽淘汰的依據(jù)，該值由多元線性方程自動計算而來。從屬系數(shù)用于衡量當前節(jié)點與標簽所標識社區(qū)的相關(guān)度，從屬系數(shù)的值越大說明該節(jié)點與標簽所標識社區(qū)的關(guān)聯(lián)性越強。在每一次迭代的過程中，算法依據(jù)貢獻函數(shù)計算每個節(jié)點的從屬系數(shù)，并生成新的三元組集合。然后依據(jù)標簽決策規(guī)則淘汰標簽，進行從屬系數(shù)規(guī)范化。通過對真實的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和LFR(Lancichinetti Fortunato Radicchi)自動生成的網(wǎng)絡(luò)進行測試可知，該算法的社區(qū)劃分準確率高，而且劃分結(jié)果穩(wěn)定。
2017, 39(8): 1972-1978.
doi: 10.11999/JEIT161216
摘要:
在軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)中，若控制節(jié)點發(fā)生不可恢復(fù)的故障，則相關(guān)交換機需向其他控制節(jié)點遷移，這將導致網(wǎng)絡(luò)性能下降。針對這一問題，該文提出一種考慮SDN控制節(jié)點故障的控制器部署和交換機遷移方法。與現(xiàn)有算法僅優(yōu)化交換機遷移方法不同，該方法同時考慮控制器部署位置的影響。首先利用標號傳播算法構(gòu)造備選子集并劃分雙層子集，然后在每個子集中選取合適位置部署控制器，最后為子集內(nèi)節(jié)點分配相應(yīng)的master和slave控制器。實驗結(jié)果表明，與現(xiàn)有算法相比，所提方法可有效解決交換機遷移后控制器超載的問題；通過調(diào)整參數(shù)，權(quán)衡控制器故障前后網(wǎng)絡(luò)性能，可明顯改善交換機遷移后的控制鏈路平均時延。
在軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)中，若控制節(jié)點發(fā)生不可恢復(fù)的故障，則相關(guān)交換機需向其他控制節(jié)點遷移，這將導致網(wǎng)絡(luò)性能下降。針對這一問題，該文提出一種考慮SDN控制節(jié)點故障的控制器部署和交換機遷移方法。與現(xiàn)有算法僅優(yōu)化交換機遷移方法不同，該方法同時考慮控制器部署位置的影響。首先利用標號傳播算法構(gòu)造備選子集并劃分雙層子集，然后在每個子集中選取合適位置部署控制器，最后為子集內(nèi)節(jié)點分配相應(yīng)的master和slave控制器。實驗結(jié)果表明，與現(xiàn)有算法相比，所提方法可有效解決交換機遷移后控制器超載的問題；通過調(diào)整參數(shù)，權(quán)衡控制器故障前后網(wǎng)絡(luò)性能，可明顯改善交換機遷移后的控制鏈路平均時延。
2017, 39(8): 1979-1985.
doi: 10.11999/JEIT161252
摘要:
該文針對虛擬網(wǎng)絡(luò)映射過程中節(jié)點與鏈路映射關(guān)聯(lián)性差、虛擬鄰接節(jié)點映射距離遠和相鄰節(jié)點鏈路資源消耗不均衡的問題，提出一種兩階段的基于節(jié)點鄰近感知與路徑綜合評估的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法(NA-PVNM)。在節(jié)點映射階段，首先對虛擬節(jié)點按照資源請求和廣度優(yōu)先搜索算法排序，然后對每個虛擬節(jié)點的候選物理節(jié)點考慮資源豐富度和拓撲鄰近性，建立了節(jié)點適應(yīng)值函數(shù)計算最佳映射節(jié)點。在鏈路映射階段，采用k最短路徑算法，對每條候選路徑考慮可用帶寬、途經(jīng)物理節(jié)點資源最大值和路徑跳數(shù)，通過路徑適應(yīng)值函數(shù)計算最佳路徑。仿真結(jié)果表明算法降低了鏈路映射長度，提高了虛擬網(wǎng)絡(luò)請求接受率和收益開銷比。實驗分析了位置約束和物理網(wǎng)絡(luò)拓撲性質(zhì)對算法性能的影響以及映射過程中物理網(wǎng)絡(luò)資源占用情況。實驗結(jié)果表明，在物理資源分布和虛擬網(wǎng)絡(luò)請求的條件約束下，提高虛擬網(wǎng)絡(luò)映射成功率的關(guān)鍵在于減少映射時的資源消耗。
該文針對虛擬網(wǎng)絡(luò)映射過程中節(jié)點與鏈路映射關(guān)聯(lián)性差、虛擬鄰接節(jié)點映射距離遠和相鄰節(jié)點鏈路資源消耗不均衡的問題，提出一種兩階段的基于節(jié)點鄰近感知與路徑綜合評估的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法(NA-PVNM)。在節(jié)點映射階段，首先對虛擬節(jié)點按照資源請求和廣度優(yōu)先搜索算法排序，然后對每個虛擬節(jié)點的候選物理節(jié)點考慮資源豐富度和拓撲鄰近性，建立了節(jié)點適應(yīng)值函數(shù)計算最佳映射節(jié)點。在鏈路映射階段，采用k最短路徑算法，對每條候選路徑考慮可用帶寬、途經(jīng)物理節(jié)點資源最大值和路徑跳數(shù)，通過路徑適應(yīng)值函數(shù)計算最佳路徑。仿真結(jié)果表明算法降低了鏈路映射長度，提高了虛擬網(wǎng)絡(luò)請求接受率和收益開銷比。實驗分析了位置約束和物理網(wǎng)絡(luò)拓撲性質(zhì)對算法性能的影響以及映射過程中物理網(wǎng)絡(luò)資源占用情況。實驗結(jié)果表明，在物理資源分布和虛擬網(wǎng)絡(luò)請求的條件約束下，提高虛擬網(wǎng)絡(luò)映射成功率的關(guān)鍵在于減少映射時的資源消耗。
2017, 39(8): 1986-1992.
doi: 10.11999/JEIT161335
摘要:
該文針對移動P2P網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點表現(xiàn)出來的自私性，并結(jié)合移動P2P網(wǎng)絡(luò)的資源受限、自組織以及開放性等特點，提出一種基于不完全信息的雙方叫價拍賣模型的節(jié)點激勵策略DAIP。該激勵策略采用虛擬貨幣的支付方式，節(jié)點根據(jù)其擁有的虛擬貨幣量、自身資源狀態(tài)和消息屬性對每次消息轉(zhuǎn)發(fā)進行估價，然后根據(jù)估價與博弈策略給出相應(yīng)報價。通過博弈分析給出了DAIP策略的線性策略貝葉斯納什均衡解，使各節(jié)點為最大化其自身利益而積極參與消息轉(zhuǎn)發(fā)合作，從而促進網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中消息轉(zhuǎn)發(fā)合作的成功。分析與實驗結(jié)果表明該激勵策略能夠降低系統(tǒng)的能量消耗，提高整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的消息轉(zhuǎn)發(fā)成功率，提高系統(tǒng)的整體效用。
該文針對移動P2P網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點表現(xiàn)出來的自私性，并結(jié)合移動P2P網(wǎng)絡(luò)的資源受限、自組織以及開放性等特點，提出一種基于不完全信息的雙方叫價拍賣模型的節(jié)點激勵策略DAIP。該激勵策略采用虛擬貨幣的支付方式，節(jié)點根據(jù)其擁有的虛擬貨幣量、自身資源狀態(tài)和消息屬性對每次消息轉(zhuǎn)發(fā)進行估價，然后根據(jù)估價與博弈策略給出相應(yīng)報價。通過博弈分析給出了DAIP策略的線性策略貝葉斯納什均衡解，使各節(jié)點為最大化其自身利益而積極參與消息轉(zhuǎn)發(fā)合作，從而促進網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中消息轉(zhuǎn)發(fā)合作的成功。分析與實驗結(jié)果表明該激勵策略能夠降低系統(tǒng)的能量消耗，提高整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的消息轉(zhuǎn)發(fā)成功率，提高系統(tǒng)的整體效用。
2017, 39(8): 1993-1999.
doi: 10.11999/JEIT161398
摘要:
該文以含勵磁環(huán)節(jié)的分數(shù)階四階電力系統(tǒng)模型為對象，研究其動力學行為并加以同步控制。首先，固定系統(tǒng)參數(shù)，利用分岔圖和最大Lyapunov指數(shù)譜計算系統(tǒng)產(chǎn)生混沌振蕩的最低階次。其次，以單變量法分別研究機械功率、阻尼系數(shù)和勵磁增益的改變對系統(tǒng)動力學行為的影響，通過數(shù)值仿真繪制系統(tǒng)隨參數(shù)變化下的分岔圖、Lyapunov指數(shù)譜等，選取不同的系統(tǒng)初值，研究同一系統(tǒng)在不同初值的情況下存在的多吸引子共存現(xiàn)象。最后，基于分數(shù)階系統(tǒng)穩(wěn)定性理論和非線性反饋控制理論，設(shè)計同步控制器實現(xiàn)系統(tǒng)混沌控制，數(shù)值仿真驗證了所設(shè)計控制器的有效性。
該文以含勵磁環(huán)節(jié)的分數(shù)階四階電力系統(tǒng)模型為對象，研究其動力學行為并加以同步控制。首先，固定系統(tǒng)參數(shù)，利用分岔圖和最大Lyapunov指數(shù)譜計算系統(tǒng)產(chǎn)生混沌振蕩的最低階次。其次，以單變量法分別研究機械功率、阻尼系數(shù)和勵磁增益的改變對系統(tǒng)動力學行為的影響，通過數(shù)值仿真繪制系統(tǒng)隨參數(shù)變化下的分岔圖、Lyapunov指數(shù)譜等，選取不同的系統(tǒng)初值，研究同一系統(tǒng)在不同初值的情況下存在的多吸引子共存現(xiàn)象。最后，基于分數(shù)階系統(tǒng)穩(wěn)定性理論和非線性反饋控制理論，設(shè)計同步控制器實現(xiàn)系統(tǒng)混沌控制，數(shù)值仿真驗證了所設(shè)計控制器的有效性。
2017, 39(8): 2000-2006.
doi: 10.11999/JEIT161213
摘要:
脈沖超寬帶測控系統(tǒng)作為一種航天測控新體制，可有效提高系統(tǒng)的隱蔽性和抗干擾性。該文針對脈沖超寬帶測控信號的捕獲問題，提出利用基于部分匹配濾波與快速傅里葉變換(Partial Matched Filtering and Fast Fourier Transform, PMF-FFT)的捕獲方法完成對脈沖相位、偽碼相位和多普勒頻率的3維捕獲。又針對搜索空間大、捕獲時間長和多普勒頻率估計精度低的問題，提出了一種改進的捕獲方法。該方法采用兩步捕獲法對時延相位進行捕獲，同時利用修正的Rife算法對多普勒頻率進行進一步精細估計。仿真結(jié)果表明，該方法可有效提高捕獲速度，減小捕獲時間，且能顯著提高多普勒頻率估計精度。
脈沖超寬帶測控系統(tǒng)作為一種航天測控新體制，可有效提高系統(tǒng)的隱蔽性和抗干擾性。該文針對脈沖超寬帶測控信號的捕獲問題，提出利用基于部分匹配濾波與快速傅里葉變換(Partial Matched Filtering and Fast Fourier Transform, PMF-FFT)的捕獲方法完成對脈沖相位、偽碼相位和多普勒頻率的3維捕獲。又針對搜索空間大、捕獲時間長和多普勒頻率估計精度低的問題，提出了一種改進的捕獲方法。該方法采用兩步捕獲法對時延相位進行捕獲，同時利用修正的Rife算法對多普勒頻率進行進一步精細估計。仿真結(jié)果表明，該方法可有效提高捕獲速度，減小捕獲時間，且能顯著提高多普勒頻率估計精度。
2017, 39(8): 2007-2013.
doi: 10.11999/JEIT161123
摘要:
海洋磁場測量是海洋科學觀測、海底資源勘探、國防安全等領(lǐng)域的基本手段之一。研究海浪等海水運動的磁場噪聲機理、預(yù)測模型及抑制方法對于提高海洋磁測精度具有重要的意義。該文在分析一階Stokes波浪運動方程的基礎(chǔ)上，提出一種改進型的海浪磁場模型，并推導出深海和淺海條件下的簡化公式。為了驗證模型的有效性，在2015年第15號臺風天鵝過境期間，對我國南海某海域的海洋環(huán)境磁場進行了觀測，并將該文模型和經(jīng)典的Weaver模型分別與測試結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明，該文提出的改進型模型能夠更加準確地預(yù)測海浪磁場大小，預(yù)測精度比Weaver模型提高了近一個量級，可為海洋磁場測量的噪聲抑制提供一種更加有效的工具。
海洋磁場測量是海洋科學觀測、海底資源勘探、國防安全等領(lǐng)域的基本手段之一。研究海浪等海水運動的磁場噪聲機理、預(yù)測模型及抑制方法對于提高海洋磁測精度具有重要的意義。該文在分析一階Stokes波浪運動方程的基礎(chǔ)上，提出一種改進型的海浪磁場模型，并推導出深海和淺海條件下的簡化公式。為了驗證模型的有效性，在2015年第15號臺風天鵝過境期間，對我國南海某海域的海洋環(huán)境磁場進行了觀測，并將該文模型和經(jīng)典的Weaver模型分別與測試結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明，該文提出的改進型模型能夠更加準確地預(yù)測海浪磁場大小，預(yù)測精度比Weaver模型提高了近一個量級，可為海洋磁場測量的噪聲抑制提供一種更加有效的工具。
2017, 39(8): 2014-2018.
doi: 10.11999/JEIT161101
摘要:
金屬腔體內(nèi)的場線耦合是電磁兼容領(lǐng)域的一個重要的問題，基于模式匹配及BLT方程理論，該文提出一種計算帶孔陣腔體內(nèi)場線耦合的方法。將外部激勵源對腔體內(nèi)傳輸線的耦合分解為孔腔耦合和場線耦合兩個過程，腔體內(nèi)任意點的場強由模式匹配理論及矩量法計算得到，腔體內(nèi)的場線耦合由Agrawal模型構(gòu)建BLT方程進行計算。與測試數(shù)據(jù)對比得出，模式匹配理論可以準確計算腔體內(nèi)部電磁場。與CST數(shù)值仿真數(shù)據(jù)對比得到，該方法可以準確計算任意入射波激勵下線纜終端負載上的電流響應(yīng)且計算效率高，可用于腔體內(nèi)場線耦合的研究。
金屬腔體內(nèi)的場線耦合是電磁兼容領(lǐng)域的一個重要的問題，基于模式匹配及BLT方程理論，該文提出一種計算帶孔陣腔體內(nèi)場線耦合的方法。將外部激勵源對腔體內(nèi)傳輸線的耦合分解為孔腔耦合和場線耦合兩個過程，腔體內(nèi)任意點的場強由模式匹配理論及矩量法計算得到，腔體內(nèi)的場線耦合由Agrawal模型構(gòu)建BLT方程進行計算。與測試數(shù)據(jù)對比得出，模式匹配理論可以準確計算腔體內(nèi)部電磁場。與CST數(shù)值仿真數(shù)據(jù)對比得到，該方法可以準確計算任意入射波激勵下線纜終端負載上的電流響應(yīng)且計算效率高，可用于腔體內(nèi)場線耦合的研究。
2017, 39(8): 2019-2022.
doi: 10.11999/JEIT161332
摘要:
該文基于寬角拋物方程方法，對復(fù)雜路徑上空過渡區(qū)域低頻電波傳播損耗問題進行研究。增加了高空接收場分量的方向因子公式推導及其約束條件；仿真了3種典型路徑模型下，距地面上空60 km范圍內(nèi)的垂直電場分布，并比較分析了其與近地表面變化規(guī)律的異同。所提方法能夠更好地將近地面與高空過渡區(qū)域場量求解方法統(tǒng)一起來，提高了計算精度，可為復(fù)雜地電離層波導中低頻天波傳播問題解決提供技術(shù)支持。
該文基于寬角拋物方程方法，對復(fù)雜路徑上空過渡區(qū)域低頻電波傳播損耗問題進行研究。增加了高空接收場分量的方向因子公式推導及其約束條件；仿真了3種典型路徑模型下，距地面上空60 km范圍內(nèi)的垂直電場分布，并比較分析了其與近地表面變化規(guī)律的異同。所提方法能夠更好地將近地面與高空過渡區(qū)域場量求解方法統(tǒng)一起來，提高了計算精度，可為復(fù)雜地電離層波導中低頻天波傳播問題解決提供技術(shù)支持。
2017, 39(8): 2023-2027.
doi: 10.11999/JEIT161103
摘要:
針對傳統(tǒng)的人臉識別方法對人臉圖像的曝光量、表情比較敏感，并且具有較大類內(nèi)離散度的缺點，該文提出一種基于Gabor小波以及加權(quán)互協(xié)方差運算的人臉識別算法。該算法首先對人臉圖像提取Gabor特征，然后使用加權(quán)的互協(xié)方差矩陣對經(jīng)過處理的特征圖像進行降維及特征提?。蛔詈笫褂米罱彿诸惼鬟M行分類。在ORL數(shù)據(jù)庫和AR數(shù)據(jù)庫上的實驗表明，該方法的降維和識別性能優(yōu)于傳統(tǒng)2DPCA及其改進算法，能兼顧維度簡約性和準確性，有效地提高了識別性能。
針對傳統(tǒng)的人臉識別方法對人臉圖像的曝光量、表情比較敏感，并且具有較大類內(nèi)離散度的缺點，該文提出一種基于Gabor小波以及加權(quán)互協(xié)方差運算的人臉識別算法。該算法首先對人臉圖像提取Gabor特征，然后使用加權(quán)的互協(xié)方差矩陣對經(jīng)過處理的特征圖像進行降維及特征提?。蛔詈笫褂米罱彿诸惼鬟M行分類。在ORL數(shù)據(jù)庫和AR數(shù)據(jù)庫上的實驗表明，該方法的降維和識別性能優(yōu)于傳統(tǒng)2DPCA及其改進算法，能兼顧維度簡約性和準確性，有效地提高了識別性能。
2017, 39(8): 2028-2032.
doi: 10.11999/JEIT161112
摘要:
使用星載綜合孔徑輻射計進行海洋鹽度探測是微波遙感領(lǐng)域的一個研究熱點。為了達到海洋鹽度探測所需準確度指標，綜合孔徑輻射計的輻射計單元需要同時具有非常高的靈敏度及定標穩(wěn)定度。該文研究了一種兼顧高靈敏度和高穩(wěn)定度的輻射計技術(shù)，通過實時定標的方法保證穩(wěn)定度指標，通過定標數(shù)據(jù)平均的方法提高靈敏度指標。首次通過頻域分析得到最優(yōu)定標數(shù)據(jù)平均時間。完成了長時間穩(wěn)定度實驗，實驗結(jié)果表明：該輻射計穩(wěn)定度在3天(3 d)內(nèi)優(yōu)于0.12 K，靈敏度優(yōu)于0.1 K，達到了海洋鹽度探測綜合孔徑輻射計對輻射計單元的需求。
使用星載綜合孔徑輻射計進行海洋鹽度探測是微波遙感領(lǐng)域的一個研究熱點。為了達到海洋鹽度探測所需準確度指標，綜合孔徑輻射計的輻射計單元需要同時具有非常高的靈敏度及定標穩(wěn)定度。該文研究了一種兼顧高靈敏度和高穩(wěn)定度的輻射計技術(shù)，通過實時定標的方法保證穩(wěn)定度指標，通過定標數(shù)據(jù)平均的方法提高靈敏度指標。首次通過頻域分析得到最優(yōu)定標數(shù)據(jù)平均時間。完成了長時間穩(wěn)定度實驗，實驗結(jié)果表明：該輻射計穩(wěn)定度在3天(3 d)內(nèi)優(yōu)于0.12 K，靈敏度優(yōu)于0.1 K，達到了海洋鹽度探測綜合孔徑輻射計對輻射計單元的需求。
