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2019年 第41卷 第3期
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2019, 41(3): 509-515.
doi: 10.11999/JEIT180414
摘要:
該文提出一種基于四階累積量張量聯(lián)合對角化的聯(lián)合盲源分離(J-BSS)算法。首先通過計算4階互累積量將多數(shù)據(jù)集信號的J-BSS問題轉(zhuǎn)化為4階張量聯(lián)合對角化問題。接下來，基于雅可比連續(xù)旋轉(zhuǎn)將張量聯(lián)合對角化這類非線性優(yōu)化問題，轉(zhuǎn)化為一系列可獲取閉式解的簡單子優(yōu)化問題，并通過交替迭代對多數(shù)據(jù)集混合矩陣進行更新，進而實現(xiàn)J-BSS。實驗結(jié)果表明，所提算法具有良好的收斂性能，較之現(xiàn)有的同類型BSS及J-BSS算法具有更高的精度。此外，該算法在分離實際胎兒心電信號方面也表現(xiàn)出良好的性能。
2019, 41(3): 516-522.
doi: 10.11999/JEIT180435
摘要:
針對多跳頻信號空域參數(shù)估計問題，該文在稀疏貝葉斯學習(SBL)的基礎上，利用跳頻信號的空域稀疏性實現(xiàn)了波達方向(DOA)的估計。首先構(gòu)造空域離散網(wǎng)格，將實際DOA與網(wǎng)格點之間的偏移量建模進離散網(wǎng)格中，建立多跳頻信號均勻線陣接收數(shù)據(jù)模型；然后通過SBL理論得到行稀疏信號矩陣的后驗概率分布，用超參數(shù)控制偏移量和信號矩陣的行稀疏程度；最后利用期望最大化(EM)算法對超參數(shù)進行迭代，得到信號矩陣的最大后驗估計以完成DOA的估計。理論分析與仿真實驗表明該方法具有良好的估計性能并能適應較少快拍數(shù)的情況。
2019, 41(3): 523-529.
doi: 10.11999/JEIT180460
摘要:
在單樣本(SMV)、低信噪比條件下，稀疏重構(gòu)方法可提升時延估計精度，但現(xiàn)有的重構(gòu)算法在支撐集元素的選擇中存在錯選和漏選的情況，從而導致估計精度受限。針對上述問題，該文提出一種基于循環(huán)匹配追蹤(LMP)的稀疏重構(gòu)時延估計算法。該方法引入了“循環(huán)刪除，匹配添加”的思想，有效提升了直達徑的估計精度。算法首先建立信道沖激響應稀疏表示模型；然后在獲得初始支撐集的前提下，先循環(huán)刪除支撐集內(nèi)的元素，再從支撐集補集中依據(jù)與當前殘差內(nèi)積值最大來匹配添加新元素，直至殘差內(nèi)積基本不變；最后利用時延值與稀疏支撐集的關(guān)系得到了時延的估計值。仿真結(jié)果表明，所提算法相比于傳統(tǒng)稀疏重構(gòu)時延估計算法具有更高的估計精度。同時基于USRP平臺，利用實際信號對所提算法進行了有效性驗證。
2019, 41(3): 530-536.
doi: 10.11999/JEIT171191
摘要:
針對識別左右手運動想象腦電圖信號(EEG)模式精度和互信息不高的問題，該文采用基于可調(diào)Q因子小波變換(TQWT)算法來處理腦電信號。首先，利用TQWT對腦電圖信號進行分解；隨后，提取子頻帶信號的小波系數(shù)能量、自回歸模型(AR)系數(shù)以及分形維數(shù)；最后，利用線性判別分析(LDA)對提取的腦電特征進行識別。采用BCI2003和BCI2005競賽數(shù)據(jù)對所提出的算法進行驗證，4名受試者的最高識別率分別為88.11%, 89.33%, 77.13%和78.80%，最大互信息分別為0.95, 0.96, 0.43和0.45。實驗結(jié)果表明，所提算法取得了高分類精度及互信息值，驗證了其有效性。
2019, 41(3): 537-543.
doi: 10.11999/JEIT180433
摘要:
針對現(xiàn)有相干分布源直接定位方法中存在的依賴分布模型、計算復雜等問題，該文提出一種基于非圓信號特征的對稱旋轉(zhuǎn)不變直接定位算法。該方法首先根據(jù)分布源參數(shù)化假設建立基于數(shù)據(jù)域信息的直接位置估計模型，并利用非圓信號特征擴展接收信號的協(xié)方差矩陣。然后針對中心對稱陣列，證明了相干分布源的確定性角信號分布函數(shù)矢量具有對稱特性，基于這一特征建立了擴展方向矢量的旋轉(zhuǎn)不變關(guān)系；構(gòu)造了融合多個觀測站信息的目標函數(shù)，直接估計目標位置，避免了對分布模型的依賴，且降低了待估計參數(shù)維度。仿真結(jié)果表明，與現(xiàn)有相干分布源定位算法相比，所提算法提高了分布源位置估計精度和效率，避免了對分布模型的依賴，更具實用價值。
2019, 41(3): 544-550.
doi: 10.11999/JEIT180314
摘要:
雙向長短時記憶模型(BLSTM)由于其強大的時間序列建模能力，以及良好的訓練穩(wěn)定性，已經(jīng)成為語音識別領域主流的聲學模型結(jié)構(gòu)。但是該模型結(jié)構(gòu)擁有更大計算量以及參數(shù)數(shù)量，因此在神經(jīng)網(wǎng)絡訓練的過程當中很容易過擬合，進而無法獲得理想的識別效果。在實際應用中，通常會使用一些技巧來緩解過擬合問題，例如在待優(yōu)化的目標函數(shù)中加入L2正則項就是常用的方法之一。該文提出一種空間平滑的方法，把BLSTM模型激活值的向量重組成一個2維圖，通過濾波變換得到它的空間信息，并將平滑該空間信息作為輔助優(yōu)化目標，與傳統(tǒng)的損失函數(shù)一起，作為優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡參數(shù)的學習準則。實驗表明，在電話交談語音識別任務上，這種方法相比于基線模型取得了相對4%的詞錯誤率(WER)下降。進一步探索了L2范數(shù)正則技術(shù)和空間平滑方法的互補性，實驗結(jié)果表明，同時應用這2種算法，能夠取得相對8.6%的WER下降。
2019, 41(3): 551-555.
doi: 10.11999/JEIT180432
摘要:
針對SIMO-OFDM系統(tǒng)下的信道估計和符號檢測問題，該文建立了接收數(shù)據(jù)矩陣的平行因子分析(PARAFAC)模型，利用PARAFAC模型中離散傅里葉變換矩陣的行滿秩特性，結(jié)合數(shù)據(jù)矩陣的奇異值分解，提出了一種信道與符號聯(lián)合盲估計的閉式求解方法。由于提出的求解方法無須進行迭代便可以完成信道估計和符號檢測，因此其計算復雜度低，此外，利用PARAFAC模型實現(xiàn)信道和符號的同時計算，避免了因信道估計誤差導致的符號誤碼率性能下降問題。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)方法相比提出的方法計算復雜度更低，估計性能更好。
2019, 41(3): 556-562.
doi: 10.11999/JEIT180356
摘要:
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戰(zhàn)術(shù)指揮車內(nèi)多部電臺同時工作，發(fā)射電臺將對接收電臺產(chǎn)生嚴重的互擾。針對上述問題，該文提出基于多通道最小均方算法(MCLMS)的多發(fā)單收同車電臺射頻干擾對消方法。首先，分析同車電臺N 發(fā)M 收情況可分離為M個N發(fā)單收場景的疊加，進而建立多發(fā)單收射頻干擾對消模型。在此基礎上，提出基于MCLMS算法的射頻干擾對消方法，并理論分析該對消方法的性能，推導得出互擾對消比(MICR)與發(fā)射電臺數(shù)目N、收斂因子
之間的閉合數(shù)學表達式。最后，通過仿真驗證了理論結(jié)果的正確性，表明該方法能夠有效抑制同車發(fā)射電臺對接收電臺的互擾影響，增強指揮車電磁兼容性。
2019, 41(3): 563-570.
doi: 10.11999/JEIT180398
摘要:
超密集組網(wǎng)的基站高密度特性會帶來嚴重的小區(qū)間干擾，多點協(xié)作聯(lián)合傳輸應用于超密集組網(wǎng)進行干擾管理是目前的研究熱點，該文對多點協(xié)作聯(lián)合傳輸時基站密度對網(wǎng)絡性能的影響進行了分析。首先采用隨機幾何方法推導了3維空間基站與用戶距離的概率密度函數(shù)，為選取距離用戶最近的多個基站聯(lián)合傳輸?shù)膮f(xié)作機制提供了基礎；然后結(jié)合有界雙斜率路徑損耗模型，進行用戶下行鏈路的干擾建模，進一步推導出用戶下行鏈路覆蓋率和網(wǎng)絡區(qū)域頻譜效率的表達式，并分析了協(xié)作基站數(shù)、基站密度等參數(shù)對網(wǎng)絡性能的影響。數(shù)值仿真表明：協(xié)作基站數(shù)為2時就可使下行鏈路覆蓋率增加10%，且實現(xiàn)2到3倍的頻譜效率的增益，當協(xié)作基站數(shù)為3時，費效比更優(yōu)，同時可得到多點協(xié)作下的基站密度極限使區(qū)域頻譜效率最高。該文工作可為下一代移動通信網(wǎng)絡的基站部署提供理論支持。
2019, 41(3): 571-579.
doi: 10.11999/JEIT180427
摘要:
Luby變換(LT)碼作為一種抗干擾編碼技術(shù)，應用于認知無線電系統(tǒng)，可提高次用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。編譯碼是影響LT碼抗干擾性能的關(guān)鍵因素。為提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院退俣?，該文提出一種適用于認知無線電系統(tǒng)的LT碼聯(lián)合泊松魯棒孤子分布-疊層(CPRSD-H)編譯碼算法。編碼過程中，編碼器首先采用CPRSD進行編碼產(chǎn)生編碼分組和編碼矩陣，隨后通過編碼矩陣中度數(shù)為1和度數(shù)為2對應的列向量攜帶雙層信息：度數(shù)為1和度數(shù)為2的編碼分組和與其相連接的輸入分組的連接關(guān)系；部分原始數(shù)據(jù)信息。譯碼過程中，譯碼器首先通過第1層存儲信息采用置信傳播(BP)算法譯碼完成，隨后一些未被成功譯出的信息再通過第2層存儲信息進行填補。仿真結(jié)果表明，將CPRSD-H編譯碼算法應用于認知無線電系統(tǒng)中，能夠顯著降低LT碼的誤比特率(BER)，提高次用戶有效吞吐量以及加快LT碼編譯碼速度。
2019, 41(3): 580-587.
doi: 10.11999/JEIT180386
摘要:
卷積盲源分離可以在頻域得到有效解決，但頻域盲源分離必須解決排序模糊問題。該文提出一種基于區(qū)域增長校正的頻域盲源分離排序算法。首先對卷積混合信號短時傅里葉變換，在頻域的各個頻點處建立瞬時模型進行獨立分量分析，在此基礎上使用分離信號功率比的相關(guān)性，對所有頻點進行逐點排序置換。其次根據(jù)閾值將排序后的結(jié)果劃分為若干個小區(qū)域。最后按區(qū)域增長方式進行區(qū)域置換與合并，最終得到正確的分離信號。區(qū)域增長校正可最大限度地減少頻點排序錯誤擴散現(xiàn)象，從而改善分離效果。在模擬和真實環(huán)境中分別進行語音盲源分離實驗，結(jié)果表明所提算法的有效性。
2019, 41(3): 588-593.
doi: 10.11999/JEIT180396
摘要:
為了實現(xiàn)四表(水，電，氣，熱)集抄行業(yè)之間的業(yè)務數(shù)據(jù)隔離，提升本地網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和覆蓋能力，該文提出四表集抄通信網(wǎng)絡虛擬化方案。該方案采用虛擬接入點名稱(APN)技術(shù)以及軟件定義網(wǎng)絡(SDN)切片技術(shù)構(gòu)成端到端隔離的業(yè)務數(shù)據(jù)采集通道；采用微功率無線和低壓電力線載波構(gòu)成實時可靠的本地雙模虛擬網(wǎng)絡，進一步提出基于全局鏈路狀態(tài)和分層迭代的組網(wǎng)算法。仿真及現(xiàn)場驗證結(jié)果表明，該方案降低了采集數(shù)據(jù)的丟包率和傳輸時延，提高業(yè)務支撐能力，保障行業(yè)之間的業(yè)務數(shù)據(jù)隔離，提升通信網(wǎng)絡基礎設施復用能力。
2019, 41(3): 594-601.
doi: 10.11999/JEIT180355
摘要:
該文針對星基定位接收機導航信號捕獲的干擾問題，提出一種非完備空際間疊干擾信號模型。首先對提出的干擾模型以及非完備空際間疊引起的干擾裂變效應進行了闡述分析與推究證明，而后推導計算出了星基定位接收機輸出信干噪比(SINR)與空際間疊長度的函數(shù)式，論證了兩者函數(shù)單調(diào)性關(guān)系。仿真實驗表明星基定位接收機輸出信干噪比為空際間疊長度的單調(diào)增函數(shù)，短空際間疊長度干擾可抑制3維頻碼域相關(guān)峰突起，降消星基定位接收機捕獲性能。
2019, 41(3): 602-610.
doi: 10.11999/JEIT180375
摘要:
在超高頻射頻識別(UHF RFID)系統(tǒng)近場(NF)密集標簽應用中，由于微帶標簽天線的結(jié)構(gòu)特點，傳統(tǒng)線圈間互阻抗表達式在預估系統(tǒng)頻率偏移等互耦效應問題方面誤差較大，精確性不夠。首先，基于變壓器模型，從無線電能傳輸?shù)慕嵌韧茖Я私鼒雒芗瘶撕為g的互阻抗表達式。然后，結(jié)合近場電感耦合型標簽，通過建立電磁仿真模型間接獲取有關(guān)電氣參數(shù)值。最后，驗證推導公式并從影響雙標簽間互阻抗的環(huán)境因素角度去研究UHF RFID近場頻率偏移問題。測試結(jié)果表明，當標簽間距小于30 mm時，推導的互阻抗表達式應用于頻率偏移計算誤差范圍為1.6～7.3 MHz。研究結(jié)果為基于標簽間互阻抗預估UHF RFID近場標簽間的互耦效應問題提供了參考依據(jù)。
2019, 41(3): 611-618.
doi: 10.11999/JEIT180423
摘要:
在射電望遠鏡和衛(wèi)星通信天線中，圓極化器是關(guān)鍵部件之一。傳統(tǒng)圓極化器在保證0.75 dB軸比時的相對帶寬最多為41%，無法滿足日益增長的寬頻帶應用需求。該文利用四脊波導的寬帶特性，通過采用具有不同尺寸的水平脊和垂直脊，使四脊波導兩個正交主模的相位常數(shù)不同，來實現(xiàn)寬帶移相特性，并給出了一種寬帶四脊波導圓極化器的設計方法。按照這一方法，設計了一款寬帶C波段圓極化器，工作帶寬為3.625～7.025 GHz，相對帶寬64%。該文還研究了圓極化器主要參數(shù)變化對其性能的影響，加工并實測了一個圓極化器樣機。實測結(jié)果顯示出，該圓極化器兩個正交極化的反射損耗均小于–21 dB，相差90°±3.8°，相應的軸比小于0.6 dB。測試與仿真結(jié)果吻合良好，證明了分析與設計方法的正確性。
2019, 41(3): 619-625.
doi: 10.11999/JEIT180420
摘要:
我國是個洪澇災害多發(fā)的國家，每年7月、8月份洪澇災害時常發(fā)生。因此，實現(xiàn)洪澇受災區(qū)域的水體快速檢測對災害救援和評估具有重要的意義。高分3號SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)采用主動式對地觀測技術(shù)，全天時、全天候成像的特點在洪澇減災應用中具有明顯的優(yōu)勢。以湖南省洪澇災害區(qū)域快速檢測為目的，該文提出基于高分3號單極化SAR數(shù)據(jù)的洪澇區(qū)域水體快速檢測方法，包括SAR預處理，顧及SAR分布特性且保邊緣的馬爾科夫模型洪澇水體提取，基于SAR幾何構(gòu)象模型的陰影虛警干擾去除等步驟，并利用人工檢測結(jié)果進行相對精度評價。測試結(jié)果表明，所提方法可以實現(xiàn)洪澇受災區(qū)域的快速、精確提取。
2019, 41(3): 626-631.
doi: 10.11999/JEIT180440
摘要:
傳統(tǒng)基于特征的景象匹配方法存在冗余點多、匹配精度低等問題，難以同時滿足實時性及魯棒性要求，對此，論文提出一種基于尺度不變特征變換(SIFT)的快速景象匹配方法。在特征提取階段，采用高速分段特征檢測器(FAST)在多尺度檢測角點作為初始特征，經(jīng)過高斯差分(DOG)算子在尺度空間中進行特征的2次篩選，簡化原有遍歷式的特征搜索過程；在特征匹配階段，采用仿射模型模擬變換關(guān)系建立幾何約束條件，克服SIFT算法由于忽略幾何信息而產(chǎn)生的誤匹配。實驗表明：該方法在匹配精度和實時性方面均優(yōu)于SIFT算法，且對光照、模糊、尺度等變換具有良好的魯棒性，能夠更好地實現(xiàn)景象匹配。
2019, 41(3): 632-639.
doi: 10.11999/JEIT180442
摘要:
針對光照變化引起目標跟蹤性能顯著下降的問題，該文提出一種聯(lián)合優(yōu)化光照補償和多任務逆向稀疏表示的視覺跟蹤方法。首先基于模板與候選目標的平均亮度差異對模板實施光照補償，并利用候選目標逆向稀疏表示光照補償后的模板。而后將所得多個關(guān)于單模板的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一個關(guān)于多模板的多任務優(yōu)化問題，并利用交替迭代方法求解此多任務優(yōu)化問題以獲得最優(yōu)光照補償系數(shù)矩陣以及稀疏編碼矩陣。最后利用所得稀疏編碼矩陣快速剔除無關(guān)候選目標，并采用局部結(jié)構(gòu)化評估方法實現(xiàn)目標精確跟蹤。仿真結(jié)果表明，與現(xiàn)有主流算法相比，劇烈光照變化情況下，所提方法可顯著改善目標跟蹤精度及穩(wěn)健性。
2019, 41(3): 640-648.
doi: 10.11999/JEIT180407
摘要:
為了獲得更適合人感知的夜視融合圖像，該文提出一種基于灰度變換與兩尺度分解的夜視圖像融合算法。首先，利用紅外像素值作為指數(shù)因子對可見光圖像進行灰度轉(zhuǎn)換，在達到可見光圖像增強的同時還使可見光與紅外圖像融合任務轉(zhuǎn)換為同類圖像融合。其次，通過均值濾波對增強結(jié)果與原始可見光圖像進行兩尺度分解。再次，運用基于視覺權(quán)重圖的方法融合細節(jié)層。最后，綜合這些結(jié)果重構(gòu)出融合圖像。由于該文方法在可見光波段顯示結(jié)果，因此融合圖像更適合視覺感知。實驗結(jié)果表明，所提方法在視覺質(zhì)量和客觀評價方面優(yōu)于其它5種對比方法，融合時間小于0.2 s，滿足實時性要求。融合后圖像背景細節(jié)信息清晰，熱目標突出，同時降低處理時間。
2019, 41(3): 649-655.
doi: 10.11999/JEIT180373
摘要:
針對動作特征在卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型傳輸時的損失問題以及網(wǎng)絡模型過擬合的問題，該文提出一種跨層融合模型和多個模型投票的動作識別方法。在預處理階段，借助排序池化的方法聚集視頻中的運動信息，生成近似動態(tài)圖像。在全連接層前設置對特征信息進行水平翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成無融合模型。在無融合模型的基礎上添加第2層的輸出特征與第5層的輸出特征融合結(jié)構(gòu)，構(gòu)造成跨層融合模型。訓練時，對無融合模型和跨層融合模型兩種基本模型采用3種數(shù)據(jù)劃分方式以及兩種生成近似動態(tài)圖像順序進行訓練，得到多個不同的分類器。測試時使用多個分類器進行預測，對它們得到的結(jié)果進行投票集成，作為最終分類結(jié)果。在UCF101數(shù)據(jù)集上，提出的無融合模型和跨層融合模型的識別方法與動態(tài)圖像網(wǎng)絡模型的方法相比，識別率有較大提高；多模型投票的識別方法能有效緩解模型的過擬合現(xiàn)象，增加算法的魯棒性，得到更好的平均性能。
2019, 41(3): 656-665.
doi: 10.11999/JEIT180388
摘要:
基于灰度圖像隱寫算法直接應用于彩色圖像引起的安全性問題，該文針對彩色分量提出一種動態(tài)更新失真代價的空域隱寫算法。首先，分析了彩色分量內(nèi)容特性與通道間相關(guān)性的關(guān)系，提出中心元素的失真更新準則。隨后，考慮到隱寫過程中鄰域分量嵌入修改產(chǎn)生的交互影響，得到維持鄰域相關(guān)性的最優(yōu)修改方式。最后，提出彩色分量的失真代價動態(tài)更新策略(CCMS)，并應用該策略設計實現(xiàn)了一種彩色圖像的空域自適應隱寫算法。實驗表明，在5種嵌入率下HILL-CCMS，WOW-CCMS算法對彩色隱寫特征CRM，SCCRM的抗檢測能力明顯高于HILL和WOW算法。
2019, 41(3): 666-673.
doi: 10.11999/JEIT180358
摘要:
針對機器人在家庭環(huán)境下的目標檢測問題，該文提出一種基于動作注意策略的樹形雙深度Q網(wǎng)絡(TDDQN)目標候選區(qū)域提取的方法，該方法將雙深度Q網(wǎng)絡(DDQN)的方法與樹結(jié)構(gòu)的方法相結(jié)合，通過執(zhí)行改變檢測框的動作以使目標逐漸集中在檢測框內(nèi)。首先采用DDQN方法在執(zhí)行較少的動作后選擇出當前狀態(tài)的最佳動作，獲取符合條件的候選區(qū)域。然后根據(jù)執(zhí)行所選擇動作之后所得到的狀態(tài)重復執(zhí)行上述過程，以此構(gòu)成樹結(jié)構(gòu)的多條“最佳”路徑。最后采用非極大值抑制的方法從多個符合條件的候選區(qū)域選擇出最佳候選區(qū)域。在Pascal VOC2007以及Pascal VOC2012上的實驗結(jié)果表明，在不同數(shù)量的候選區(qū)域、不同閾值的IoU和不同大小以及不同種類對象的實驗條件下，所提方法較其他方法都有著更好的檢測性能，可以較好地實現(xiàn)目標檢測。
2019, 41(3): 674-679.
doi: 10.11999/JEIT180418
摘要:
密鑰聚合可搜索加密不僅可以通過關(guān)鍵字檢索密文，還可以減少用戶密鑰管理的代價和安全風險。該文分析了一個可驗證的密鑰聚合可搜索加密方案，指出該方案不滿足關(guān)鍵字猜測攻擊，未經(jīng)授權(quán)的內(nèi)部用戶可以猜測其他用戶的私鑰。為了提高原方案的安全性，提出了云存儲環(huán)境下多服務器的密鑰聚合可搜索加密方案。所提方案不僅改進了原方案的安全性問題，還增加了多服務的特性，提高了上傳和存儲的效率，更適合一對多的用戶環(huán)境。
2019, 41(3): 680-686.
doi: 10.11999/JEIT180402
摘要:
服務功能鏈的服務性能取決于功能的部署位置和數(shù)據(jù)傳輸路徑的選擇。針對資源有限的網(wǎng)絡中的服務功能鏈部署問題，該文設計了一種基于最長有效功能序列(LEFS)的服務功能鏈部署算法，以功能復用和帶寬需求聯(lián)合優(yōu)化為目標，在控制路徑長度的同時根據(jù)LEFS逐步搜索中繼節(jié)點，直至滿足服務請求。仿真結(jié)果表明，該算法能夠均衡網(wǎng)絡資源，同時優(yōu)化網(wǎng)絡的功能部署率和帶寬利用率，與其他算法相比，網(wǎng)絡資源利用率降低了10%，可以支持更多的服務請求，且算法計算復雜度低，可以實現(xiàn)對服務請求的快速響應。
2019, 41(3): 687-693.
doi: 10.11999/JEIT171049
摘要:
在無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)節(jié)點的無線電關(guān)閉期間，用以維護系統(tǒng)時鐘的硬件定時器中斷請求(IRQ)是微控制單元(MCU)能耗的重要來源，此時中斷頻率對WSN節(jié)點總能耗影響較大。該文提出一種基于無跡卡爾曼濾波(UKF)估計的時鐘分辨率優(yōu)化方法，根據(jù)協(xié)議的時間特性來切換中斷高低頻率。在休眠期間切換到低分辨率，需要喚醒時先通過UKF獲得高分辨率計時開始時間的最優(yōu)估計，再通過分辨率漸變的定時器中斷的線性組合來進入高分辨率計時。對Tmote平臺的ContikiMAC協(xié)議進行的仿真實驗中，在無線電占空比(RDC)為0.53%的情況下，所提方法比原始協(xié)議總能耗下降28.85%。
2019, 41(3): 694-701.
doi: 10.11999/JEIT180464
摘要:
在大型復雜軟件定義網(wǎng)絡中，為提高網(wǎng)絡負載均衡，減少控制器與交換機間的傳播時延，該文提出一種基于效率區(qū)間的負載均衡在線優(yōu)化算法。在初始靜態(tài)網(wǎng)絡中，通過貪心算法選擇初始控制器集合，并以其為根節(jié)點構(gòu)建M棵改進代價的最小生成樹(MST)，確定初始M個負載均衡的子網(wǎng)；當網(wǎng)絡流量發(fā)生變化時，通過廣度優(yōu)先搜索(BFS)調(diào)整子網(wǎng)間交換機映射關(guān)系使其滿足效率區(qū)間，保證任意時刻網(wǎng)絡的負載均衡。算法均以網(wǎng)絡連通性為基礎，且均以傳播時延為目標重新更新控制器集合。仿真實驗表明，該算法在保證任意時刻網(wǎng)絡負載均衡的同時，可以保證較低的傳播時延，與Pareto模擬退火算法、改進的K-Means算法等相比，可以使網(wǎng)絡負載均衡情況平均提高40.65%。
2019, 41(3): 702-708.
doi: 10.11999/JEIT180064
摘要:
針對ZigBee網(wǎng)絡節(jié)點定位中消息的安全性問題，該文提出一種帶隱私保護的消息簽名方案。方案基于橢圓曲線(ECC)上的無雙線性對運算，設計了帶身份隱私保護的定位請求消息簽名算法和坐標隱私保護的定位參照消息簽名算法。理論證明了所提方案可抵御偽造攻擊、重放攻擊等多種外部攻擊，同時具備隱私保護、身份追蹤等功能。性能分析結(jié)果表明，與同類方案相比，所提方案計算開銷和通信開銷均具有優(yōu)勢。
2019, 41(3): 709-716.
doi: 10.11999/JEIT180381
摘要:
隨著網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的發(fā)展，網(wǎng)絡病毒擴散方式及免疫策略成為網(wǎng)絡安全領域研究的熱點之一。該文研究了一類新型混合攻擊病毒，并根據(jù)其特點將這類病毒定義為“去二存一”型病毒。通過分析新型病毒的攻擊方式，構(gòu)建了“去二存一”混合機制下病毒的SEIQRS信息擴散模型。在此基礎上，求解對應系統(tǒng)的平衡點，并運用Routh-Hurwitz判據(jù)分析了系統(tǒng)基本再生數(shù)R0及其對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。最后，仿真驗證了模型的有效性和穩(wěn)定性。
2019, 41(3): 717-724.
doi: 10.11999/JEIT180405
摘要:
針對現(xiàn)有環(huán)形振蕩器物理不可克隆函數(shù)(ROPUF)設計存在的可靠性和唯一性不高，導致在應用時安全性較差的問題，該文提出面向ROPUF的統(tǒng)計模型，定量分析了可靠性和唯一性的影響因素，發(fā)現(xiàn)增大延遲差能夠提高可靠性，減小環(huán)形振蕩器(RO)單元間的工藝差異可以提高唯一性。根據(jù)該模型結(jié)論，設計了基于mesh拓撲結(jié)構(gòu)的動態(tài)RO單元，結(jié)合RO陣列頻率分布特性，設計了一種新的頻率排序算法，以增大延遲差和減小RO單元的工藝差異，從而提高ROPUF的可靠性和唯一性。結(jié)果表明，與其他改進設計的ROPUF相比，所提設計的可靠性和唯一性具有顯著優(yōu)勢，可達到99.642%和49.1%，且受溫度變化的影響最小。安全性分析證明，該文的設計具有很強的抗建模攻擊能力。
2019, 41(3): 725-731.
doi: 10.11999/JEIT180443
摘要:
二叉決策圖(BDD)是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，廣泛應用于數(shù)字電路的邏輯綜合、測試和驗證等領域。將BDD每個結(jié)點映射成2選1數(shù)據(jù)選擇器(MUX)可得到BDD映射電路。該文提出一種BDD映射電路的面積和延時優(yōu)化方法。首先把待優(yōu)化電路轉(zhuǎn)換成BDD形式，然后逐一搜索BDD中存在的菱形結(jié)構(gòu)，進而通過路徑優(yōu)化實現(xiàn)結(jié)點的刪減和控制變量的更改，并將所得結(jié)果BDD映射成MUX電路，最后用多個MCNC基準電路進行測試，將該文方法與經(jīng)典綜合工具BDS, SIS等方法相比較，BDD總結(jié)點數(shù)比BDS減少了55.8%，映射電路的面積和延時比SIS分別減小了39.3%和44.4%。
2019, 41(3): 732-738.
doi: 10.11999/JEIT180337
摘要:
該文提出一種用于電荷域流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的高精度輸入共模電平不敏感采樣保持前端電路。該采樣保持電路可對電荷域流水線ADC中由輸入共模電平誤差引起的共模電荷誤差進行補償。所提出的高精度輸入共模電平不敏感采樣保持電路被運用于一款14位210 MS/s電荷域ADC中，并在1P6M 0.18 μm CMOS工藝下實現(xiàn)。測試結(jié)果顯示，該14位ADC電路在210 MS/s條件下對于30.1 MHz單音正弦輸入信號得到的無雜散動態(tài)范圍為85.4 dBc，信噪比為71.5 dBFS，而ADC內(nèi)核功耗僅為205 mW，面積為3.2 mm2。
2019, 41(3): 739-750.
doi: 10.11999/JEIT180515
摘要:
雷達通信一體化通過一套共用的硬件設備實現(xiàn)雷達探測與通信傳輸，相比于傳統(tǒng)單一的雷達或者通信設備，更易集成化、小型化和高效利用頻譜。該文系統(tǒng)地介紹了雷達通信一體化的原理與特點，指出了一體化研究中亟需解決的問題，從典型的基于線性調(diào)頻(LFM)的雷達通信一體化信號出發(fā)，全面梳理了國內(nèi)外針對雷達通信一體化的相關(guān)研究，著重歸納了正交頻分復用(OFDM)與多入多出(MIMO)技術(shù)在雷達通信一體化波形設計、信號處理、一體化系統(tǒng)設計等幾個重點方向的研究進展，并分析了雷達通信一體化未來的可能發(fā)展趨勢及其在軍事領域和民用智能交通領域的重要應用前景。
2019, 41(3): 751-762.
doi: 10.11999/JEIT180468
摘要:
海洋溢油污染不僅嚴重威脅海洋生態(tài)安全、破壞海岸帶環(huán)境，而且直接和間接地影響著廣大人民群眾的生活和健康以及區(qū)域社會經(jīng)濟的發(fā)展。合成孔徑雷達因其具有全天候和高靈敏度的觀測能力而成為海面油膜探測的主要手段之一。該文從SAR海面油膜探測的基本原理出發(fā)，介紹了單極化、全極化和緊縮極化SAR海面油膜探測技術(shù)的國內(nèi)外最新研究進展，對該技術(shù)手段在實際應用中遇到的主要困難和挑戰(zhàn)做了深入分析，最后總結(jié)展望了該技術(shù)未來發(fā)展的廣闊前景。
