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2012年 第30卷 第1期    刊出日期：2012-02-09

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通信工程

分布式空时码协同通信系统简化均衡方法

肖俊， 蒋雁翔， 尤肖虎

2012, 30(1):  1-6.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.001

摘要 ( 1753 )   PDF (656KB) ( 1929 )  

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摘要： 由于协同通信系统各中继节点分布位置的不同，产生了不同于传统多天线通信系统的多时偏问题. 该文考虑基于分布式线性卷积空时码的异步协同通信系统，将对应每个中继节点的时延偏移量等效到对应生成多项式中的零矢量，进而构造等效的异步协同通信系统模型. 对等效信道矩阵的带状Toeplitz 性质进行研究，提出一种基于Trench 算法求解带状Toeplitz 线性系统的块最小均方误差均衡方法，从而将求解高阶带状Toeplitz 线性系统的运算简化为求解低阶Toeplitz 线性系统的运算，避免了传统最小均方误差均衡算法中的高阶矩阵求逆运算，极大地降低了计算复杂度. 仿真结果表明，该均衡方法能在适当的数据帧长以及较大的时延量情况下取得满意的系统性能.

放大-转发OFDMA中继系统多业务资源分配方案

万庆涛1;2， 马冠一1

2012, 30(1):  7-13.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.002

摘要 ( 1795 )   PDF (1110KB) ( 1233 )  

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针对独立功率限制、放大–转发OFDMA中继系统的多业务资源分配问题，提出一种在满足实时用户要求前提下，非实时用户数据速率最大化的资源分配方案. 根据业务的不同将问题分解为实时和非实时用户的资源分配两个子问题. 对于实时用户的资源分配，利用Lagrange方法计算. 对于非实时用户的资源分配，每个子载波分配给信道条件最好的用户，针对功率分配提出两步功率分配方法. 首先按照总功率约束进行初始功率分配，然后对各子载波的功率进行调整以满足独立功率约束. 对于子载波分配提出一种低复杂度的子载波集合分配算法. 仿真结果表明，该方案在满足多业务用户要求的同时使系统性能得到优化，且计算复杂度低.

一种LTE系统的主同步信号快速捕获方法

杨秀梅1;2， 熊勇1;2， 贾国庆1;2

2012, 30(1):  14-18.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.003

摘要 ( 1776 )   PDF (706KB) ( 2898 )  

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摘要： 针对长期演进（long term evolution，LTE）系统小区边缘用户，提出一种主同步信号的快速捕获方法.
该方法首先在LTE网络可用频段内接收信号，然后对接收到的信号进行自身滑动镜像相关. 检测到明显峰值后，在
峰值点进行主同步信号的本地相关，从而获取主同步信号索引. 分析和仿真结果表明，该方法的运算复杂度低，适
用于小区间保持时间同步的多小区网络，尤其是小区边缘用户主同步信号的快速检测.

用于TD-LTE系统的排序串行干扰消除迭代检测译码

张正宇， 邱玲

2012, 30(1):  19-24.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.004

摘要 ( 1526 )   PDF (1132KB) ( 1702 )  

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针对时分长期演进多输入多输出系统中的多码字传输模式，分析自适应调制编码和混合自动请求重传对排序串行干扰消除检测顺序的影响，提出一种新型的排序串行干扰消除迭代检测译码算法，并分析该算法的复杂度. 仿真结果表明该算法能够有效提高系统吞吐量，且码字调制编码等级差异越大，MIMO阶数越高，该算法的性能增益越明显.

能量优化和负载均衡的QoS按需路由协议

阔永红， 耿春娜， 陈健

2012, 30(1):  25-30.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.005

摘要 ( 1531 )   PDF (836KB) ( 1578 )  

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摘要：针对移动ad hoc网络对QoS的要求，提出一种能量优化和负载均衡的QoS路由协议. 综合整条链路的能量
和负载信息生成QoS参数，根据QoS选路算法建立链路. 结合距离信息控制路由请求分组的广播方向，并在中间节
点设置能量和队列阈值作为路由请求分组转发的限制条件，减少不必要的路由开销. 在路由维护阶段利用节点的能
量信息限制路由的本地修复，避免能量即将耗尽的节点继续参与路由发现. 该算法同时优化了路由选择机制、中间
节点转发机制和路由维护机制. NS2仿真结果表明，提出的协议在投递率、归一化路由开销和端到端延时方面均表
现出良好的性能.

一种支持拥塞识别的ad hoc网络DCF协议速率自适应机制

雷磊1;2， 周进华1， 朱颖锋1， 刘维康1

2012, 30(1):  31-38.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.006

摘要 ( 1354 )   PDF (999KB) ( 1647 )  

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摘要：分析了IEEE 802.11 DCF协议虚拟载波检测机制在支持多速率传输方面存在的局限性，以及高速率传输
数据分组的重负载条件下多跳ad hoc网络的节点拥塞问题，并在DCF协议框架内提出了一种支持拥塞识别的速率
自适应机制. 该机制允许接收节点根据信道质量选择可用的最高传输速率，并把此速率值和自身的拥塞状况反馈
给发送节点，发送节点根据接收节点的拥塞状况决定发送或退避等待. 仿真结果表明，该机制能有效解决ad hoc网

多用户OFDM双向中继权衡公平性和总速率资源优化

唐伦1, 刘进1, 李国军2, 陈前斌1, 王光宇1

2012, 30(1):  39-44.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.007

摘要 ( 1811 )   PDF (790KB) ( 1390 )  

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摘要： 在OFDM协作双向中继网络中，当多个用户对借助AF（amplify and forward）双向中继相互通信时，用
户对之间的公平性与系统总速率不能同时兼顾. 该文提出一种用户对速率成比例性公平，并与系统总速率折中的
次优资源分配策略. 该策略以最大化双向中继系统总速率为目标，在总功率及用户对的速率成比例约束下分两步
进行. 首先在每个子载波等功率假设条件下进行用户对速率成比例公平的子载波优化，使系统总速率得以提升. 然
后在保证公平性前提下采用一种迭代的功率分配方法将总功率分配到各个子载波，使系统总速率再次得到提升.
仿真结果表明，所提出的策略在保证用户对速率成一定比例的前提下有效地提高了系统总速率.

平衡旋转对称布尔函数的计数

张鹏1， 付绍静2， 屈龙江1， 李超1;2

2012, 30(1):  45-51.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.008

摘要 ( 1425 )   PDF (528KB) ( 1519 )  

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摘要： 作为一类输入变量经旋转变换作用后输出值不变的特殊函数，旋转对称布尔函数被应用于多种密码
系统. 该文研究了平衡旋转对称布尔函数的计数问题，通过对相关方程组解的优化和分析，不仅改进了已有的关
于pr(p为素数)元平衡旋转对称布尔函数的计数下界，而且给出了一般奇数元平衡旋转对称布尔函数的计数下界.

采用纠缠私钥实现多方量子隐蔽通信

曹东1;2，宋耀良1

2012, 30(1):  52-58.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.009

摘要 ( 1483 )   PDF (626KB) ( 1295 )  

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提出一种新的量子多方隐蔽通信方案，根据伪随机序列从共享纠缠密钥集中选择随机子集用于多方加密方案，利用量子信道噪声的掩盖将敏感信息伪随机旋转并伪装到量子纠错码中. 利用伪随机序列选择共享密钥子集补构造侦测子集，采用判断典型错误机制实现密钥的循环使用. 相比于其他隐蔽通信方案密钥消耗量大的缺点，该方案显著降低了密钥消耗，优化了共享密钥子集补判断典型错误的检测机制检测窃听的功能. 分析了抵抗特洛伊木马攻击的能力.

一类适用于部分响应信道的原模图LDPC码

陈平平1， 方毅2， 王琳2

2012, 30(1):  59-66.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.010

摘要 ( 1284 )   PDF (1300KB) ( 1222 )  

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摘要： 对于加性高斯白噪声信道，JPL实验室提出了一类硬件实现简单、错误地板低的AR4JA原模图LDPC(low-density-parity-check)码，但该码型不适用于PR(partial response)信道. 文中针对PR信道中典型的ERP4信道，提出一类新的近似规则原模图LDPC码，并且利用有限长外信息传递算法对该码型进行分析. 在EPR4信道下
的仿真表明，相对于目前在该信道下性能良好的规则LDPC码，在低信噪比和高信噪比区域，这类新的近似规则原模图码型具有显著的编码增益和更低的错误地板.

基于椭圆曲线的强壮高效口令认证密钥协商方案

刘天华1， 朱宏峰1， 潘正祥2

2012, 30(1):  67-74.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.011

摘要 ( 1330 )   PDF (1052KB) ( 1830 )  

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提出一个适合远程用户的口令认证和密钥交换协议，该协议在不信任网络中运行，无需认证表和交换密钥. 新的协议可抵抗被动或主动入侵，甚至内部攻击者的字典攻击，即使弱的口令也可以安全地使用. 协议还满足完备的前向安全性，在当前口令泄露后不影响以前会话的安全性. 在所提协议中，用户口令并不是以明文的形式储
存，因此当攻击者获取智能卡后，并不能直接登录到主机. 文中协议高效且安全，可广泛应用于需要口令认证的环境. 同以往工作相比，所提协议对分布式或便携式设备更加有效.

信号与信息处理

结合保角变换和Zernike矩的稳健图像Hash

赵琰1;2， 王朔中1， 姚恒1， 吴蔚1

2012, 30(1):  75-81.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.012

摘要 ( 1552 )   PDF (3307KB) ( 1557 )  

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 提出一种用于图像认证和篡改检测的稳健图像Hash方法. 根据密钥对图像进行伪随机分块，将图像块规格化为大小相等的正方形并进行保角变换，使各图像块映射为单位圆. 对各圆形图像区域计算修正的Zernike矩，连接所有Zernike矩的幅度和相位，基于密钥置乱得到所要求的图像Hash. 与直接对正方形内切圆计算Zernike矩
的方法相比，保角变换使图像块四角纳入Hash所表征的图像内容，因而有效改进了篡改检测性能. 图像分块使Hash具备篡改定位的能力. 实验表明该方法具有很低的碰撞概率和良好的感知稳健性，与其他方法相比，碰撞率和检错率较低.

结合光谱解混的高光谱图像异常目标检测SVDD算法

成宝芝， 赵春晖， 王玉磊

2012, 30(1):  82-88.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.013

摘要 ( 1541 )   PDF (876KB) ( 1498 )  

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异常目标检测是高光谱数据处理的重要应用之一. 传统方法采用支持向量数据描述(support vector datadescription, SVDD)检测异常目标而不考虑图像自身存在的背景干扰，检测概率较低. 该文提出一种新方法，将光谱解混技术引入到基于SVDD的异常检测问题中，实现高光谱图像复杂背景信息和目标信息的分离，使解混后的误差数据含有丰富的目标信息，抑制了背景干扰. 利用非线性SVDD将解混误差数据映射到高维特征空间，充分利用高光谱图像波段间的非线性统计特性，完成异常目标的检测. 仿真实验结果表明，该算法提高了异常目标的检测能力，降低了虚警率.

离散轮廓点集法提取超声图像前列腺边缘

原宗良1， 汪源源1， 余锦华1， 陈亚清2

2012, 30(1):  89-95.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.014

摘要 ( 1321 )   PDF (1909KB) ( 1479 )  

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 提出一种基于离散轮廓点集的超声图像前列腺边缘提取方法，将经直肠超声图像中的腺体准确分割出来. 该方法根据前列腺的轮廓特征对候选轮廓点进行多级筛选，再除去由于各种干扰产生的非边缘点，得到位于实际边缘的离散轮廓点集，由此确定粗糙的腺体边缘. 随后利用一种快速水平集的曲线演化方法对初始边缘进行小
范围调整，使其更接近实际的腺体轮廓. 对临床应用中的经直肠超声图像进行边缘提取实验，结果表明该方法能克服腺体外部和内部区域灰度不均一以及边缘模糊等问题，提取的前列腺边缘位置准确，轮廓完整.

基于直方图局部平滑度的LSB匹配隐写分析

汪然， 平西建， 郑二功

2012, 30(1):  96-104.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.015

摘要 ( 1706 )   PDF (2011KB) ( 1574 )  

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针对LSB 匹配的嵌入机制，提出了一种基于直方图局部平滑度的隐写分析方法. 通过邻域差分像素值选取图像的平坦区域，提取包括灰度直方图平滑度、共生矩阵、差分直方图、差分共生矩阵的局部平滑度和峰值等在内的15 维特征，并引入二次嵌入过程消除图像内容差异带来的影响，结合Fisher 线性分类器实现隐写检测. 实验
结果表明，文中算法对于LSB匹配的检测具有较高的准确度，对于NRCS和UCID图像库均表现了良好的检测性能.

利用支持向量机构建水稻镉含量高光谱预测模型

吕杰， 刘湘南

2012, 30(1):  105-110.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.01.016

摘要 ( 1812 )   PDF (2318KB) ( 1454 )  

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 研究基于支持向量机构建水稻镉（Cd）含量高光谱预测模型的可行性. 利用ASD光谱仪测量研究区水稻冠层反射光谱，通过实验室化学分析得到土壤镉含量和水稻叶片镉含量，对研究区水稻光谱进行均一化平滑处理以及小波变换降噪，构建基于支持向量机（support vector machines, SVM）的水稻镉含量高光谱预测模型. 结果表明，小波变换降噪处理对SVM建立的镉含量预测模型精度有所提高，SVM高光谱预测模型的相关系数为0.867 4, 均方误差为0.001 2. 该研究为利用高光谱遥感大面积、快速监测农田作物重金属污染提供技术支持.