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2009年 第27卷 第5期    刊出日期：2009-09-25

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通信工程

基于多径路由的无线Mesh网可靠性评估

何明,裘杭萍,鲍广宇,肖登海

2009, 27(5):  441-445. 

摘要 ( 1757 )   PDF (656KB) ( 1737 )  

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为了有效评估无线Mesh网络的可靠性，提出一种基于多径路由的网络可靠性评估方法. 研究无线Mesh网络的高移动性和链路失效率，以及多径路由附带的多径衰减对网络可靠性的影响. 实验表明，在无线Mesh网络中利用多径路由比分解路径的网络可靠性高，链路生命周期比传输流量的生命周期短，这对于降低端到端时延和提高整个网络的可靠性有重要意义.

大规模无线传感器网络中近似静态分簇的高效概率覆盖协议

邓曙光,沈连丰,朱晓荣,杨冰

2009, 27(5):  446-452. 

摘要 ( 2140 )   PDF (637KB) ( 1474 )  

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为在大规模无线传感器网络中获得较好的网络性能，提出一种基于近似静态分簇的高效概率覆盖协议EPCSC. 该协议通过近似静态分簇节省网络资源，保持网络连通性. 根据网络QoS期望值选择必需节点数目来保证网络服务质量，实行簇头轮换机制，并在簇头间构建近似Prim最小生成树来有效延长网络生命期. 仿真结果表明，EPCSC协议能有效降
低控制开销，显著延长网络生命期，提供满足应用期望的网络服务质量.

IEEE 802.11 DCF机制非饱和态的吞吐量模型

官骏鸣,陆阳,谢凯,杨飞

2009, 27(5):  453-458. 

摘要 ( 2328 )   PDF (766KB) ( 1696 )  

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当前，为评价IEEE 802.11的DCF非饱和性能，大多采用二维马尔可夫链进行数学建模. 根据DCF机制对竞争节点的公平服务特征，推导出节点工作在非饱和态下的传输周期，进而得到吞吐量的数学表达式. 与已有模型相比，该模型更为简单，同时能够真实地反映DCF的工作机制. 仿真结果与理论结果的吻合证实了模型的有效性.

简化B类噪声模型的参数估计

张曙霞;蒋宇中

2009, 27(5):  459-462. 

摘要 ( 1767 )   PDF (553KB) ( 1519 )  

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 通信接收机的前置窄带滤波器波改变了非高斯脉冲噪声的幅度统计特性，B类噪声模型可以很好地描述窄带非高斯噪声幅度概率分布. 该文提出一种基于特征函数谱的B类噪声模型参数估计算法，其特点是采用最小均方梯度法求非线性代价函数的解. 计算机仿真验证结果表明：该算法具有快速收敛和复杂度低的优点，并给出了算法的详细推导过程.

协同CDMA小波联合检测器

彭章友;林杰;刘艳艳

2009, 27(5):  463-467. 

摘要 ( 1831 )   PDF (681KB) ( 1462 )  

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提出一种基于协同CDMA的小波多用户检测器，来降低多址干扰对CDMA系统性能的影响. 研究了一种协同时分双工CDMA模型，并结合小波的多分辨率分析建立了协同CDMA小波多用户检测器的模型. 根据最小均方误差线性多用户检测器的要求，通过理论分析提出一种减小代价函数的最小均方误差多用户联合检测器算法，并分析了所提出的小波多用户联合检测器在协同直接序列码分多址系统中的误码率传输特性. 计算机仿真结果表明：在平坦瑞利衰落信道下，提出的小波多用户检测器能有效能降低多址干扰的影响，提高系统容量，在低信噪比情况下效果尤为显著.

STBC-OFDM协作通信系统存在载波频偏时的均衡算法

张晴川;束锋;王东明;孙锦涛

2009, 27(5):  468-474. 

摘要 ( 2586 )   PDF (636KB) ( 1641 )  

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在基于空时分组编码正交频分复用的协作通信系统中，不同用户节点间存在的载波频偏会产生子信道间干扰与子信道内干扰. 该文研究对抗这两种干扰的实用均衡方法. 针对较小的归一化频偏差，提出一种实现迫零均衡的低复杂度迭代算法IAZF. 针对较大的归一化频偏差，构造一种串行最小均方误差组间干扰消除与并行干扰消除联合的均衡算法JEA，并根据信道矩阵的近似带状结构，实现了均衡所需的矩阵求逆的递推计算，节省了计算量. 仿真结果表明：在相当大的归一化频偏差范围内，JEA的性能稳健，特别是在归一化频偏差大于0.25 时明显优于现有方法. 在归一化频偏差小于0.15时，IAZF提供了逼近其他方法的性能且复杂度更低.

信号与信息处理

迷彩设计中背景图像聚类方法的比较分析

喻钧;初苗;田少辉;胡志毅

2009, 27(5):  475-479. 

摘要 ( 2159 )   PDF (2226KB) ( 1555 )  

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迷彩设计中，通过对目标背景的图像信息进行归类处理，利用图像分割技术获取背景斑点，然后设计出与背景亮度和纹理相协调的迷彩图案. 目前，最常用的图像分割方法是均值聚类法，由于它直接利用灰度信息以致分割的细节不明显，容易导致模拟背景纹理失真. 针对它的不足，提出了采用基于自组织特征映射(self organizing feature map,
SOFM)神经网络的分割方法对背景进行聚类分割. 该方法将整幅图像作为神经网络的输入，聚类分割后的颜色作为输
出，按照自组织特征映射网络的学习过程，使用其函数进行迭代运算直至学习停止. 比较实验结果表明，SOFM方法能更好地保留图像的细节纹理，得到较为理想的设计效果.

医用内窥镜图像校正的BP神经网络方法

王牧云;严壮志;葛俊杰

2009, 27(5):  480-484. 

摘要 ( 1904 )   PDF (984KB) ( 1514 )  

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 用传统的畸变校正法对内窥镜图像进行校正存在畸变模型复杂、计算量大、易产生误差等问题. 该文利用标准模板，提取样本点在标准图像和内窥镜拍摄的畸变图像中的坐标，分别作为BP神经网络训练的输入和目标，通过神经网络的训练拟合成像镜头的畸变模型，从而确定标准图像和畸变图像上像素点的位置关系. 再通过图像插值的方法进行图像恢复，实现图像校正. 实验结果表明该方法简单有效，具有精确性.

应用Monte Carlo法的X射线成像

沈傲东;李兵;罗立民

2009, 27(5):  485-490. 

摘要 ( 1533 )   PDF (963KB) ( 2098 )  

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提出了一种新的X射线成像仿真方法用于模拟光子散射过程. 采用射线跟踪快速算法形成初级投影，并记录射线历经物体的属性. 沿射线方向根据光子散射概率选取光子散射点，用Monte Carlo法仿真光子散射，忽略无效的光子仿真计算. 实验结果表明，该算法与传统Monte Carlo仿真相比，可以在数分钟内达到相近的仿真效果.

置换混叠信号的盲检测和分离

方勇;王伟;王睿

2009, 27(5):  491-497. 

摘要 ( 1473 )   PDF (4000KB) ( 1697 )  

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针对观测信号相互置换的情况，从盲源分离的角度研究置换混叠信号的盲检测与分离问题，给出了置换混叠信号的数学模型，提出了基于特征域可分的置换混叠区域检测方法，根据频谱特性和局部相关性分别提出了正弦置换混叠信号和置换混叠图像的盲检测与分离算法. 实验结果表明，该方法能有效应用于置换混叠信号的检测.

曲波变换域侧扫声纳图像海底底质分类

石丹;李庆武;范新南;霍冠英

2009, 27(5):  498-501. 

摘要 ( 2088 )   PDF (731KB) ( 1472 )  

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通过快速曲波变换将海底声纳图像分解为低频子带和各方向子带. 用低频子带的标准差描述声图的整体不均匀度，各方向子带的纹理能量测度描述声图纹理的方向性和粗糙性. 将构成的特征向量按SVM分类算法用于对侧扫声纳海底图像进行底质分类. 对沙、泥、石3 种类型海底的侧扫声纳图像进行分类实验，并与空域、小波域的分类方法相比较，表明文中方法能较好地用于海底底质分类.

面向多视点视频编码的宏块级码率控制

李振纲;安平;严涛;鲁锋;张兆杨

2009, 27(5):  502-507. 

摘要 ( 2037 )   PDF (664KB) ( 1907 )  

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联合视频专家组针对多视点视频编码提出了JMVM参考模型，但该模型没有给出有效的码率控制方案. 该文提出一种多视点视频编码码率控制算法，分4 层进行比特分配和码率控制. 先根据相关性函数在视点间合理分配码率实现GOP(group of pictures)层的比特分配，然后根据分层B图像比特分配策略实现帧层的比特分配，最后根据拉普拉斯率失真模型实现宏块层的码率控制. 与JMVC 1.0相比，该算法能在保持图像质量的前提下进行精确的比特分配和码率控制.

SAR图像中PS点的识别与选取

陶秋香;刘国林;孙翠羽

2009, 27(5):  508-513. 

摘要 ( 2254 )   PDF (832KB) ( 1373 )  

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提出一种基于小波相位分析的永久散射体(persistent scatterer, PS)的识别与选取方法. 该方法将小波理论引入到PS点识别与选取中，利用基于小波相位分析的差分干涉图滤波方法，首先对差分干涉相位图进行滤波处理，然后估算滤波后各PS候选点的噪声相位、衡量指标以及各PS点的概率，从而在兼顾各PS候选点幅度和相位的稳定性基础上实现SAR图像中PS点的有效识别与选取. 理论分析和实验结果表明，该方法识别与选取的PS点是有效而且可靠的.

改进波形相似叠加算法的音频时长调整

许雪琼;余小清;李昌莲;万旺根

2009, 27(5):  514-519. 

摘要 ( 2412 )   PDF (821KB) ( 2954 )  

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针对波形相似叠加算法在处理高采样率音频时效率低的缺点，提出由短时均值包络到细化波形的逐步匹配方法. 首先基于短时均值包络进行粗匹配，在此基础上细化包络，进行再匹配以实现音频时长调整. 该算法降低了计算量，提高了运算效率. 在进行音频时长调整过程中，还利用音频的优化低能量率特征参数动态调整分析窗长度，实验表明这种处理方法对混合音频的处理效果有很大改进.

电子技术

高阶矢量基函数的叠层网格快速算法

李清波;周平;陈如山

2009, 27(5):  520-524. 

摘要 ( 1875 )   PDF (584KB) ( 1795 )  

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根据Andersen提出的用于矢量有限元中的高阶叠层旋度共形基函数，导出一种高阶叠层散度共形基函数，将其用于矩量法中，并结合多层快速多极子方法分析导体目标的散射问题. 为了进一步提高叠层基函数的计算效率，提出了基于广义极小余量法的叠层网格迭代算法，用于基于高阶叠层矢量基函数的多层快速多极子方法中. 通过计算导体球和橄榄体的雷达散射截面，验证了该文方法的高效性.

控制与系统

离散网络化群体系统一致性Hœ控制

李向舜;方华京

2009, 27(5):  525-531. 

摘要 ( 1698 )   PDF (524KB) ( 1423 )  

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针对网络化群体的一致性问题给出了状态反馈Hœ控制器存在的条件. 通过状态分解将系统状态进行适当的分解，在此基础上结合线性矩阵不等式理论、鲁棒控制理论给出了设计Hœ控制器的方法. 所设计的H1控制器可使设计后的离散群体状态达到一致，并使系统状态不一致部分为Lyapunov渐进稳定，同时满足H1控制性能. 仿真表明所得结论的正确性和有效性.

应用聚类进行移动机器人定位

徐玉华;张崇巍;万亭亭

2009, 27(5):  532-537. 

摘要 ( 1699 )   PDF (1335KB) ( 1358 )  

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提出一种基于激光测距雷达的移动机器人定位新方法. 对每帧扫描数据进行聚类，对前后帧扫描数据按类进行匹配，获得两种匹配类，即完整匹配类和非完整匹配类. 对完整匹配类，取它们的两对端点以及质心作为匹配点；而对非完整匹配类，只取两对端点作为匹配点. 采用随机采样一致性算法剔除匹配点集中的外点，用非线性最小二乘法估计机器人运动参数，从而确定出机器人的当前位姿. 在静态和动态室内环境下进行的实验验证了该文提出方法的有效性.

欠驱动舰船系统的跟踪控制

曹科才

2009, 27(5):  538-544. 

摘要 ( 1797 )   PDF (528KB) ( 1416 )  

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针对欠驱动系统的跟踪控制问题，在被跟踪目标指数收敛情形下，利用基于膨胀的时变变换和非自治系统的级联控制方法，将非线性误差系统的镇定问题转化为两个简单线性时变级联系统的镇定问题，并设计了全局–K指数收敛的跟踪控制律. 所给跟踪控制律亦适用于参考轨迹为直线或圆情况下的一般跟踪控制问题. 数值仿真验证了控制方法的有效性.

数字式座舱压力调节系统的模糊滑模变结构控制

朱磊;付永领;赵竞全;彭朝琴

2009, 27(5):  545-550. 

摘要 ( 1722 )   PDF (1228KB) ( 1582 )  

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针对座舱压力调节系统的非线性和参数时变特性，提出了模糊滑模变结构控制方法. 模糊滑模变结构控制算法保持了模糊控制器不依赖系统模型的优点，对参数变化和外界干扰等不确定性因素具有较强的鲁棒性，同时能柔化控制信号，减轻或者避免了一般滑模控制的抖动现象. 研究表明，模糊滑模变结构控制器与经典PID控制相比，具有超调量
小、稳态误差小、响应速度快、扰动抑制能力强等优点，试验结果证明了该方法对座舱压力调节系统控制的有效性.