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2012年 第30卷 第5期    刊出日期：2012-09-24

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RESEARCHNOTES

2012年第5期封面

2012, 30(5):  440. 

摘要 ( 1017 )   PDF (2227KB) ( 766 )  

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2012年第5期中文目录

2012, 30(5):  440. 

摘要 ( 994 )   PDF (88KB) ( 773 )  

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2012年第5期英文目录

2012, 30(5):  440. 

摘要 ( 629 )   PDF (48KB) ( 947 )  

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通信工程

不精确帧同步对幅值相位线性插值影响的分析

宋磊1， 李立华1， 高向川2， 裴郁杉1， 王化磊1

2012, 30(5):  441-447.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.001

摘要 ( 2705 )   PDF (820KB) ( 1141 )  

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在正交频分复用系统中，常见的频域线性插值方法为I 路Q路信道分别进行线性插值(I-Q 插值). 幅值相位线性插值（A-P 插值）由于性能略差且硬件实现复杂度高而很少被采用. 该文在不精确帧同步系统中循环前缀（cyclic prefix, CP）提前截去的情况下，研究了A-P 插值方法受CP提前截去量的影响，并与I-Q 插值进行比较，给出了I-Q 插值和A-P 插值的均方误差通用表达式. 研究结果表明，A-P 插值方法的性能受CP提前截去量的影响很小，仅取决于频域信道相关特性，而I-Q 插值会受CP提前截去量及频域信道相关特性两方面的影响. 因此，当同步算法性能较差而引起较大定时偏差时，也可选择A-P 插值作为频域插值算法.

两径衰落短波信道下的改进型双向判决反馈均衡器

邵汉钦， 徐大专， 王磊

2012, 30(5):  448-454.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.002

摘要 ( 2487 )   PDF (882KB) ( 1397 )  

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将双向判决反馈均衡器(bidirectional decision-feedback equalizer, BiDFE) 应用于两径衰落短波信道，提出了一种低复杂度的改进型BiDFE 方案. 针对两径信道的特殊性质，对均衡器的系数进行优化设置，在此基础上对BiDFE 的正向DFE和反向DFE进行最大比合并. 理论分析和仿真结果表明，改进型BiDFE 能够使正向DFE和反向DFE的输出完全消除码间干扰，且输出信噪比为两条支路的信噪比之和. 在两径衰落短波信道下，改进型BiDFE 的误码率性能优于传统DFE和双向任选DFE(bidirectional arbitrated DFE, BAD)，且计算复杂度低于BAD.

OFDMA系统中多波束机会波束成形的门限反馈

刘姗1， 杨维1;2

2012, 30(5):  455-460.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.003

摘要 ( 2163 )   PDF (872KB) ( 929 )  

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多用户MIMO-OFDMA是未来无线通信的重要技术体制. 当MIMO-OFDMA系统利用全部用户获取多用户分集时，系统反馈量很大. 为了解决这一问题，提出一种基于门限反馈实现部分多用户分集的多波束机会波束成形算法. 用户计算每个子载波上各波束的接收信干比(signal to interference-plus-noise ratio, SINR)，把SINR 超过某一门限的信息反馈给基站. 以预设的平均资源利用率为目标，给出确定最佳门限值的方案，定量分析门限反馈算法的反馈量，证明其反馈总量随用户数目的增大而趋于一个较小的恒定值. 仿真结果表明，通过预设目标平均资源利用率可有效确定门限值，能在吞吐量性能损失很小的情况下显著降低系统的反馈开销.

隐蔽通信中的Turbo 码并行译码

赵旦峰， 朱铁林， 薛睿

2012, 30(5):  461-465.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.004

摘要 ( 1761 )   PDF (975KB) ( 1260 )  

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针对隐蔽通信的低信噪比应用背景, 引入高效信道编码Turbo 码提高系统可靠性，并提出一种基于尾比特插入的并行译码算法以减小译码时延并提高码字的保密性. 该算法在编码过程中周期插入归零比特使编码器回归到确知状态，译码器根据尾比特的位置划分子块并确定各并行子译码块的初始化值. 所插入尾比特可看作“伪信息”，具有随机性，增强了通信的保密性. 仿真结果表明，相对于传统并行译码，所提译码方案在提高Turbo 码译码速率减小译码延时的同时，不会因为边界条件模糊而产生性能损失，适用于极低信噪比的隐蔽通信环境.

基于循环平稳周期的交织差分最小均方误差多用户检测算法

冯兴乐， 李蔚， 姜云国

2012, 30(5):  466-472.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.005

摘要 ( 2392 )   PDF (868KB) ( 1131 )  

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以抑制宽带码分多址(wide code division multiple access, WCDMA)系统在快变信道中的多址干扰为目标，提出基于循环平稳周期的交织差分最小均方误差(interleaving differential minimum mean square error, IDMMSE) 多用户检测算法. 根据WCDMA系统特有的二级扩频结构，将差分最小均方误差(differential minimum mean square error, IDMMSE) 算法的权系数优化准则改为基于循环平稳周期，而不是基于简单的扩频因子. 该方法更准确地反映了多址干扰的变化规律，有利于抑制多址干扰. 另外，引入交织技术能使信源不相邻的具有相同综合扩频序列的符号在实际信道中相邻传输，从而保证DMMSE算法所需的快变信道中相邻两个符号周期内信道变化很小的假设成立. 仿真实验表明，IDMMSE算法能在一定程度上对抗多普勒频移，且误码性能优于现有自
适应MMSE算法.

传感器网络微分环节中改进的最佳二阶近似模流量控制

倪晓， 石为人， 黄勤

2012, 30(5):  473-478.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.006

摘要 ( 2164 )   PDF (654KB) ( 1026 )  

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自组织无线传感器网络的结构组合具有随机性，当节点传输数据时，数据缓冲区很容易发生传输拥塞.为解决这个问题，该文提出对微分环节进行改进的最佳二阶近似模流量控制方法. 该方法把传感器网络设计抽象成一个控制器，此控制器具有最佳二阶近似模传递函数. 控制器把节点数据缓冲区的实际数据高度负反馈到输入端，根据缓冲区实际高度和理想高度的差值大小，由控制器控制上游节点发送数据的速率. 为了减小系统超调量和使峰值提前，在传递函数中再加入一个微分环节，以确保网络在暂态和稳态阶段缓冲区数据都不会发生溢出.

放大转发协作通信中继位置对SER性能的影响

李云1;2， 黄清1

2012, 30(5):  479-486.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.007

摘要 ( 2413 )   PDF (925KB) ( 1085 )  

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 针对放大转发协作网络多跳中继节点位置对系统性能的影响，分析了端到端链路的误码率. 根据误码率并通过设定不同节点间距离来确定最优中继位置. 针对多跳中继网络，提出了基于信道状态信息的节点选择算法，在不同的选取准则下以最小值最大化为目标. 为了考虑中继位置，进而提出基于节点位置信息的中继节点选择算法，确保选择一个最低误码率的节点为协作节点. 仿真结果表明，多跳中继最优位置处于源节点和目的节点的中点处. 与已有放大转发模式下的单跳中继相比，多跳中继在系统具有较低的总传输功率时具有更好的性能.

家庭基站网络分布式资源分配算法

王双叠1;2;3;4， 王江1;2;3， 徐景1;2;3， 滕勇5， HORNEMAN Kari5

2012, 30(5):  487-492.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.008

摘要 ( 3158 )   PDF (709KB) ( 1673 )  

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针对具有自组织特性的家庭基站(home eNodeB, HeNB) 网络，提出了一种分布式资源分配算法. 该方法首先使HeNB 根据网络状况选择分量载波，而当接收到邻小区的重选请求时，可以重新选择备用载波列表中的载波，释放当前使用的载波给邻居使用，从而提高HeNB 获得可行载波的可能性. 使HeNB 根据优化目标函数自主地进行功率优化，以减少小区间干扰并提高系统容量. 通过蒙特卡罗方法分析该算法的性能，仿真结果表明：该资源分配算法能够提高用户的平均吞吐量并降低中断概率.

信号与信息处理

面向地面运动目标检测的SAR图像分辨率选取

蔚婧1， 杨志伟2， 李亚安1

2012, 30(5):  493-497.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.009

摘要 ( 2593 )   PDF (962KB) ( 1038 )  

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在合成孔径雷达地面运动目标检测技术中，SAR图像分辨率的选取直接影响运动目标的检测性能. 为此，该文提出一种适合于运动目标检测的SAR图像分辨率选取方案. 结合感兴趣的目标大小从运动目标检测概率的角度出发，对不同SAR图像分辨率情况下运动目标的检测性能进行分析，以一种具有典型反射截面积的运动目标为例，给出不同目标尺寸条件下的最佳SAR图像分辨率. 该方案可广泛应用于工程实践.

灰度和纹理特征组合的SAR影像SVM分类

付仲良， 张文元， 孟庆祥

2012, 30(5):  498-504.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.010

摘要 ( 3482 )   PDF (1102KB) ( 1647 )  

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针对利用单一特征进行分类的效果不理想、普适性不强等问题，提出了一种灰度和不同纹理特征组合的支持向量机(support vector machine, SVM) 分类方法，将由不同特征组合的SVM分类器用于SAR影像分类，并对几种不同的分类结果进行定性和定量比较分析. 实验结果表明，灰度和不同纹理特征组合的SVM分类方法能够取得较高的分类精度，其结果要优于传统的单一纹理特征分类，是一种有效的SAR影像分类方法.

表面波和Retinex结合的水声图像增强方法

付强1， 李一兵1， 汤春瑞2

2012, 30(5):  505-510.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.011

摘要 ( 2622 )   PDF (1044KB) ( 1009 )  

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水下复杂信道环境以及各种干扰的存在使得声呐图像分辨率偏低，边缘细节不便于识别处理，传统增强算法大多直接进行增强处理而较少考虑去噪过程. 针对这一问题，该文分析了表面波分解和视网膜皮层图像增强原理，阐述了两者结合的可能性，并在此基础上提出了一种先采用表面波结合自适应阈值去噪处理，再进行多尺度Retinex增强的图像处理方法. 在仿真实验中将该方法与其他图像去噪增强算法分别进行比较，结果表明该方法在边缘细节保持及颜色保真方面具有优势，能够在获得更好的视觉结果的同时控制算法复杂度，有利于后续图像处理.

空间关系辅助的面向对象建筑物提取

周军其， 李志娟

2012, 30(5):  511-516.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.012

摘要 ( 3248 )   PDF (2271KB) ( 1318 )  

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根据高分辨率影像的特点提出一种采用面向对象的建筑物提取方法. 该方法以影像对象为处理单元，利用其丰富的光谱、形状以及隐含在影像中的深层空间语义关系等信息进行分类，然后结合空间关系特征对分类结果进行优化，并使用均值滤波对类别边缘进行修正. 实验表明，基于面向对象的方法能比较完整地提取出建筑物对象，且空间关系辅助能进一步提高建筑物提取的精度.

一种新的自适应双边滤波算法

余博， 郭雷， 钱晓亮， 赵天云

2012, 30(5):  517-523.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.013

摘要 ( 4789 )   PDF (3956KB) ( 2695 )  

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现有的双边滤波算法需要预先设置空间方差和灰度方差参数，滤波时参数固定且不能保证是最优的参数设置. 文中提出一种新的自适应双边滤波算法(adaptive bilateral filtering, ABF)，通过目标尺度信息实现空间方差局部自适应取值，保留更多的图像边缘特征；采用图像分块技术估计噪声方差，根据噪声方差自适应地设置灰度方差，以保证滤除噪声的性能；通过强制增大空间方差滤除较强噪声点. ABF不必像传统双边滤波算法那样根据经验设置参数，而是根据图像局部特征自适应地设置空间参数，不仅提高了滤除噪声的能力，而且更好地保留了图像边缘特征. 仿真实验表明，无论是主观评价还是客观评价，所提出的方法均优于传统的双边滤波算法、各向异性扩散算法和改进的双边滤波算法.

一种新的隐形流水印技术

张连成， 王振兴， 徐静

2012, 30(5):  524-530.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.014

摘要 ( 2392 )   PDF (880KB) ( 1002 )  

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已有的流水印技术向数据流中引入的时延较大，导致攻击者很容易检测和移除其中嵌入的水印信息，甚至将水印消息复制到其他未标记数据流中误导追踪. 针对该问题，引入扩频编码，提出一种新的隐形流水印技术. 对于不同的数据流和不同的水印位使用不同的伪噪声码进行扩展，通过轻微调制随机选择的包间隔到达时延来嵌入水印信息. 理论分析和实验结果表明：该方法对于时序扰乱具有鲁棒性，可有效进行多流追踪，且对基于Kolmogrov-Smirnov 测试的时序分析攻击不可见.

一种微小表面缺陷的机器视觉检测方法

何志勇1;2， 孙立宁1;2， 芮延年1

2012, 30(5):  531-537.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.015

摘要 ( 3409 )   PDF (989KB) ( 1872 )  

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针对表面缺陷在线自动检测应用的特点，提出一种快速检测微小表面缺陷的新方法. 文中分析了Otsu 法分割表面梯度图像中微小缺陷的性能，结合分析结果提出利用梯度图像方差分布搜寻表面缺陷区域的算法，在有表面缺陷的局部区域应用Otsu 法分割图像. 算法性能分析和实验结果表明，该方法可从背景变化不剧烈的表面图像中快速自动检测微小表面缺陷.

小波包分析和支持向量机用于直肠感知功能重建

姜恩宇， 昝鹏， 朱晓锦， 邵勇， 王小华

2012, 30(5):  538-544.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.016

摘要 ( 2500 )   PDF (1132KB) ( 1071 )  

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针对临床上肛门失禁导致的直肠感知功能丧失，提出一种基于小波包分析和支持向量机(support vector machine, SVM) 重建患者直肠感知功能的方法. 分析人体直肠生理特征，将典型直肠压力收缩波形中的巨大移行性收缩作为产生便意的主要依据. 利用小波包分析对直肠压力信号进行特征提取，以分解层结点的L2 范数和标准差作为特征向量. 通过提取的直肠压力信号特征向量对基于SVM的直肠感知预测模型进行训练，对SVM的惩罚因子和核函数宽度进行交叉验证优化，并利用训练后的模型进行便意预测，同时对比分析了基于前馈神经网络和基于不同核函数的SVM便意预测的准确率. 实验结果表明，所提出的方法能帮助患者重建直肠感知功能.

控制与系统

战斗机突击作战实时辅助决策研究

陈中起 于雷 隋永华 周中良

2012, 30(5):  545-551.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.017

摘要 ( 2693 )   PDF (1370KB) ( 1137 )  

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突击作战实时辅助决策对减轻飞行员负担、减少操作失误具有重要意义. 在建立战机运动模型、威胁约束模型和目标攻击火控边界约束模型基础上，构建了突击作战辅助决策模型. 引入了勒让德伪谱法，将辅助决策最优控制模型的解算转化为非线性规划求解问题. 设计了基于滚动时域控制的优化策略，实现了模型解算的实时性. 通过对基于C代码的可行序列二次规划（code feasible sequential quadratic programming, CFSQP）算法软件包的改进，有效减少了优化变量和约束条件数量，能对大规模非线性问题快速寻优. 仿真结果表明了所提出的实时辅助决策方案的有效性和可行性.

无人机鲁棒反推自适应编队导引控制设计

李雪松1， 李颖晖1， 李霞2， 李朝旭1， 郭创1

2012, 30(5):  552-558.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.05.018

摘要 ( 3066 )   PDF (780KB) ( 1087 )  

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针对一般不确定系统研究了一种鲁棒反推自适应控制方法，采用自适应神经网络对未建模动态进行补偿，并利用Lyapunov 理论证明了跟踪误差的有界性. 分析了长机–僚机编队方式下的无人机编队导引控制策略，采用鲁棒反推自适应控制与动态逆方法对无人机编队飞行综合导引控制律进行设计. 进行了六自由度非线性仿真，表明所设计的编队导引控制器能使僚机对不确定机动的长机进行跟踪，并具有很好的鲁棒性.