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2015年 第33卷 第3期    刊出日期：2015-05-30

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Papers

中文2015N3

2015, 33(3):  223-223. 

摘要 ( 1296 )   PDF (359KB) ( 1288 )  

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英文2015N3.pdf

2015, 33(3):  223-223. 

摘要 ( 1004 )   PDF (46KB) ( 1227 )  

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通信工程

认知无线电网络中的动态波束形成

郭艳， 朱方军， 李宁

2015, 33(3):  223-233.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.001

摘要 ( 1701 )   PDF (5444KB) ( 1730 )  

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认知无线电技术能够大幅度提升频谱利用率，具有十分广阔的前景. 有效的波束形成算法能够在避免对主用户造成干扰的同时，保障认知用户的通信质量. 通常的认知波束形成算法均针对静止目标，而无线认知网络节点随时可能处于移动状态. 为此，研究了认知网络中机动目标的波束形成问题. 针对最大化信噪比、最小化主用户干扰和均衡认知用户信噪比3个不同的优化目标，分别提出了相应的波束形成解决方法. 利用粒子滤波对运动目标的DOA进行跟踪估计，并根据得到的DOA估计值来建模基站与认知用户之间的信道. 对于最大化信噪比的优化问题，将其转化为瑞利熵形式，得出问题的闭式解；对于最小化主用户干扰和均衡认知用户信噪比的优化问题，均采用凸优化方法将两个问题转化为二阶锥规划形式，通过内点法求解. 仿真实验结果证明了动态波束形成方法的有效性.

异构网络中的丢包区分和拥塞控制机制

靳玉宝， 董育宁

2015, 33(3):  234-242.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.002

摘要 ( 1657 )   PDF (7714KB) ( 1623 )  

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现有异构网络传输控制协议不能准确估计网络状态，缺乏有效的丢包区分机制. 为此，提出一种基于效用估计的丢包区分算法，并将其应用于多媒体业务TCP 友好传输控制协议. 该算法将网络状态估计算法和差异化丢包区分算法相结合，根据分组到达时间间隔估计当前网络的可用带宽，计算效用参数并估计网络状态，自适应地选取合理的区分机制，以准确区分无线-有线异构网络中拥塞/无线丢失，提升多媒体传输控制协议性能. 实验部分比较了该算法与现有文献方法的仿真性能.

基于博弈论的异构无线网络动态选择

谢威1， 马文峰1， 韩鹏2， 徐友云1

2015, 33(3):  243-252.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.003

摘要 ( 1497 )   PDF (2523KB) ( 1046 )  

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下一代无线通信网络的主要特征之一是移动终端可以灵活接入各个网络. 在异构网
络共存的下一代通信中，网络选择技术能提高频谱利用率和网络容量. 为此，设计了一个基于
非合作博弈的网络选择机制，以保证移动终端能从异构网络中选择合适的网络接入. 证明了
该博弈为潜博弈，分析了该机制中博弈的纳什均衡存在性和可行性，并设计了一个基于反应
动态机制的最优迭代算法求解博弈. 仿真表明，该算法能够收敛到纳什均衡，且其网络选择机
制具有近似最优的性能.

基于循环神经网络的汉语语言模型并行优化算法

王龙1,2， 杨俊安1,2， 陈雷1,2， 林伟3， 刘辉1,2

2015, 33(3):  253-261.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.004

摘要 ( 1905 )   PDF (2539KB) ( 2517 )  

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计算复杂度高导致循环神经网络语言模型训练效率很低，是影响实际应用的一个
瓶颈. 针对这个问题，提出一种基于批处理(mini-batch) 的并行优化训练算法. 该算法利用
GPU 的强大计算能力来提高网络训练时的矩阵及向量运算速度，优化后的网络能同时并行处
理多个数据流即训练多个句子样本，加速训练过程. 实验表明，优化算法有效提升了RNN 语
言模型训练速率，且模型性能下降极少，并在实际汉语语音识别系统中得到了验证.

定向天线Ad Hoc 网络中的一种MAC 层广播机制

李默1， 黄胜波1， 赵亮2

2015, 33(3):  262-273.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.005

摘要 ( 1627 )   PDF (3359KB) ( 1155 )  

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定向发送和定向接收的Ad Hoc 网络具有传输距离远、隐蔽性好等优势，但将传统
的网络层广播机制应用于该类Ad Hoc 网会产生广播包传输时延过大的问题. 针对该问题，提
出利用MAC 层D-TDMA 协议的预约子帧来缩短广播包传输时间的广播机制. 节点一旦与其
邻居交换改进的握手消息就可得知广播包传输的信息，直接与邻居节点预约广播包转发时间，
避免了因等待从父节点接收到广播包后再预约所带来的长时延问题. 仿真结果表明，相比于传
统网络层广播机制，所提出的MAC层广播机制能将广播包更快地传递给网络中所有节点，使
占用的时隙数更少.

信号与信息处理

校正源状态扰动下Taylor 级数迭代定位方法

张杰， 蒋建中， 郭军利

2015, 33(3):  274-289.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.006

摘要 ( 1683 )   PDF (2911KB) ( 1224 )  

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目前绝大部分的定位算法只适用于特定的定位场景，而基于Taylor 级数迭代的定
位算法适用于任意定位体制. 为此，针对具有一般普适意义的定位方程，给出一种系统分析
Taylor 级数迭代定位算法的理论框架，分别在校正源状态无误差(情况a) 和校正源状态有误
差(情况b)条件下推导了基于Taylor级数展开的定位方法及其相关性能. 对于情况(a)，给出
了相应的克拉美罗界. 对于情况(b)，首先给出其克拉美罗界，并与情况(a)进行比较. 其次推
导出忽略校正源状态误差时的均方误差理论值，并与克拉美罗界进行比较，发现忽略校正源
状态误差无法达到最优定位精度. 针对上述不足，提出了一种基于Taylor 级数迭代的两步最
优融合算法，并证明其精度可达到克拉美罗界. 最后，利用仿真实验场景验证该算法的性能以
及理论分析的正确性.

基于新的失真代价函数的自适应JPEG隐写

徐淼1， 程航1,2， 余江1， 张新鹏1

2015, 33(3):  290-298.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.007

摘要 ( 1516 )   PDF (10035KB) ( 1392 )  

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为了提高隐写的安全性，提出了基于一种新失真代价函数的自适应JPEG 隐写算
法. 考虑到纹理区域更有利于信息嵌入，本算法通过非零量化DCT 系数的绝对值加权和来
度量DCT 子块的纹理程度，并引入均匀嵌入思想，设计出了一种新的失真代价度量函数；同
时利用STC（syndrome trellis codes）编码将嵌入修改均匀地分散在任意数量级的非零量化
DCT 系数上，实现了秘密信息自适应地嵌入到载体的纹理区域中. 实验结果表明，在同等低
嵌入率下，该方法的安全性优于同类隐写算法.

遥感卫星应用需求满足度的模糊评估

巫兆聪， 徐卓知， 杨帆

2015, 33(3):  299-308.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.008

摘要 ( 1874 )   PDF (1189KB) ( 1511 )  

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遥感卫星用户众多、需求各异，涉及的元素非常复杂，其应用需求满足度评价是一
个目前研究不多、难度较大的问题，但它对天基遥感对地观测系统设计、卫星组网规划、载荷
探测指标确定与应用系统研制等系列工作非常重要. 为此以高分辨率对地观测重大专项和空
间基础设施规划的需求调查资料为依据，设计了一种基于模糊评估思想的遥感卫星应用需求
满足度的评估方法. 从众多的应用元素和卫星工程指标中抽取了空间分辨率、时间分辨率、谱
段范围和光谱分辨率4个基本要素，建立了遥感应用需求的四参数模型，结合模糊综合评估思
想，设计了需求满足度评估的因素集、评价集和模糊隶属度函数，使用层次分析法实现权重分
配，选择加权平均型算子得到评估结果. 最后以多颗典型遥感卫星进行评估实验，将结果与国
际气象组织相应评价案例对比分析，表明了该方法的可行性.

资源三号卫星影像超分辨率重建

贾永红1,2， 吕臻1， 周明婷1

2015, 33(3):  309-316.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.009

摘要 ( 1577 )   PDF (2597KB) ( 1374 )  

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研究了迭代反投影重建的方法与基于稀疏表示和字典学习的重建方法，将两种重建
算法首次用于资源三号三线阵影像数据的重建试验，并从亮度均值、峰值信噪比、信息熵和清
晰度等四方面对实验结果进行客观分析. 重建影像结果表明：基于字典学习和稀疏表示的重建
方法获得的资源三号重建影像效果优于迭代反投影方法.

控制与系统

一种非线性直升机系统的有限时间镇定

蒋沅， 史志谦， 代冀阳

2015, 33(3):  317-328.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.010

摘要 ( 1312 )   PDF (9151KB) ( 960 )  

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针对一个具有多输入、强耦合、非线性的CE150直升机系统，给出了一种有限时间
控制方案. 该方案首先将整个直升机模型看作一个级联系统，通过坐标变换并采用基于限时间
控制的嵌套饱和方法分别对两个子系统进行有限时间镇定；然后验证前向一致性，保证了整
个闭环系统的全局有限时间镇定. 仿真结果表明，该方案不但有效而且具有更好的收敛性和
鲁棒性.

有数据丢包的复杂网络的鲁棒保性能状态估计

万佑红， 安维亮， 樊春霞

2015, 33(3):  329-340.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.03.011

摘要 ( 1552 )   PDF (4326KB) ( 1146 )  

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 针对现实网络在数据传输中存在数据丢包和噪声干扰的特点，研究离散时间复
杂网络的鲁棒保性能状态估计问题，旨在减小数据丢包和噪声干扰对状态估计的影响. 利
用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法，以线性矩阵不等式的形式提出了鲁棒保性能状态
估计增益矩阵存在的条件和设计准则，在满足状态估计误差均方指数收敛的前提下，能进一
步使网络的状态估计满足一定的性能指标. 仿真结果表明，鲁棒保性能状态估计器可以有效地
估计复杂网络的状态.