应用科学学报

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1. SC-FDMA 中继系统中最大化容量的资源分配

朱宇，张梦莹

应用科学学报 2014, 32 (1): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.001

摘要（2231）

PDF（pc）（1231KB）（981）

针对单载波频分多址(single carrier frequency division multiple access, SC-FDMA)系统的子信道相邻限制，研究了适用于SC-FDMA中继系统中最大化容量的资源分配算法，提出将该资源分配问题重构为一个集合划分问题，并借助运筹学中的相关算法求出最优解. 为降低最优资源分配算法的计算复杂度，还提出了一种采用贪婪试探法的次优算法. 仿真结果表明，在放大转发和解码转发中继协助的SC-FDMA系统中，最优算法的频谱利用率显著高于随机算法，而贪婪次优算法能达到接近最优算法的性能，并且具有较低的计算复杂度.

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2. 应用科学学报2014年第一期中文目录

应用科学学报 2014, 32 (1): 1-1.

摘要（494）

PDF（pc）（423KB）（783）

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3. 应用科学学报2014第一期英文目录

应用科学学报 2014, 32 (1): 1-.

摘要（478）

PDF（pc）（63KB）（731）

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4. 充分考虑节点编码机会的编码感知路由协议

赵蕴龙1，王博识1，张凯1，董钊1，张磊2

应用科学学报 2014, 32 (1): 7-12. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.002

摘要（1408）

PDF（pc）（5434KB）（1262）

无线网络中应用网络编码技术的关键是寻找更多有效的编码机会. 提出最优化编码机会发现策略，进而与现有编码感知路由协议相结合，并以节点编码机会的数量作为最佳转发节点的判据，提出一种可充分考虑节点编码机会的编码感知路由协议——ExCAR. 运用NS-2仿真验证算法的有效性，结果表明该协议有利于提升网络
吞吐量，提高分组投递率.

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5. OFDM中继系统中保证混合业务QoS的研究

戴翠琴，王亮，王海宝

应用科学学报 2014, 32 (1): 13-18. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.003

摘要（1814）

PDF（pc）（4644KB）（1231）

为保证正交频分复用中继系统中混合业务的QoS要求，提出相对最长队列优先/相对比例公平的调度算法R-LQAF/RPF. 根据实时用户的速率需求引入相对变化函数，并利用RPF算法提高实时业务用户的吞吐量.同时根据用户队列长度和系统队列长的关系，采用R-LQAF算法降低用户丢包率，保证了非实时用户的QoS满意
度. 仿真结果表明，与比例公平和最大加权时延优先算法相比较，R-LQAF/RPF算法不仅能针对不同业务采取不同的调度策略，而且对用户吞吐量、速率需求满意度、丢包率性能均有所提升，充分保证了混合业务的QoS要求.

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6. 认知无线电中的量子蛙跳频谱分配

高洪元1，曹金龙2

应用科学学报 2014, 32 (1): 19-26. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.004

摘要（2006）

PDF（pc）（6454KB）（1370）

为了有效求解离散优化问题，将量子信息理论引入混合蛙跳算法，提出一种新的组合优化算法——量子蛙跳算法. 量子蛙跳算法使用新的量子跳跃方程完成整个量子蛙群的协同演进，能快速搜索到全局最优位置. 通过对基准函数的测试验证了其高效性，并使用量子蛙跳算法设计了一种认知无线电频谱分配算法. 通过仿真实验对比了所提出的量子蛙跳算法与遗传算法、量子遗传算法、粒子群算法、混合蛙跳算法和敏感图论着色算法等多种算法在不同网络效益函数下实现频谱分配的性能. 在3种网络效益函数下进行的仿真结果表明，所提出的算法能较好地找到最优解，且在不同的网络效益函数下均优于已有的敏感图论着色频谱分配算法和智能频谱分配算法.

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7. CDMA多用户双向中继系统中一种新的功率控制算法

张二伟，邱玲

应用科学学报 2014, 32 (1): 27-31. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.005

摘要（1968）

PDF（pc）（6401KB）（1312）

针对CDMA多用户双向中继系统，进行第1跳的误比特率拟合近似，获得了一种新的功率控制的效用函数，给出了相应的功率控制迭代算法，并在理论上证明了纳什均衡的存在性和唯一性. 通过仿真验证了上述近似的可靠性，同时验证了所提出的功率控制算法具有收敛速度快以及收敛功率小的优点. 在系统中用户对数目较多的情况下，该算法与传统算法相比能有效降低用户对的平均发射功率.

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8. 原型图LDPC 码编码的高谱效率BICM 交织器优化

窦金芳1，何善宝2，姜明3

应用科学学报 2014, 32 (1): 32-38. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.006

摘要（1796）

PDF（pc）（2389KB）（1384）

对于原型图低密度奇偶校验(P-LDPC)码的比特交织编码调制系统，P-LDPC码和比特交织器是系统获得良好性能的关键. 针对高阶QAM调制的P-LDPC码编码调制系统，采用修正的EXIT方法分析了不同变量节点度数匹配交织映射方案下系统的收敛门限，从而提出一种基于节点度数匹配的通用交织优化设计准则. 数值分析和仿真结果验证了优化准则的正确性.

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9. 相干光OFDM系统中的偏振相关损耗效应

郝耀鸿1，冷丹1，方涛2

应用科学学报 2014, 32 (1): 39-43. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.007

摘要（1895）

PDF（pc）（7900KB）（1399）

相干光正交频分复用系统(coherent optical OFDM system, CO-OFDM)是目前高速光传输领域的研究热点，但系统受偏振模色散(polarization mode dispersion, PMD)和偏振相关损耗(polarization dependent loss,PDL)影响严重. 为此，通过数学分析和数值仿真，研究了CO-OFDM系统中PDL与一阶PMD相互作用的数学
模型，对信号均衡等关键实现进行讨论，并加以验证. 结果表明：偏振效应对光OFDM信号幅度及相位产生噪声干扰，通过发送导频序列可有效实现信号均衡，当传输距离为720km，相对损耗因子 = 0.5时，较不考虑PDL影响( = 1)系统的Q值约降低0.8 dB. 由于输出偏振态随频率产生旋转，PMD效应在一定程度上可缓解PDL所致系统损伤.

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10. RLS 字典学习中遗忘因子的影响

余付平1,2，冯有前1，雷腾1，李哲1

应用科学学报 2014, 32 (1): 44-50. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.008

摘要（2478）

PDF（pc）（12752KB）（1082）

字典学习是信号稀疏分解研究的热点问题. 在稀疏分解字典学习中，初始字典的选择影响字典学习的效果. 为减小初始字典对学习字典的影响，在递归最小二乘(recursive least squares, RLS) 字典学习方法中引入遗忘因子的概念. 比较了最优方向法、K 奇异值分解方法和RLS 等3 种方法的字典学习效果. 分析了RLS 字典学习中不同的遗传因子对字典学习效果的影响，以及遗忘因子为不同函数时的字典学习效果. 仿真结果表明：RLS 字典学习方法减小了初始字典对学习结果的影响，故学习效果较好；而在RLS 字典学习中不同遗忘因子的选择会影响字典学习效果.

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11. 多目标遗传算法方向调制物理层安全通信信号设计

洪涛1，宋茂忠2，刘渝2

应用科学学报 2014, 32 (1): 51-56. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.009

摘要（2056）

PDF（pc）（3672KB）（1100）

提出了一种运用多目标函数遗传算法的方向调制信号. 根据星座点之间欧氏距离与误码性能之间的关系，采用多目标函数综合相移器相移值，使得发射信号星座图在期望方位与基带数字调制信号相同，而在其他方位产生最大程度的畸变. 相比于传统的方向调制信号，用文中方法发射的方向调制信号具有更窄的波束宽度. 仿真结果表明，所提出的多目标方向调制物理层安全通信信号具有更强的防窃听性能.

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12. L 型阵列双基地MIMO 雷达的传播算子多维角度估计

孙中伟，张小飞，吴海浪，李建峰

应用科学学报 2014, 32 (1): 57-64. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.010

摘要（1783）

PDF（pc）（2547KB）（1038）

针对空间谱估计算法复杂度高的问题，引入传播算子用于双基地多输入多输出雷达的二维离开角和二维到达角估计. 通过信号协方差矩阵求出传播算子，利用传播算子的旋转不变性估计方向矩阵，进而计算离开角和到达角. 该算法运算复杂度低，能实现多维角度的自动配对，且在相近角度情况下仍能保持良好的性能. 在高信噪比情况下，算法性能接近ESPRIT. 此外还推导了角度估计均方误差. 仿真结果表明了该算法的有效性.

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13. 结合嵌入式小波零树编码和喷泉码的图像自嵌入

廖纯，钱振兴，倪婧，王朔中

应用科学学报 2014, 32 (1): 65-73. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.011

摘要（2194）

PDF（pc）（14781KB）（4410）

利用嵌入式小波零树对小波变换系数进行编码生成参考数据，采用喷泉码对参考数据进一步编码，并将编码数据与认证数据嵌入到原始图像中. 在接收端，通过提取认证数据确定图像中的篡改位置，再从未被篡改区域提取参考数据，经喷泉码解码后重构被篡改区域的内容. 与基于分块离散余弦变换的参考数据生成方法相比，所提出的方法克服了恢复图像中的块效应. 该方法可实现动态的数据嵌入与图像恢复，通过参数选择可实现恢复面积与恢复质量的平衡.

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14. 改进的双目立体视觉正面脸合成

王晶1,2，苏光大1

应用科学学报 2014, 32 (1): 74-78. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.012

摘要（1731）

PDF（pc）（3197KB）（968）

为了解决人脸在不同姿态下难以识别的问题，提出了一种基于改进的双目立体视觉的正面人脸合成算法. 针对人脸图像纹理平滑性对特征匹配带来的困难，设计了一套新的匹配算法，获得了更准确的人脸视差图. 根据视差图求出人脸的三维坐标，参照人眼特征点定位结果求出人脸偏转角度，并将人脸合成为正面图像. 实验结果表明，该方法比其他方法具有更高的真实性和准确性，同时具有较快的处理速度.

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15. 资源三号卫星数据融合的核线影像生成

贾永红1,2，祝梦花1，刁永洲1，管玉娟3

应用科学学报 2014, 32 (1): 79-84. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.013

摘要（2327）

PDF（pc）（16449KB）（620）

提出了一种基于数据融合的高分辨率彩色核线影像生成方法. 首先对全色立体影像与多光谱影像进行融合处理，根据物方投影基准面的卫星影像核线模型由融合影像生成近似核线影像，实现了高分辨率彩色核线影像生成. 通过对ZY-3影像进行试验，结果表明所提出的方法具有与全色立体影像相同的量测性能，能真实反映地形地貌特征，而且比全色立体影像信息更丰富，更容易正确解读.

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16. 非线性图像扩散LB 模型的CUDA 算法设计与实现

周明，严壮志，黄彬

应用科学学报 2014, 32 (1): 85-92. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.014

摘要（1784）

PDF（pc）（5381KB）（1247）

为提高基于格子波尔兹曼(Lattice Boltzmann, LB) 模型图像去噪方法的性能，研究了非线性图像扩散LB 模型的CUDA 算法，即分别利用纹理内存、共享内存以及直接使用全局内存来实现非线性图像扩散LB 模型中的迁移过程. 利用合成图像和真实图像的去噪实验表明，针对非线性图像扩散LB 模型，GPU 相对CPU 的加
速比可达90 倍以上；而且加速比的提高与GPU 流处理器的数目成正比.

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17. 稀疏超完备车辆识别与统计

逯鹏1，娄亚飞1，刘奉哲2，李玉松1，黄石磊1，汤玉合1

应用科学学报 2014, 32 (1): 93-98. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.015

摘要（1711）

PDF（pc）（6478KB）（1169）

针对自动准确稳健的高速车辆统计问题，模拟视觉机制建立稀疏超完备表示模型，以图像单元作为处理对象，用少量非零响应稀疏系数表达目标图像的内在结构和本质属性，解决不同环境下、不同类别车辆的识别问题. 采用虚拟检测线技术设置动态车道进行在线统计，对多环境状况下车辆统计准确率达98.89%. 结果表明算法能有效抑制外界环境干扰，如光线变化和摄像机抖动等，其鲁棒性和准确率高于传统算法.

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18. 一类线性切换系统的观测器设计

杨寅，孙文安，裴炳南

应用科学学报 2014, 32 (1): 99-104. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.016

摘要（1657）

PDF（pc）（5870KB）（818）

针对一类线性切换系统，研究了状态观测器设计问题. 构造合适的Lyapunov 函数，并利用矩阵不等式得到了保证状态估计误差指数收敛的条件. 在每次切换时让状态发生跳变并设计跳变量，以改善观测系统性能，减小跟踪误差. 给出的仿真算例表明了该设计方法的有效性.

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19. TLD框架下的内河船舶跟踪

滕飞，刘清，郭建明，周雅琪

应用科学学报 2014, 32 (1): 105-110. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.01.017

摘要（1815）

PDF（pc）（6624KB）（1780）

闭路电视(closed circuit television, CCTV)系统是内河海事监管的重要手段. 基于跟踪-学习-检测(tracking-learning-detection, TLD)框架研究并改进内河航道CCTV系统的船舶识别和跟踪. 在TLD框架下提出特征值约束条件，可对像素的短期跟踪结果进行校验，不仅有效解决了像素对归一化相关系数值求解的繁琐问题，还很好地保留了图像中角点像素的跟踪结果，使船舶的短期跟踪足够可靠. 用级联的目标检测器精确定位船舶时，在满足内河应用实时性前提下，提出通过对目标候选区域的模板匹配来保证算法准确性. 实验结果表明，改进的算法在应用于内河CCTV系统的船舶识别与跟踪中保持了较高的实时性和鲁棒性，并提高了跟踪精度.

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20. 认知网络中的容量最优机会干扰对齐接入

安永丽1,2，肖扬1，曲广智3

应用科学学报 2014, 32 (2): 111-118. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.001

摘要（1647）

PDF（pc）（9628KB）（1011）

在传统认知网络中，认知用户只能接入主要用户的空闲频带，而不能同时与主要用户共享带宽. 为了更有效地利用频谱资源，提出一种容量最优机会干扰对齐接入算法. 在保证主要用户信道容量的基础上，认知用户与主要用户可以占用相同的频带同时接入网络，且认知用户对主要用户的干扰为零. 所提出的算法由混合网络基站估计信道状态信息，并计算主要用户的信道容量和系统总信道容量. 根据容量最优的准则确定预编码向量及解码向量. 当主要用户的信道容量与未接入认知用户相比几乎不下降，且总信道容量大于未接入认知用户的总容量时，认知用户以容量最优机会干扰对齐的方式接入网络. 仿真结果表明：在相同信道状态条件下，所提出的算法较现有算法具有更优的信道容量并可提高认知网络频带利用率.

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21. 正交中继-窃听信道的最优中继函数及其可达安全速率

陈驰阳1,2，邓志祥1，王保云2,3

应用科学学报 2014, 32 (2): 119-124. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.002

摘要（1641）

PDF（pc）（3816KB）（968）

从信息理论安全的角度研究正交中继-窃听信道中的安全通信. 考虑采用瞬时中继策略的中继信道，即中继的输出仅依赖当前接收信号，首先给出可达安全速率的表达式，在此基础上得到中继函数为分段线性函数时信道安全速率的数学表示. 给出了安全速率的数值计算方法，通过迭代网格搜索优化分段线性函数的各段参数，得到了安全速率的次优解. 通过仿真对比了分段线性中继策略、放大前传策略、译码前传策略下的可达安全速率，结果表明分段线性中继比放大前传中继策略的可达安全速率更大. 当源-中继信道增益较小时，分段线性中继的安全速率比译码前传策略更高，复杂度更低且时延更小.

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22. 流水线型局部加权回归RFID 室内定位

张金艺1,2,3，张晶晶1，李若涵1，徐德政2，徐秦乐2

应用科学学报 2014, 32 (2): 125-132. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.003

摘要（2139）

PDF（pc）（16751KB）（585）

射频识别技术（radio frequency identification, RFID）以其非接触、非视距、低成本及高精度等优点成为室内定位技术的研究热点. 为了加强信号稳定性并提高实时性，该文用流水线方式接收到的包信息作为定位信号参数，针对室内环境对信号传播影响的复杂性，提出了流水线型局部加权回归定位算法，将室内环境对信号传播到各位置的影响融合进算法，以实现精确定位. 实验表明，对于室内定位，所提出的基于RFID 技术的流水线型局部加权回归定位算法相对于经典的LANDMARK 算法和VIRE 算法，定位精度分别提高56.56% 和36.73%. 在多目标的情况下，也可以实现实时精确的定位跟踪，具有良好的实用价值和应用前景.

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23. 压缩感知雷达超分辨率成像

邓振淼，叶淋美，傅茂忠，张贻雄

应用科学学报 2014, 32 (2): 133-140. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.004

摘要（4930）

PDF（pc）（9134KB）（1976）

研究压缩感知理论在逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR) 成像中的应用. 雷达发射方位稀疏的探测脉冲，对满足Nyquist 采样定理的雷达去斜回波数据进行稀疏采样，再利用压缩感知重构算法分别重构距离向和方位向的完整的目标特性回波信号. 为了得到高分辨的雷达ISAR 像，对重构的数据在距离向
和方位向分别进行超分辨率处理. 实际雷达数据和仿真数据表明ISAR 像的分辨率有较大提高，所给出的综合方法可以降低数据量，节省雷达的时间资源，具有良好的应用价值.

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24. 压缩感知联合稀疏孔径自聚焦的多站无源雷达成像

吴昊，苏卫民，顾红

应用科学学报 2014, 32 (2): 141-148. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.005

摘要（2153）

PDF（pc）（6403KB）（817）

针对外辐射源信号特点，考虑相位误差对成像性能的不良影响，提出了基于压缩感知联合稀疏孔径自聚焦的无源雷达成像方法. 利用不同载频外辐射源信号在不同转角下的点扩散函数构造稀疏传感矩阵的每个列向量，并利用lp 范数法将带约束条件的强散射点增强问题转换为无约束的最优问题求解，同时建立关于相位误差的最优化问题，通过准牛顿法求解相位误差增量，从而实现目标成像与相位误差的联合估计. 仿真结果表明，与子孔径综合无源雷达成像相比，该方法无需大的目标累积转角，同时在存在相位误差时仍可获得较好的成像效果.

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25. 基于动态匹配词格检索的关键词检测

郑永军，张连海

应用科学学报 2014, 32 (2): 149-155. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.006

摘要（1784）

PDF（pc）（4133KB）（1338）

对生活中涌现的海量语音数据需要进行快速而准确的检索. 提出一种基于动态匹配词格检索的关键词检测方法，应用TRAP 特征和多层感知器创建更为精准的音素Lattice. 在索引阶段执行一个改进的维特比算法遍历Lattice 来创建一个固定长度的音素序列数据库，在检索阶段应用最小编辑距离作为置信度来实现关键词的检
出. 实验结果表明，该方法相比应用MFCC 和PLP 特征的基线系统具有一定的优势，召回率可提升5% 左右.

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26. 测控信号随机时延对迭代学习控制系统的影响

黄立勋，方勇

应用科学学报 2014, 32 (2): 156-162. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.007

摘要（1646）

PDF（pc）（4350KB）（974）

测控信号通过无线网络传输受到的随机时延严重影响迭代学习控制系统的收敛性能. 在一步随机时延模型的基础上，得到包含随机时延影响因子的系统转移矩阵，然后分别针对测控信号发生时延的情况，研究转移矩阵内决定系统收敛速度的特征值，以及决定系统鲁棒收敛性的下三角内其他元素取值的变化情况. 由分析可知，测控信号随机时延不仅会降低系统的收敛速度，而且会影响系统的鲁棒收敛性. 尤其是控制信号随机时延，它对系统鲁棒收敛性的影响明显强于测量信号随机时延的影响. 仿真实验表明了分析结论的正确性.

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27. 原子集校正及步长可控的稀疏度未知CS 重构

曾春艳1,2，马丽红1，杜明辉1

应用科学学报 2014, 32 (2): 163-169. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.008

摘要（1379）

PDF（pc）（4521KB）（914）

对残差信号用类高斯分布建模，通过分析回溯型自适应正交匹配追踪(backtracking-based adaptive orthogonal matching pursuit, BAOMP) 算法的阈值选择方法与常规信号稀疏度方法的一致性和差异，提出一种改进的BAOMP 算法. 采用80–20 准则判断信号的粗匹配状态，然后对后续匹配步骤引入可变步长阈值，实现
选入原子集容量的精细调整，提高选入原子的正确匹配率，避免了残差信号的准周期性失配. 实验结果表明，与BAOMP算法相比，在500次重复实验中，改进的BAOMP算法对高斯稀疏信号的精确重建概率提高17%-26%，对自然图像的精确重建概率提高70%以上.

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28. 卡车目标微多普勒建模及特征提取

李开明1，张群1,2，梁必帅1，罗迎1

应用科学学报 2014, 32 (2): 170-177. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.009

摘要（1722）

PDF（pc）（13481KB）（633）

基于三维散射点模型，在窄带线性调频信号体制下对卡车目标进行回波建模，分析并推导了车身主体散射点的多普勒和轮毂旋转散射点微多普勒的数学表示. 利用两者的差异，有针对性地设计了单频和正弦调频原子集. 设置相应的阈值门限，提取出慢时间-距离平面能量较为集中的距离单元，并对其进行匹配分解，快速提取了卡车车轮旋转的微多普勒特征，为卡车目标的识别研究提供了依据. 仿真验证了该方法的有效性和稳健性.

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29. 基于显著性分类的数字图像自嵌入方法

赵丽丽，钱振兴，韩喜玉

应用科学学报 2014, 32 (2): 178-184. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.010

摘要（1741）

PDF（pc）（8495KB）（634）

数字图像自嵌入与恢复是在图像中嵌入与自身相关的信息，用于接收端判断图像是否被篡改并恢复被篡改区域的内容. 提出一种基于显著性分类的数字图像自嵌入方法，根据图像自身的特点对图像进行分类，动态决定每个区域的参考数据量和嵌入容量，采用喷泉码对参考数据进行编码，并将其嵌入到原图像的不同区域中. 与传统方法相比，所提出的方法主要有以下两点优势：在生成参考数据方面，所提出的方法可根据内容分类确定编码长度，在保证整体恢复质量的同时，能重点保护显著性区域；在数据嵌入方面，选择在不同区域中嵌入不等的数据量，可避免传统均匀嵌入法导致图像伪轮廓等缺陷，保证含密图像具有良好的质量.

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30. 结合SFIM 和区域填充的对象场景融合

丁友东1，魏小成2，蔡喜2，章剑飞2

应用科学学报 2014, 32 (2): 185-190. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.011

摘要（1632）

PDF（pc）（20218KB）（588）

针对Poisson 融合法和现有基于IHS变换的方法存在的问题，在保留IHS 变换优势基础上提出了一种结合基于平滑滤波的亮度调制（smoothing filter-based intensity modulation, SFIM）技术和区域填充的综合改进方案. 该方案引入SFIM 来降低对象与场景融合时的颜色畸变，用色度、饱和度填充解决细节还原系数无法有效增大(对象获得足够融合光照)以及融合对象光照不一致的问题. 主观质量评价和客观质量评价均表明该方案不仅可有效解决上述问题，而且融合速度快，算法更加健壮.

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31. 采用多方向插值融合的快速铁路货运图像修复

JIN Xing1, YU Da-hai1,2, HAN Jian-feng3, LI Hui-hui1, HAN Jun-wei1

应用科学学报 2014, 32 (2): 191-198. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.012

摘要（2129）

PDF（pc）（32360KB）（639）

由于非目标前景的出现，高分辨率的线阵相机采集到的图像常因表面原始信息被遮挡而产生数据缺失.针对单张图像提出一种基于多方向插值融合的图像修复方法，并成功应用于铁路装载状态检测系统中，实现了监控图像中高压线的去除. 在获得图像中待修复区域的位置后，将待修复区域分为平滑区和边缘区. 对平滑区域，
在3个不同角度方向上选择梯度变化最小方向上的邻域像素，用三次插值算法对待修复像素进行估计；对边缘区域，结合3个方向的三次插值结果进行数据融合，设计融合规则以获得更准确的插值结果. 以HSI色彩空间代替RGB色彩空间对彩色图像进行修复. 与BSCB、FMM等算法进行对比，表明所提出的算法能获得更好的修复效果，并能有效修复色彩复杂的图像，同时还降低了计算复杂度，提高了运行效率，使处理时间达到毫秒级，可满足实时处理要求.

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32. 改进电路模拟法的应用——同构混合开关拓扑辨识

商慧亮1，刘洋1，柳志栋1，董文杰2，李锋1

应用科学学报 2014, 32 (2): 199-208. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.013

摘要（2069）

PDF（pc）（3149KB）（789）

提出了一种基于已有图同构判定算法——电路模拟法的改进方法，并将其应用到同构混合开关拓扑的辨识中. 首先介绍混合开关拓扑的数学描述方法，给出混合开关拓扑的邻接矩阵表示及其相应的含权无向图表示，由此将同构混合开关拓扑的辨识问题转换为与其对应的含权无向图的同构判定问题，继而采用所提出的改进电路模拟法加以判定. 在同样环境下对改进的电路模拟法及另一种混合开关拓扑同构判定方法——特征值判定法进行测试比对，测试结果表明该方法在处理同构混合开关拓扑辨识问题上是有效的，并且在判定速度和节点匹配能力上有较大的优势.

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33. 电荷共享效应的RESURF横向功率器件击穿电压模型

张珺，郭宇锋，黄示，姚佳飞，林宏，肖建

应用科学学报 2014, 32 (2): 209-214. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.014

摘要（2084）

PDF（pc）（2573KB）（1255）

分析降低表面场(reduced surface field, RESURF)横向功率器件耐压机理，假定共享区电荷沿对角线分配给横向和纵向耗尽区，建立了一个新的RESURF横向功率器件击穿电压模型. 该模型能准确描述漂移区全耗尽和不全耗尽情况下的耐压特性，并具有数学表达式简单以及物理概念清晰的优点. 在此基础上，导出了一个新
的RESURF判据，进而给出了一个用于指导器件设计的漂移区剂量上下限. 解析结果与实验结果吻合较好，验证了击穿电压模型和RESURF判据的正确性.

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34. SIR 交叉耦合双通带腔体滤波器

寇鑫，肖中银，黄春艳，李好，储君君

应用科学学报 2014, 32 (2): 215-220. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.02.015

摘要（1725）

PDF（pc）（14726KB）（633）

根据频率变换，以阶跃阻抗谐振器作为腔体滤波器的基本谐振单元设计了一种带有交叉耦合的双通带腔体滤波器. 根据设计指标，用频率变换方法得到双通带腔体滤波器的设计参数，利用三维仿真软件HFSS 对双通带滤波器进行建模并仿真. 仿真结果与ADS 中原理电路得到的理论结果基本吻合，证明了该方法的可行性. 仿真
结果还表明，不仅滤波器的实际尺寸明显减小，而且由于引入了交叉耦合，滤波器的带外抑制能力得以提高，满足了滤波器体积小以及带外选择性好的设计要求.

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35. 基于Shearlet域各向异性扩散和稀疏表示的图像去噪

吴一全1,2,3，李立1，陶飞翔1

应用科学学报 2014, 32 (3): 221-228. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.03.001

摘要（1678）

PDF（pc）（6890KB）（1344）

为了更有效地去除图像噪声，同时更好地保留图像边缘细节信息，提出了一种基于shearlet 域各向异性扩散和稀疏表示的图像去噪方法. 首先对含噪图像进行非下采样shearlet 变换(nonsubsampled shearlet transform, NSST)，将图像分解为低频分量和多个高频分量. 低频分量中包含图像信号的主要能量以及少量的噪
声，而高频分量中含有大部分噪声和图像边缘信息. 然后，利用K-奇异值分解(K-singular value decomposition,K-SVD) 算法去除低频分量中的噪声，各个方向的高频分量则通过核各向异性扩散(kernel anisotropic diffusion,KAD) 算法进行去噪. 最后，对处理过的低频分量和高频分量进行非下采样shearlet 反变换(inverse nonsubsampled shearlet transform, INSST)，得到重构图像，从而有效地去除图像噪声，保留图像边缘细节. 实验结果表明，与小波扩散去噪法、shearlet 硬阈值去噪法、K-SVD 稀疏去噪法、小波域稀疏去噪法相比，该方法的去噪能力更强，并能更好地保留图像纹理细节特征，改善图像视觉效果.

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36. 宽带MIMO 系统信道仿真仪设计

熊艳伟，张建华，张平

应用科学学报 2014, 32 (3): 229-236. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.03.002

摘要（1949）

PDF（pc）（5575KB）（1571）

4G 无线通信系统通过多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO) 技术及增加信号带宽来获得高的系统吞吐量. MIMO 的性能很大程度上取决于真实信道的传播环境，利用能模拟真实信道传播环境的信道仿真仪进行空中测试，可以在实验室环境下验证MIMO 系统性能. 为了更好地进行宽带MIMO 系统性能的测试，设计了一种针对宽带MIMO的信道仿真仪，利用压缩感知实现宽带模拟信号采样. 为降低仿真高阶MIMO时的计算复杂度，采用了频域实现方法.

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37. 基于原模图LDPC 码的电视频带认知MIMO 系统

王铠尧，肖扬

应用科学学报 2014, 32 (3): 237-245.

摘要（1601）

PDF（pc）（10748KB）（2552）

如果采用现有认知无线电系统方案，那么认知用户(cognitive user, CU) 使用电视频带会面临电视信号干扰问题. 为此，提出一种基于原模图LDPC 码的电视频带认知无线电系统干扰抑制方法. 将原模图LDPC 码与虚拟MIMO 应用到认知无线电系统中，通过对发送数据流的信道编码与MIMO 空时处理来抑制电视信号干扰和
噪声干扰. 其核心是利用认知用户间信道衰减与电视台发射机和认知用户之间信道衰减的差异，在认知用户接收端将电视信号和信道噪声视为新的噪声. 通过原模图LDPC 码译码，可以使认知用户接收端抑制电视信号干扰.在理想情况下，所提出的电视频带认知MIMO 系统方案能够增加通信容量约0.620.76 倍. 仿真分析表明，在瑞利平坦衰落信道，所提方案与直接方法相比可得到约12 dB 的编码增益，并能有效抑制电视信号干扰.

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38. 一种基于确定性网络编码的P2P文件分发机制

郝琨1,2，金志刚1

应用科学学报 2014, 32 (3): 246-250. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.03.004

摘要（1345）

PDF（pc）（7000KB）（841）

提出了一种新的基于确定性网络编码的P2P 文件分发模型—DLNCCD. 该模型采用确定性编码方法，并将该编码方法应用在特殊的多播网络Uniform Network 上，在保证达到最大的网络编码增益的同时降低了编码解码的复杂度. 仿真表明：与传统的文件分发系统BT 相比，以该模型为基础建立的文件分发系统总的分发时间降
低了10%15%, 系统的吞吐量提高了17%21%, 平均下载时间约减少了20%, 有效地提高了文件分发系统的性能.

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39. 网络编码的LDPC编码协作

张顺外，仰枫帆，唐蕾

应用科学学报 2014, 32 (3): 251-256. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.03.005

摘要（1603）

PDF（pc）（3771KB）（1102）

提出了一种基于网络编码的LDPC 编码协作方案，该方案采用非正规二进制LDPC 系统码. 中继通过网络编码协作两用户传输数据，提高了系统平均吞吐量. 针对协作中继只发送校验比特策略，研究了中断概率性能. 目的节点译码器采用基于联合Tanner 图的联合迭代译码算法对来自两用户和协作中继的三路信号进行译码.
仿真结果表明：与传统非协作系统相比，基于网络编码的LDPC 编码协作方案大大降低了系统中断概率；在高信噪比条件下，所提出的方案在误比特性能上具有明显的性能增益.

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40. 应用H1自适应滤波的浅海水声信道估计

董政，巩克现，葛临东

应用科学学报 2014, 32 (3): 257-262. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2014.03.006

摘要（1317）

PDF（pc）（9101KB）（700）

浅海水声信道是目前最困难的无线通信信道之一，可建模成稀疏衰落信道，其噪声以S S分布来描述.提出了基于H1自适应滤波的稀疏双选衰落信道估计算法，针对S S分布噪声中个别脉冲对信道估计影响较大的情况，分别对信号的实虚部进行限幅以消除影响算法稳定度和性能较大的脉冲噪声. 仿真结果表明：在S S分布噪声下，所提出的针对脉冲噪声的5预处理提升了系统性能；无论是多径信道还是双选衰落稀疏信道，基于H1自适应滤波的信道估计算法的性能优于sIPNLMS算法.

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2014年，第32卷