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2015年 第33卷 第5期    刊出日期：2015-09-30

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2015, 33(5):  0-0. 

摘要 ( 397 )   PDF (392KB) ( 459 )  

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2015, 33(5):  1-1. 

摘要 ( 571 )   PDF (46KB) ( 465 )  

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通信工程

大规模MIMO系统中基于子空间跟踪的半盲信道估计

徐凤阳, 王东, 肖扬, 寇金锋

2015, 33(5):  459-469.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.001

摘要 ( 1237 )   PDF (5506KB) ( 828 )  

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基于特征值分解(eigen value decomposition, EVD)或奇异值分解(singular valuedecomposition, SVD)的半盲信道估计算法需要进行重复的EVD或SVD计算,计算量较大,不适用于多小区多用户的大规模MIMO系统. 为此,针对多小区多用户大规模MIMO系统中的半盲信道估计给出了一种快速实现算法. 该算法主要利用最小二乘(least-squares)及线性最小均方误差(linear minimum mean-square error)原理导出一种新的递归计算模糊矩阵的方法,采用快速递归row-Householder 子空间跟踪算法对接收向量的信号子空间的估计进行加速. 仿真结果表明,所提出的算法估计性能良好,并能有效减轻导频污染的影响.

一种新的相关复合衰落模拟方法

周生奎, 朱秋明, 戴秀超, 刘星麟, 陈学强

2015, 33(5):  470-480.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.002

摘要 ( 808 )   PDF (1872KB) ( 697 )  

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针对传统信道模型只对多径衰落进行统计建模的问题,将信道建模为包含多径及阴影衰落因素的复合模型,提出一种基于谐波叠加原理、易于硬件实现的时域相关复合衰落模拟方法. 推导了新方法输出衰落的幅值分布及相关性理论表达式,给出了仿真参数的计算方法. 基于Xilinx Virtex4 硬件平台的实测结果表明,该方法输出的信道衰落包络分布、多普勒功率谱及相关特性均与理论值吻合,可用于实验室模拟真实传播环境对无线信号的随机失真影响.

MD5加密模式的差分故障分析

沈璇, 赵光耀, 李超, 李瑞林

2015, 33(5):  481-490.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.003

摘要 ( 1158 )   PDF (2212KB) ( 527 )  

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通过研究MD5 加密模式中轮函数的差分特性,给出了一个求解差分方程的快速算法,可以实现从倒数第3 轮对MD5 加密模式进行差分故障分析. 研究结果表明,若从倒数第3 轮开始导入故障,平均只需56 个故障即可成功恢复512 bit 的种子密钥.

异质双9轴MEMS惯性传感器数据互补-加权迭代融合算法

王伟, 张金艺, 张洪辉, 蔡春艳, 李建宇

2015, 33(5):  491-501.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.004

摘要 ( 1330 )   PDF (10038KB) ( 1009 )  

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在MEMS惯性传感器导航研究中,传统的MEMS捷联式惯性导航系统仅利用单多轴MEMS惯性传感器对移动目标进行导航定位,其测量值和噪声特性易受环境影响,此外加速度误差、陀螺仪漂移、平台框架角误差、平台安装误差等因素也严重影响传感器性能. 为此,从异质非单多轴MEMS惯性传感器互补融合角度出发,用异质双9轴MEMS惯性传感器采集移动目标原始信息,并提出互补-加权迭代融合算法. 首先对异质双9轴MEMS惯性传感器测得的原始数据进行预处理,基于卡尔曼滤波用最小方差估计法求解观测值. 通过估值方差和革新方程形成权值更新模型,实现异质双9轴MEMS惯性传感器数据的互补融合. 实验表明,相较传统单9轴MEMS惯性传感器导航,该算法可提高导航精度50%以上.

信号与信息处理

基于支持向量机的多特征选择目标跟踪

胡昭华, 徐玉伟, 赵孝磊, 何军, 周游

2015, 33(5):  502-517.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.005

摘要 ( 1102 )   PDF (26802KB) ( 627 )  

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目标判别跟踪方法一般以单一跟踪结果(正样本)和部分负样本训练分类器,并只用单一的特征描述目标,因此在目标发生遮挡、光照变化、形变等情况下很容易导致跟踪的失败. 为了克服单一正样本和单一特征训练的分类器导致跟踪不稳定的问题,提出一种基于支持向量机的多特征描述、多个正负样本进行分类器训练的目标跟踪方法,用训练分类器对所有候选粒子的不同特征进行判别和选择,并将具有最大置信概率的粒子确定为跟踪结果. 在跟踪过程中,利用子空间学习的方法实现正样本的更新,并以更新后的正负样本训练分类器. 实验结果表明,该方法在目标存在遮挡、光照变化、形变等情况下均可以取得较好的跟踪效果.

基于空域调制效应的干扰极化参数估计

刘文钊, 戴幻尧, 黄振宇, 崔建岭

2015, 33(5):  518-526.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.006

摘要 ( 959 )   PDF (5517KB) ( 675 )  

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干扰极化估计精度是影响雷达极化抗干扰能力的重要因素,而雷达天线空域极化特性存在一定的病态性,使来波极化估计的最小二乘解在病态情况下变得不稳定. 针对最小二乘方法估计来波极化所存在的病态性问题,提出一种改进极化矢量估计的约束最小二乘方法.首先分析影响来波极化估计稳定性的因素,针对具体的天线型式给出病态情况下的计算机仿真结果,推导了带二次约束的极化估计最小二乘解并给出了算法流程. 仿真结果表明了改进极化估计均方误差的有效性,该方法可显著提高干扰极化估计精度,提高雷达极化抗干扰能力.

稀疏阵列MIMO雷达高精度收发角度联合估计

崔琛, 梁浩, 余剑

2015, 33(5):  527-540.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.007

摘要 ( 1240 )   PDF (6546KB) ( 1022 )  

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提出一种基于孔径扩展的稀疏阵列MIMO雷达高精度收发角度估计算法. 采用收、发阵列均为稀疏线性分布式子阵的双基地MIMO雷达系统,通过非均匀阵列设计,利用Khatri-Rao乘积运算实现收发阵列中阵元间短基线和子阵间长基线的同时虚拟扩展. 对接收数据进行降冗余和数据平滑处理,利用双尺度酉ESPRIT算法解周期性模糊,得到无模糊的高精度收发角度估计. 与传统算法相比,所提出的算法在不增加天线数目和硬件复杂度的情况下可有效扩展MIMO雷达的阵列孔径,在实现多目标收发角度联合估计的同时获得更高的参数估计性能. 仿真结果验证了阵列虚拟扩展和算法方位估计的有效性.

基于张量投票的道路表面裂缝检测

李爱霞, 管海燕, 钟良, 于永涛

2015, 33(5):  541-549.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.008

摘要 ( 1218 )   PDF (15487KB) ( 411 )  

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以车载LiDAR数据为对象,提出一种基于多尺度张量投票技术的道路表面裂缝提取方法. 首先沿行车路线从剖面图中提取道路路坎,通过行车轨迹线约束提取道路数据. 再根据强度和距离信息将道路数据转换成二维特征图像,采用多尺度张量投票法增强特征图像的裂缝信息提取道路表面裂缝. 利用点云数据和道路影像数据进行实验验证,结果表明该方法抗噪能力强,裂缝检测质量高.

一种基于CUDA的局部敏感哈希算法

张一凡, 余小清, 安炫东, 万旺根

2015, 33(5):  550-558.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.009

摘要 ( 1325 )   PDF (6971KB) ( 714 )  

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传统的局部敏感哈希算法建立哈希表时往往需要较大的内存空间以及较长的建立时间. 在查询阶段,查询样本K个最近邻数据项的所需时间超过整个运行时间的95%. 针对这些问题,运用计算设备架构将局部敏感哈希算法移植至图形处理器,并用多线程并行计算数据项的哈希值来建立哈希表. 查询阶段在全局内存中引入基于工作队列的多样本查询,以提高算法的运行效率. 实验结果表明,所提出的算法与传统的局部敏感哈希算法相比,能在不降低运算精度的情况下将运算速度提高近12倍.

高分辨率光学与SAR影像在建筑物信息提取中的应用

张斌, 张耀明, 张志, 秦前清, 王晗

2015, 33(5):  559-567.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.010

摘要 ( 1293 )   PDF (3521KB) ( 1272 )  

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利用高分辨率航天遥感数据对建筑物实现三维重建,具有重要的理论与实用价值.光学与SAR图像是应用较为广泛的两种遥感数据,高分辨率是当代遥感发展的一个重要趋势. 归纳了建筑物检测与高程估算的研究现状,分析了建筑物在高分辨率SAR影像中的物理散射特性,并进行模拟仿真. 以采用的数据源为序,分别介绍了建筑物检测与高程估算的研究现状及存在的问题. 对基于高分辨率光学与SAR影像的建筑物三维重建进行了展望.

电子技术

应力对三维石墨烯复合材料导电性能的影响

郑辰飞, 徐荣青, 谌静, 陆云清

2015, 33(5):  568-574.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2015.05.011

摘要 ( 904 )   PDF (14815KB) ( 708 )  

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用化学气相沉积法在泡沫镍模板上生长石墨烯,获得三维石墨烯泡沫(graphenefoam, GF),并用PDMS 填充石墨烯泡沫,制备出GF/PDMS 柔性复合材料,进而研究了应力对三维石墨烯复合材料导电性能的影响. 结果表明:在弯曲情形下,GF/PDMS 复合材料的电阻相对变化率随弯曲曲率的增加而增加,且曲率较小时电阻的相对变化率增加较快,曲率较大时电阻的相对变化率增加缓慢;在拉伸情形下,GF/PDMS 复合材料的电阻相对变化率随拉伸应变的增大而增大,其平均应变灵敏度约为6, 说明GF/PDMS 复合材料在柔性导体和应力传感材料的应用上具有巨大的潜力.