应用科学学报

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2016, 34(1): 0-0.

摘要 ( 643 )

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大规模MIMO系统中的伪随机码导频设计

方昕, 张建锋, 曹海燕, 应娜

2016, 34(1): 1-11. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.001

摘要 ( 1152 )

PDF (4179KB) ( 878 )

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针对大规模MIMO系统中存在的导频污染问题,提出一种有效的导频设计方案.在所有小区复用同一组正交导频的情况下,为每个小区分配不同时延的伪随机码,利用各小区内的伪随机码对小区内用户导频进行同步加扰,以获得用户的发送导频.推导并分析了该导频设计方案下期望信道估计的均方误差.理论和仿真结果表明,该导频设计方案能有效提高信道估计性能,提升整个系统下行链路的性能.

SDL阵列宽带零陷展宽波束形成

张薇, 徐林, 许泉欣, 王勇

2016, 34(1): 12-21. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.002

摘要 ( 1239 )

PDF (7218KB) ( 591 )

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传统宽带自适应波束形成算法在信号带宽较宽时硬件实现困难且形成零陷较窄.针对此问题,利用传感器延迟线阵列结构替代传统的时域抽头延迟线结构,在此基础上提出基于空间响应偏差约束的宽带零陷展宽波束形成方案.对参考频率干扰信号方向邻域的波束响应进行最大值约束,然后利用SRV约束将零陷展宽,通过凸优化工具求得最优加权向量.仿真结果表明,该算法可在保证波束宽度的同时实现宽带零陷展宽.在零陷宽度设定为10°、零陷深度为-30 dB的条件下,零陷宽度实测值可以达到14.7°,且具有较高的输出信干噪比.

调制速率对放大转发MQAM中继链路能效性能的影响

陈芳芳, 王涛

2016, 34(1): 22-29. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.003

摘要 ( 1045 )

PDF (4007KB) ( 396 )

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针对采用放大转发和MQAM调制的源-中继-终端的通信链路,研究了在保证终端解调误码率低于给定值条件下调制速率对能量效率的影响.推导了射频电路消耗的最小功率,在考虑电路消耗功率的情况下得到了能效性能的函数表达式.理论分析表明,能效性能是调制速率的拟凹函数,当调制速率增大时,能效先递增再递减.通过仿真计算验证了理论分析的正确性.

PLNC-OFDM双向多中继系统中的联合子载波抑制与中继选择

沈先丽, 谢威, 徐友云, 许魁, 张冬梅

2016, 34(1): 30-41. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.004

摘要 ( 1111 )

PDF (10806KB) ( 573 )

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研究在多径瑞利衰落信道下采用译码转发的PLNC-OFDM双向多中继系统中联合子载波抑制与中继选择(JSSRS)问题,并提出两种JSSRS方法:固定抑制门限的JSSRS(FTJ)和固定子载波数目的JSSRS(FNS-J). FT-J在一次双向信息交换过程中采用固定的抑制门限进行子载波抑制,FNS-J在一次双向信息交换过程中保持抑制的子载波数目恒定不变,即活跃子载波数目恒定不变而抑制门限动态变化.仿真结果表明,与传统的子载波抑制相比,所提出的FT-J和FNS-J不仅增强了系统可靠性,而且提高了系统有效性.

孤岛检测中复小波变换与实小波变换的对比

方小妹, 罗晓曙, 蒋品群, 宋树祥, 廖志贤

2016, 34(1): 42-48. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.005

摘要 ( 993 )

PDF (4648KB) ( 632 )

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孤岛检测是分布式光伏并网发电中的重要问题.为此,研究复小波变换和实小波变换在孤岛检测中的应用,提取并分析公共耦合点电压小波变换系数的幅值和相位的对比关系,以判断孤岛是否发生.仿真结果表明:基于复小波变换的孤岛检测可解决实小波方法特征信号分层繁琐和阈值选取过程复杂的问题.

一种区域统计信息的格子波尔兹曼图像分割模型

温军玲, 严壮志, 蒋皆恢

2016, 34(1): 49-57. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.006

摘要 ( 1096 )

PDF (14669KB) ( 441 )

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格子波尔兹曼(lattice Boltzmann, LB)分割模型具有算法简单、运算快捷的优点,但对于低对比度和受到噪声污染的图像,经常产生欠分割或者过分割现象.为此,引入图像局部区域统计信息,构建了一种新的格子波尔兹曼图像分割模型.为验证该模型及算法的分割性能,在相似性系数和豪斯多夫距离等评价技术指标下,利用真实脑磁共振图像作为实验数据进行分割,并与现有LB分割模型以及水平集分割模型进行对比.实验结果表明,该模型在分割精度方面比现有LB模型提高10倍,在计算速度方面比传统水平集分割模型提高3倍.

基于差分进化的二维熵图像分割

张莉, 叶志伟, 王明威

2016, 34(1): 58-66. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.007

摘要 ( 1374 )

PDF (4840KB) ( 611 )

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二维熵图像分割方法利用图像的局部空间信息,分割结果优于一维熵分割法,但计算效率较低.遗传算法和粒子群算法等最优化算法能提高二维熵图像分割方法的效率,却不能保证获得全局最优阈值.为此,提出一种基于差分进化算法的二维熵图像阈值分割法,用局部搜索策略提高搜索最优阈值的精度.实验表明,所提出的方法有良好的鲁棒性,能保证获得最优阈值.与基本的二维熵图像分割法相比,分割速度有很大的提高.

融合DMSP-OLS和Landsat影像的城区边界提取

吴小语, 张鹏林

2016, 34(1): 67-74. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.008

摘要 ( 1307 )

PDF (11644KB) ( 502 )

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研究了融合DMSP-OLS夜间遥感数据和Landsat 7地表覆盖遥感影像以改善城区边界提取可靠性的方法.首先利用DMSP-OLS数据和Landsat 7数据分别提取城市建成区边界,然后通过加权融合法对两种数据获取的边界进行融合,以获取可靠性更高的城区边界.实验验证了该方法的有效性.

湄公河下游洪灾淹没面积多源遥感时序监测分析

李通, 张丽, 申茜, 张炳华

2016, 34(1): 75-83. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.009

摘要 ( 1549 )

PDF (14453KB) ( 376 )

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利用MODIS、FY3A MERSI、HJ1A/B CCD、Landsat TM等4种遥感数据,在评估获取的最优监测算法基础上监测湄公河下游地区2011年洪灾淹没面积时序变化,并结合MODIS土地覆盖类型产品对3种重要地物类型进行受灾区域分析.结果表明:在湄公河地区,采用HJ1A/B CCD、FY3A MERSI数据监测洪灾淹没面积时建议优选NDWI算法;用Landsat TM、MODIS数据时优选NDVI算法.监测结果显示,2011年10月湄公河下游柬埔寨和三角洲地区洪灾灾情较重,最大淹没面积是正常水体面积的6.5倍.洞里萨河流域是重灾区,其河道扩宽约40倍.大量水体在洪灾初期汇流入洞里萨湖,洞里萨湖在洪灾初期起到蓄洪作用.利用多源遥感卫星数据监测洪灾变化,可获取更详尽的信息,提高洪灾监测效率.

面向对象的机载LiDAR数据建筑物提取

樊敬敬, 张华, 郝明

2016, 34(1): 84-94. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.010

摘要 ( 977 )

PDF (14721KB) ( 371 )

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基于LiDAR数据,提出一种由粗到细的面向对象的建筑物自动提取方法.首先通过机载LiDAR数据构建出归一化数字表面模型(normalized digital surface model, nDSM),利用首尾两次回波高程计算出归一化差值(normalized difference, ND),并采用形态学运算消除边缘特殊回波点.基于nDSM和ND数据,依据建筑物的高程及穿透性信息,用阈值分割法进行建筑物粗提取.结合nDSM和ND数据以及强度信息,对粗提取得到的备选建筑物采取多尺度分割,合并亮度值相差较小的邻近分割结果对象,达到对分割结果的优化处理.最后利用目标对象的亮度、形状、面积和空间关系等特征,完成建筑物的精提取.实验结果表明,该方法可得到较高精度的建筑物信息,是基于机载LiDAR数据提取建筑物的新思路.

基于小波变换的GM(1,1)-ARMA组合预测模型对悬索管桥的应变预测

郇滢, 兰惠清, 林楠, 张平

2016, 34(1): 95-105. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.011

摘要 ( 1092 )

PDF (14180KB) ( 422 )

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ARMA模型采用差分处理对桥梁监测数据进行预测时,会出现数据丢失和预测精度降低的现象.为此,利用小波变换对信号进行离散化处理信息不会丢失的优点,将趋势明显的原始序列离散化,得到不同频带上的块信号.采用灰色GM(1,1)模型对趋势明显的低频信号进行趋势预测,用ARMA模型对平稳的高频细节信号进行细节预测,再将两部分预测值叠加得到最终预测值.对黄河悬索管桥在线监测系统获得的过去一段时间的应变数据进行验证,结果表明所提出的GM(1,1)-ARMA组合模型预测效果明显高于传统ARMA模型,这对实现同类桥梁的预警具有积极意义.

钢桥疲劳裂缝的红外热成像无损检测

严园, 邹兰林, 周兴林

2016, 34(1): 106-114. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.01.012

摘要 ( 1139 )

PDF (13224KB) ( 433 )

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利用裂缝尖端应力集中的特点,提出一种钢桥疲劳裂缝无损检测方法.从理论上建立钢结构表面温度变化与其应力之间的本构关系模型,在实验中采用红外热成像法测试构件孔边畸变温度,计算构件相应点处的畸变应力,确定构件裂缝.以带孔平板为例,应用上述模型分析了周期荷载作用下圆孔周边点的应力和表面温度之间的关系.实验结果显示,当t=0.05 s时,圆孔左右节点温度降低达到最小值,上下节点温度升高达到最大值;当t=0.15 s时,左右节点温度升高达到最大值,上下节点温度降低达到最小值.实验结果符合理论模型,表明该检测方法可行.

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