应用科学学报

2013第4期封面封底

YYKXXB

2013, 31(4): 330.

摘要 ( 994 )

PDF (449KB) ( 687 )

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基于网络编码的能量最小化带宽分配方法

杜冠瑶1，熊轲1,2，李丹丹1，张煜1，裘正定1

2013, 31(4): 331-337. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.001

摘要 ( 1964 )

PDF (8264KB) ( 806 )

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结合网络编码研究支持双向对传模式的中继蜂窝小区的带宽分配问题. 首先给出直连链路传输模式和中继网络编码协作传输模式共存小区的带宽分配方法和用户传输模式选择策略，然后利用优化算法对小区中继位置、带宽资源分配、用户传输模式选择进行联合优化. 仿真结果表明，采用网络编码协作传输模式能比采用传统的解码转发传输模式至少延长移动用户8.59%的生命周期.

基于冲突矩阵随机排序的多信道无线网络信道分配

余旭涛1，毕光国2，张在琛2

2013, 31(4): 338-344. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.002

摘要 ( 2253 )

PDF (1872KB) ( 3168 )

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多信道无线网络可利用多个信道通信，提高网络容量. 为链路分配信道是多信道无线网络研究中的重要问题. 文中提出一种基于冲突矩阵随机排序的多信道分配算法. 节点根据可用信道数目将网络划分为相应子网，然后对链路随机排序，并根据网络冲突图得到冲突矩阵. 最后以减少子网内链路冲突为目标，根据冲突矩阵将信道分配给各链路. 分析和仿真结果表明，该算法有效降低了网络冲突，提高了归一化网络吞吐率.

自适应数字预失真系统的Householder块精确逆QR分解递归最小二乘法

李明玉，刘金亭，冯文江，蒋阳

2013, 31(4): 345-352. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.003

摘要 ( 2354 )

PDF (4257KB) ( 1823 )

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在非常数包络调制系统中，数字预失真技术已成功应用于线性化功率放大器. 文中提出一种适用于非线性功率放大器宽带数字预失真的增强记忆多项式模型. 与传统的记忆多项式和广义记忆多项式模型相比，该模型通过包含Volterra模型的交叉联合记忆项，在保持低复杂性的同时给出了优越的线性化性能. 预失真系统的参数估计使用Householder块精确逆QR分解递归最小二乘算法，通过计算机仿真研究了Householder块精确逆QRD-RLS算法的性能. 对强非线性AB类功率放大器进行了实验测量，并收集相应的复包络IQ基带数据，根据这些数据建立行为模型并验证预失真器性能. 结果表明，对瞬时带宽为5 MHz的WCDMA输入信号，在5 MHz频
率偏移处将ACPR改善了25 dB.

频率选择性衰落信道中一种OFDM-CANC的性能

吴爱爱1, 张祖凡1,2, 蒋红君1

2013, 31(4): 353-360. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.004

摘要 ( 1778 )

PDF (2535KB) ( 1233 )

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结合OFDM 与协作网络编码，在频率选择性衰落信道中提出了一种正交频分复用-合作模拟网络编码(orthogonal frequency division multiplexing-cooperative analog network coding, OFDM-CANC) 方案. 采用网络编码提高协作中继系统的频谱有效性，同时以OFDM 的抗频率选择性衰落特性改善信道衰落对协作网络编码
性能的影响，并进一步提出一种基于此方案的最优系统功率分配策略. 理论分析和仿真分析表明，所提方案可改善信道的频率选择性衰落.

Monte Carlo 网络流量伪装

王禹，王振兴，苗甫，刘慧生，张连成

2013, 31(4): 361-367. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.005

摘要 ( 1919 )

PDF (1311KB) ( 1067 )

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针对流量伪装成本高、伪装相似度低等问题，提出一种基于蒙特卡罗的流量伪装方法. 通过对所处网络环境的常规流量进行统计分析，获取多重动态特征并建立概率分布过程，利用随机数对已知概率分布抽样，产生动态特征序列并构造伪装流量. 理论分析表明，该方法无需部署额外的重路由节点且伪装过程不产生分散数据，可在保证伪装生成效率的前提下降低伪装成本，提高网络性能. 实验表明，该方法可降低流量检测的准确度及可信度，与现有包填充方法相比，伪装相似度也有较大改善.

雷达辐射源个体特征的提取与识别

陈涛1，姚文杨1，林金秋2，胡志华3

2013, 31(4): 368-374. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.006

摘要 ( 1781 )

PDF (6103KB) ( 1178 )

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针对雷达辐射源个体特征，应用波形熵和能量熵对经过围线积分后的双谱估计结果进行特征提取，并根据此特征构成的二维特征向量实行后续的个体识别码. 针对二维特征向量识别，应用质心距离法分析提取出二维特征向量，对此二维特征向量所对应的雷达辐射源个体进行识别，并与模糊C-均值聚类法进行对比分析. 通过仿真实验和实测分析，验证了所提方法能在一定信噪比下对雷达辐射源个体进行正确的识别.

差值量化椭圆球面波脉冲产生系统设计

刘传辉1，王红星1,2，张磊1，刘锡国1

2013, 31(4): 375-380. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.007

摘要 ( 1832 )

PDF (9253KB) ( 1171 )

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为提高量化精度，降低量化存储空间需求，分析了直接数字波形合成椭圆球面波函数（prolate spheroidal wave function, PSWF）脉冲产生系统的幅度量化误差，指出了影响量化精度的主要因素，进而提出一种差值量化PSWF脉冲产生系统的改进设计方案. 该方案对采样幅度差值进行量化存储，代替采样幅度直接量化存储的方法，并对数模转换模块进行改进. 理论分析和仿真实验表明：当过采样率大于p时，采用差值量化代替直接量化有助于改善量化噪声功率谱. 过采样率每提高1倍，可使量化噪声功率谱改善6 dB，优于直接量化方式3 dB. 同样的量化位数情况下可获得更高的量化精度，在相同量化精度要求下可有效降低存储空间需求. 差值量化PSWF脉冲产生系统更适合于高采样率、高精度的PSWF信号产生.

提高空间谱算法分辨率的DOA估计

司伟建1，蓝晓宇1，刘学2

2013, 31(4): 381-386. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.008

摘要 ( 1942 )

PDF (4791KB) ( 1441 )

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针对传统MUSIC算法在低信噪比，小快拍数等非理想条件下分辨率下降的问题，提出了改进的基于子空间投影的MUSIC测向算法. 该算法充分利用子空间信息，采用新的特征值校正方法对噪声子空间进行加权，并与加权信号子空间投影进行空间谱合成，得到新的空间谱函数. 搜索函数极大值，就能得到来波方向. 新方法既保
留了噪声子空间算法的高分辨性能，又保留了信号子空间算法的稳定性. 计算机仿真和实测数据表明新方法有效.

近场条件下的MIMO雷达阵列优化

陈刚，顾红，苏卫民，吴昊

2013, 31(4): 387-393. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.009

摘要 ( 1986 )

PDF (2672KB) ( 1182 )

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在近场条件下运用遗传算法对MIMO雷达阵列进行优化. 构造优化MIMO阵列近场方向图旁瓣的适应度函数，提出一种基于FFT的快速算法用以高效评估适应度，采用“成对交叉策略”保证遗传算法进化过程中阵列稀疏率恒定. 对有无对称约束两种情况下的阵列优化结果进行比较，分析表明，若在MIMO阵列优化中加入对称
约束，则优化针对的聚焦点所在距离上所有角度均小于该点的目标，用优化所得之阵列扫描它们时可保持性能.

一种基于图像内容的隐写分析方法

李韬，平西建

2013, 31(4): 394-401. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.010

摘要 ( 2049 )

PDF (2626KB) ( 822 )

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数字图像已成为信息隐藏的一类重要载体，然而不同内容的图像对隐写分析呈现出不同的检测性能. 该文基于图像信源区域平稳马尔可夫特性，用方差度量图像的区域复杂度，运用四叉树分割方法对图像进行递归分解，提取对数字隐写较为敏感的平坦区域，并从这些区域提取游程长度直方图统计矩特征，最后结合支持向量机实现隐藏信息检测. 实验结果表明，依据图像内容分割出敏感区域进行隐写分析可有效改善检测性能.

具有环境自适应性的虚拟参考标签定位方法

李军怀，张果谋，于蕾，张璟

2013, 31(4): 402-410. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.011

摘要 ( 2526 )

PDF (7800KB) ( 1141 )

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在基于接收信号强度指示(received signal strength indicator, RSSI) 的射频识别(radio frequency identification, RFID) 室内定位系统中，由于环境干扰的非均匀性，定位环境中不同区域的信号传播模型存在差异. 为此提出一种基于区域划分的定位方法，将定位区域划分为多个三角形子区域. 定位过程中依据待定位标签的
RSSI 值经多轮投票机制确定其所在子区域，然后分别估算各子区域的环境因子和路径损耗值来建立子区域的定位模型，实现环境自适应. 在此基础上引入虚拟参考标签概念，在定位区域内构造虚拟信号强度空间，并提出一种最近邻K 值自校正方法选择最近邻标签，采用最近邻方法进行定位坐标计算. 仿真结果表明，在复杂的低标签密度环境下，定位精度和稳定性比经典的LANDMARC 和VIRE 方法有显著提高.

基于最优样本子集的在线模糊LSSVM混沌时间序列预测

温祥西，孟相如，李明迅

2013, 31(4): 411-417. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.012

摘要 ( 2285 )

PDF (4279KB) ( 1422 )

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提出一种基于最优样本子集的在线模糊最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM) 混沌时间序列预测方法. 算法选择与预测样本时间上以及欧氏距离最近的样本点构成最优样本子集，并采用" 不敏感函数对其进行模糊化处理，通过模糊LSSVM 训练获得预测模型. 随着时间窗口的滑动，最优样本子
集和预测模型实时更新，模型更新采用分块矩阵方法降低运算复杂度. 实验中对时变Ikeda 序列进行预测，表明所提出的方法与离线和在线LSSVM 相比，训练速度更快，预测精度更高.

水面无人艇分层策略局部危险规避

唐平鹏1，张汝波1，史长亭1，杨歌1，刘德丽2

2013, 31(4): 418-426. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.013

摘要 ( 2029 )

PDF (9063KB) ( 1226 )

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根据水面无人艇运动学和基础控制特性提出一种局部危险规避算法. 采用分层策将动态窗口分解为艏向窗口和线速度窗口，使用切线法和弧线法分别从艏向窗口和线速度窗口中求出规避角速度和线速度，并引入角速度缓冲模型以提升规划过程中艇体的稳定性. 仿真实验验证了算法具有规避能力强和稳定性高的特点，并由湖试实艇实验验证了算法对实艇的基础控制特性具有良好的适应性，能引导水面无人艇在实际环境中实现有效安全的危险规避.

基于神经网络的机械臂自适应输出反馈控制设计

贾鹤鸣1，宋文龙1，郭少彬2，杨立新3

2013, 31(4): 427-433. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.014

摘要 ( 2263 )

PDF (2405KB) ( 952 )

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研究了机械臂的位置跟踪问题，提出了基于神经网络的自适应输出反馈控制方法. 该方法无需系统精确的数学模型，适用于具有非线性不确定性和外界干扰的机械臂控制系统. 设计的控制器由三部分组成：基于动态补偿器的输出反馈控制项、神经网络自适应控制项和鲁棒控制项. 神经网络的权值自适应学习率由Lyapunov稳定性理论得出. 仿真结果表明设计的控制器能驱动机械臂精确跟踪期望的位置，验证了该控制方法的有效性.

高超声速飞行器再入突防轨迹快速优化

王丽英，张友安，赵国荣，黄诘

2013, 31(4): 434-440. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.04.015

摘要 ( 2594 )

PDF (2145KB) ( 1692 )

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针对含路径点和禁飞区约束的再入突防轨迹快速优化问题，提出了一种基于自适应hp 伪谱法的多阶段求解策略. 给出了含路径点、禁飞区、热流、过载、动压等约束条件的轨迹优化模型，利用Radau伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题. 引入内点（连接点）概念，将路径点、禁飞区转化为内点约束，统一于一个优化框架内，结合自适应节点配置方式，在通用优化软件包内实施这一思想. 仿真结果表明，该方法能够更精确地捕捉状态变量、控制变量的不连续性、非平滑性及禁飞区的边界切点，适合求解含路径点和禁飞区的突防轨迹快速优化问题.

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