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2013年 第31卷 第1期    刊出日期：2013-01-31

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通信工程

采用物理层网络编码的2FSK双向中继通信系统解调映射方案

李博, 王钢, 杨洪娟, 郑大国, 张晓东

2013, 31(1):  1-6.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.001

摘要 ( 2018 )   PDF (1244KB) ( 1097 )  

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提出了一种相干型中继节点解调映射方案，适用于采用物理层网络编码的二进制频移键控(binary frequency shift keying, 2FSK)双向中继通信系统. 方案分两支路对叠加信号进行处理，然后对两路信号差值进行抽样判决，并对判决结果进行网络编码映射. 采用最大后验概率准则得到判决门限. 分析了采用该方案中继节点的
判决错误概率、系统误码率及吞吐率性能. 理论分析和仿真验证表明，采用该方法进行解调映射的物理层网络编码方案中继节点判决错误概率和系统误码率与传统方案和网络编码方案相近，系统吞吐率则高于两者.

线性网络编码多源多中继协作系统的分集性能

张海超，李辉，戴旭初

2013, 31(1):  7-14.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.002

摘要 ( 1902 )   PDF (1158KB) ( 1169 )  

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为了设计合适的线性网络编码以提高多源多中继系统的分集增益性能，从理论上研究了系统分集增益与网络编码最小码距的关系，提出以最小码距作为线性网络编码的设计准则. 利用经典线性分组码的有关理论和分析方法，得出了系统的分集增益等于线性网络编码的最小码距这一重要命题，该命题将原网络编码的设计问题转化为最小码距准则下经典线性分组码的设计问题. 另外，根据编码理论的singleton界得到了系统最大分集增益与中继节点数目之间的定量关系. 仿真实验表明，增大网络编码的最小码距能够提高系统的分集增益，而系统的最大分集增益等于中继数加1.

基于脉冲耦合的TPSN时间同步协议

师超1， 仇洪冰1,2

2013, 31(1):  15-20.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.003

摘要 ( 1530 )   PDF (1769KB) ( 1410 )  

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改进的异构无线网络接入选择方法

石文孝， 李娜， 王继红

2013, 31(1):  21-26.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.004

摘要 ( 1703 )   PDF (8066KB) ( 1284 )  

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针对全IP业务，该文针对LTE/WiMAX异构无线网络提出一种改进的基于可变传输单元的接入选择算法. 算法利用二维资源单元计算系统容量，通过引入负载转移和可变传输单元，合理分配系统资源，更有效地为全IP业务服务. 利用排队理论建立系统四维马尔柯夫排队模型，分析并评价了系统性能. 仿真结果表明，与原有接
入选择算法相比，该算法更符合网络实际情况，在保证异构无线网络实时业务性能基础上，有效提高了非实时业务性能及系统总资源利用率.

AWGN信道高阶调制物理层网络编码的SER性能

李丹丹1， 熊轲1,2， 杜冠瑶1， 张煜1， 裘正定1

2013, 31(1):  27-33.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.005

摘要 ( 2059 )   PDF (7867KB) ( 1379 )  

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扩展了最近邻近似方法使之能描述物理层网络编码的误符号率，并用该方法分析了双向中继网络中物理层网络编码在高阶调制下的误符号率. 以8PSK为例，推导了高阶调制下PNC在AWGN信道中误符号率的闭式表达. 研究发现，固定一个源节点的发射功率时，系统的SER并不会随着另一端源节点功率的提高而单调递减. 蒙
特卡罗仿真结果表明，所得表达式能正确刻画8PSK调制下物理层网络编码的误符号率.

分布式多小区联合传输中的自适应反馈比特分配

翟旭明，邱玲

2013, 31(1):  34-40.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.006

摘要 ( 2387 )   PDF (5154KB) ( 1439 )  

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基于有限反馈的分布式多小区联合传输系统，提出一种自适应比特分配方案. 通过分析有限反馈造成的系统总速率损失，得到速率损失近似上界与用户分配给各信道的反馈比特数的闭式函数关系. 根据该闭式表达提出了一种自适应反馈比特分配方案，该方案基于不同信道的反馈比特数对速率的影响，在用户各信道之间自适应分配反馈比特数，显著减小了有限反馈带来的速率损失，提高了系统速率. 算法复杂度分析表明，该方案无需增加额外的周期性反馈信息，也无需巨大的计算量，易于在实际系统中实现. 仿真结果验证了该方案的性能.

IEEE 802.11 DCF协议性能分析模型

钟萍， 施海彬， 庄玉祥， 石江宏， 陈辉煌

2013, 31(1):  41-47.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.007

摘要 ( 2009 )   PDF (4412KB) ( 2291 )  

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提出了一种改进的二维Markov链模型用于分析IEEE 802.11 DCF协议. 该模型不仅考虑实际应用中饱和业务量和非饱和业务量的情况，而且考虑DCF协议的退避计时器的冻结状态和有限的重传次数. 通过对该Markov链模型稳定状态的求解并结合M/M/1/K排队模型，导出了DCF系统性能的理论模型. 仿真结果表明，该理论模型能够精确地预测广义IEEE 802.11 DCF协议的系统性能.

基于SVM判决的RS编码EBPSK调制解调器

靳一， 吴乐南， 应鹏魁， 余静

2013, 31(1):  48-52.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.008

摘要 ( 2129 )   PDF (8129KB) ( 1600 )  

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冲击滤波器能将扩展的二元相移键控（extended binary phase shift keying, EBPSK）调制信号的相位跳变转化为幅度冲击，从而突出了“0”和“1”码元的波形差异. 为了充分利用该特性，文中设计了基于支持向量机（support vector machine, SVM）判决的RS编码EBPSK调制解调器. 简述了EBPSK调制解调原理，并
利用SVM的分类能力给出了EBPSK检测模型. 对二元相移键控BPSK和EBPSK的性能进行对比，设计了基于SVM的RS编码EBPSK调制解调器. 仿真结果表明：1) 以比特每秒/赫兹/信噪比为综合指标，EBPSK系统性能优于BPSK；2) 在AWGN信道下，当误码率为10−4时与自适应门限判决的RS编码EBPSK调制解调器相比，基于SVM的调制解调器可获得约1 dB的编码增益.

信号与信息处理

双基地MIMO雷达多目标定位

程院兵， 顾红， 苏卫民

2013, 31(1):  53-58.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.009

摘要 ( 1801 )   PDF (6318KB) ( 1360 )  

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针对双基地多输入多输出雷达目标定位问题，提出一种基于联合矩阵上三角化的收发角度估计算法. 将收发角度估计问题转化为联合矩阵上三角问题，采用扩展QZ迭代算法对其求解，估计收发阵列流型矩阵，最后利用谱分析算法恢复收发角. 该算法充分利用匹配滤波输出的所有信息，无需二维谱峰搜索，每次迭代均可得到精确的闭式解. 与现有算法相比，该方法的角度估计精度更高，且收发角可自动配对. 仿真结果表明所提算法的有效性.

相关Nakagami衰落等增益分集性能分析

朱秋明， 徐大专， 吕卫华， 陈小敏， 孟田珍， 任佳敏

2013, 31(1):  59-64.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.010

摘要 ( 1662 )   PDF (6445KB) ( 947 )  

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针对相关Nakagami衰落等增益合并(equal gain combining, EGC)分集系统性能不存在精确解析式的问题，提出一种基于矩匹配的高效近似分析方法. 该方法将各支路信号等增益叠加后的复杂衰落近似等价为 −μ分布，利用 − μ变量的统计特性获得分集系统的信噪比分布、中断概率和平均误符号率等性能表达式. 仿真结果
表明，该方法实现简单，计算结果与理论值非常接近，可应用于多种信道衰落下EGC分集系统的参数设计和性能评估.

利用延时相关预处理的信源数估计

司伟建1， 林晴晴1， 彭杰2

2013, 31(1):  65-71.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.011

摘要 ( 1571 )   PDF (2990KB) ( 1092 )  

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为了解决信息论准则估计信源数在有色噪声背景下失效以及盖氏圆方法在低信噪比下性能下降的问题，提出了利用延时相关预处理的信源数估计方法. 首先构造接收数据之间的延时相关矩阵，抑制噪声影响. 再将特征向量按划分规则分组，得到两类不同的特征空间，其中一类只含噪声特征矢量，另一类同时含有噪声和信号的特征矢量. 最后将延时相关矩阵投影到特征空间，通过对投影数据进行处理实现信源数估计. 仿真实验和实测结果表明了该算法的正确性和有效性.

具有距离保持特性的高光谱彩色可视化模型

王立国，刘丹凤，赵亮

2013, 31(1):  72-78.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.012

摘要 ( 1633 )   PDF (17687KB) ( 935 )  

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提出一种将高维的高光谱图像非线性优化到三维彩色空间的可视化方法. 以距离保持特性作为主要设计标准，同时保证生成的图像具有尽可能大的类间可分性，使生成图像的各像元间的距离差与高光谱数据各光谱间距离差高度相关. 该方法由以下四部分组成：1)将高光谱图像中各端元光谱降维到二维空间作为色品坐标；2)由第3维亮度值的优化使相关性达到最优，进而确定各端元的颜色标签；3)根据像素所含各类别的丰度值进行颜色的线性混合；4)利用局部优化方法对彩色图像进行优化校正，最终实现整幅图像的彩色可视化. 实验表明，该方法合理可行，生成的图像具有较好的视觉效果，并能获得较好的距离保持特性及可分性，适用于高光谱数据的可视化显示.

GIS数据约束的海岸带SAR图像多尺度分割

朱俊杰1,2， 杜小平1,2， 范湘涛1,2， 郭华东1,2

2013, 31(1):  79-83.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.013

摘要 ( 2663 )   PDF (10346KB) ( 9842 )  

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针对海岸带区域地理信息系统(geographic information system, GIS)矢量数据和合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像所表达信息的不同，探讨多尺度GIS矢量数据约束下的高分辨率SAR图像多尺度割. 在县级GIS矢量数据约束下，利用分形网络演化分割方法对高分辨率SAR图像进行分割，得到第1层分割结果. 然后在省级GIS矢量数据约束下，对第1层分割结果进行聚合，得到第2层分割结果. 该方法既能实现GIS矢量数据约束下的高分辨率SAR图像多尺度分割，获得满足GIS矢量数据约束和根据后向散射特征聚合的多尺度分割结果，又能消除瞬时SAR图像海岸线不确定的不足. 利用一幅天津地区的SAR图像进行实验，证实了该方法是一种有意义的图像多尺度分割方法，且得到的分割结果可用于有特定需求的图像分析和统计.

一种基于2DPCA训练的形状先验提取方法

陈波， 蔡锦霖， 陈文胜， 刘振河， 李妍

2013, 31(1):  84-90.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.014

摘要 ( 1655 )   PDF (12644KB) ( 1231 )  

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面向噪声图像分割问题提出了一种基于二维主成分分析(two-dimensional principal component analysis,2DPCA)训练的形状先验提取方法. 首先对无噪声形状进行训练，得到一组标准正交投影方向并张成2DPCA空间. 将噪声图像投影到该空间，并在张成的空间中应用最小二乘法找到跟该投影点距离最近的点. 该点的原象未必是原来的训练形状，而可能是它们的线性组合. 最后在原来的空间中找到该原象，重构出先验形状.实验结果表明利用所得形状先验对含噪声以及含遮挡和缺失内容的图像分割具有明显效果.

一种鲁棒的圆形标记点中心提取方法

聂建辉， 马孜， 胡英

2013, 31(1):  91-96.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.015

摘要 ( 1726 )   PDF (9909KB) ( 1671 )  

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圆形标记点中心识别是视觉测量的关键技术之一. 为满足工业现场精确标定和测量的需求，提出了一种鲁棒的标记点中心提取算法. 首先对图像进行预处理和Canny边缘提取；然后用增强的Snake方法对边缘进行全局最优搜索，并以具备积分性质的Zernike算子对图像边缘进行亚像素定位；最后采用鲁棒的椭圆拟合算法迭代定位椭圆中心. 仿真和实测表明，该算法在标记点破损或被污染情况下仍能给出精确的中心定位. 理想情况下定位误差小于0.02像素，在标记点破损或被污染情况下定位误差小于0.03像素.

基于图像内容和特征融合的隐写盲检测

李侃1,2， 平西建1

2013, 31(1):  97-103.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.016

摘要 ( 1630 )   PDF (7540KB) ( 1459 )  

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随着特征选择和分类技术研究的不断深入，盲检测的精度越来越高，但现有方法大多不考虑图像自身的内容特性对检测的影响. 该文提出一种基于图像内容和特征融合的盲检测方法，根据图像复杂度将待检测图像划分为不同的子图像库，以巴氏距离度量各局部特征的分类能力并确定权值，在特征融合基础上对各子库提取不同特征，用支持向量机进行分类. 在混合图像库上进行的实验表明，该方法具有更好的检测性能，并降低了运算复杂度.

多模块稀疏投影在密集场景目标跟踪中的应用

邵洁1， 董楠2

2013, 31(1):  104-110.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.01.017

摘要 ( 1869 )   PDF (31666KB) ( 975 )  

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提出了一种包含随机运动的复杂密集场景下的目标跟踪方法. 在跟踪算法中，将稀疏模型与多模块彩色特征相结合，并通过将其转化为l1正则化最小二乘问题实现对特征的稀疏投影. 跟踪过程中利用粒子滤波得到预测跟踪点，并将对应于最小投影差的预测点模块作为最优跟踪. 为适应特征变化，在跟踪完成后根据新的跟踪结果自动更新目标模板. 大量包含遮挡和光照变化的不同类型密集场景测试验证了该方法的有效性，与其他算法的比较说明了其优良性能.