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    2018年 第45卷 第2期 刊出日期:2018-04-20
      
    研究论文
    联合频相估计中的对称化解耦合技术
    孙锦华;王昊;余忠洋
    2018, 45(2):  1-6.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.001
    摘要 ( 324 )   PDF (601KB) ( 439 )   收藏
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    在突发通信系统中,针对联合频相估计中剩余频偏严重影响相偏估计的缺陷,提出了一种对称化解耦合技术.首先,分析了对称化的采样时刻集可以使联合频相估计解耦合的特点,并由此提出了对称化解耦合技术; 然后,在数据辅助和非数据辅助两种同步模式下,将该技术运用在联合频相估计中,并给出了相应的理论分析; 最后,提出了串行/并行联合频相估计器的概念.理论分析和仿真结果表明,经过对称化解耦合操作可以降低相偏估计的均方误差,同时也具有更强的对抗剩余频偏的能力,可容忍的剩余频偏范围至少扩大为原来的三倍.另外,该技术对具体的联合频相估计算法没有要求,具有一定的普适性.

    改进的TMBOC调制信号闸波相关鉴相方法
    李文刚;王屹伟;黄辰
    2018, 45(2):  7-12.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.002
    摘要 ( 292 )   PDF (675KB) ( 126 )   收藏
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    为了实现卫星导航系统中时分二进制偏移载波调制信号的无模糊抗多径跟踪问题,提出一种基于闸波相关的改进鉴相方法.首先,将时分二进制偏移载波调制信号与偏移0.5个码片的W2形闸波和偏移0.5个码片的伪随机码分别进行相关;然后,将相关结果相乘,即可获得无模糊且对称性良好的码鉴相曲线.对所提方法得到的码鉴相曲线的性质进行了分析和实验仿真,结果证明: 这种方法实现简单,且得到的鉴相曲线基本具有较好的中心对称性,具有较强的抗多径能力,能够实现无模糊跟踪.所提方法相对于已有的闸波相关方法更加适合于时分二进制偏移载波调制信号的鉴相.

    采用压缩感知的贝叶斯信道估计算法
    吕治国;李颖
    2018, 45(2):  13-18+25.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.003
    摘要 ( 441 )   PDF (582KB) ( 209 )   收藏
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    高阶多输入多输出系统能有效提高能量效率和传输可靠性,但由于天线数量巨大,信道参数估计任务艰巨.虽然支持不可知的贝叶斯匹配追踪算法估计准确,但复杂度过高.为了解决这个问题,提出了一种期望修剪匹配追踪算法.在信道每一个稀疏度下,把与当前残差信号内积较大原子(测量矩阵列矢量)的所在位置添加到支撑集中,组成扩大支撑集;然后对扩大支撑集进行筛选,剔除可能选错的位置,并确定最佳支撑集;计算各个稀疏度最佳支撑集对应信道的估计值和相对发生概率,由此计算信道的数学期望,并作为最终的信道估计值.仿真结果表明,文中算法与支持不可知的贝叶斯匹配追踪算法相比,具有更低复杂度的期望修剪匹配追踪算法能保证信道估计精度和系统误比特率性能.

    SAR图像NSCT域显著图去噪变化检测
    慕彩红;吴生财;刘逸;彭鹏;刘若辰
    2018, 45(2):  19-25.  doi:合成孔径雷达图像|变化检测|非下采样轮廓变换|显著图|k均值方法
    摘要 ( 172 )   PDF (2122KB) ( 140 )   收藏
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    针对传统合成孔径雷达图像变化检测方法检测精度低的问题,提出了一种在非下采样轮廓变换域结合显著图信息构造融合差异图的变化检测方法.首先用两幅输入图像分别构造均值比图、对数比图和邻域对数比图等3种差异图,并用对数比图获取显著图信息.然后对均值比图和邻域对数比图进行3级非下采样轮廓变换域分解,低频融合时对邻域对数比图的低频子带用显著图进行范围限定,以突出融合差异图的变化区域,高频融合时对两幅差异图的方向子带进行选择性的显著图限定去噪,再用局部能量最小原则进行融合,以抑制融合差异图的背景区域.最后经非下采样轮廓反变换得到融合差异图,对其进行k均值聚类,输出检测结果图.实验数据表明,文中方法能较好地保留边缘和细节信息,因而具备更高的图像变化检测精度.

    多站雷达功率分配自修正凸松弛算法
    冯涵哲;严俊坤;刘宏伟
    2018, 45(2):  26-30+140.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.005
    摘要 ( 348 )   PDF (797KB) ( 153 )   收藏
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    为了在发射功率有限的情况下提高雷达性能,提出了一种用于多站分布式雷达对目标定位时采用的功率分配算法.首先给出了多站雷达对目标定位时误差的克拉美罗下界,并将其作为代价函数进行功率优化分配;其次,将目前流行的凸松弛算法加以改进,通过对凸松弛参数的自修正减少凸松弛算法引入的额外误差,并逼近最优结果,充分利用了有限的多站雷达系统发射资源;最后,仿真结果验证了所提算法的有效性.

    地形高程自适应的星载InSAR图像配准方法
    张金强;索志勇;李真芳;保铮
    2018, 45(2):  31-36.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.006
    摘要 ( 306 )   PDF (2382KB) ( 158 )   收藏
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    星载干涉合成孔径雷达在基线较长或观测场景内地形复杂度较高时,地形高程对主辅图像间配准偏移量的影响不可忽略,利用二维二元低阶多项式模型拟合配准偏移量的精度较低,当利用控制点处配准偏移量估计多项式系数时,控制点数量和位置分布对估计精度的影响较大.针对上述问题,提出了地形高程自适应的降维图像配准方法.为了追踪主辅图像间配准偏移量随地形高程的变化,提高配准偏移量的拟合精度,提出了包含地形高程项的二维三元一阶多项式模型.利用主辅图像的成像参数和轨道数据计算多项式一次项系数,将需要利用控制点处配准偏移量估计的系数减少为两个常数项系数,提高了估计的稳健性.实测数据处理结果验证了该方法的精确性和稳健性.

    双漏缆电磁耦合传感器设计
    官乔;路宏敏;谭康伯;蓝燕锐;孙栋
    2018, 45(2):  37-42.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.007
    摘要 ( 378 )   PDF (976KB) ( 152 )   收藏
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    传统安防警戒领域中使用的传感器常常受到天气、光线、地形等环境因素制约,为了解决这一问题,迫切需要一种新的周界入侵探测系统传感器.基于双根漏泄同轴电缆构建电磁耦合传感器,以阵列天线理论分析其工作原理,并运用电磁仿真软件HFSS分析其端口传输特性,提出了一种新型电磁传感器设计方法.依据国家标准选取工作频率为40MHz的HLRHTCYZ-50-42L型单根漏泄同轴电缆,构建漏泄同轴电缆仿真模型进行电气性能仿真分析和优化,获得了八字槽缝隙的长度和倾角制约耦合损耗和传输损耗的变化规律;进行了单根漏泄同轴电缆电气性能实测,水平和垂直取向方式的耦合损耗(95%)实测值分别为62.6dB和64.3dB.实测结果与仿真结果吻合良好.

    进化谱分算法检测动态网络社团结构
    付立冬;马小科;聂靖靖
    2018, 45(2):  43-47+53.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.008
    摘要 ( 294 )   PDF (504KB) ( 126 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    为有效地检测动态复杂网络中的社团结构,在进化时间平滑框架下对模块函数及模块密度函数进行了优化.通过两种函数的优化进程,论证了模块函数及模块密度函数可在进化框架下作为进化谱分聚类方法检测动态网络中社团结构的理论基础,在此理论基础上提出了检测动态网络社团结构的进化谱分算法.在计算机合成的动态网络及真实世界动态网络中,检验了该算法的合理性及准确性并与其他方法进行了比较.实验结果显示,这种新的算法仍有很高的准确性.

    绳索-金属丝网组合结构力热匹配设计
    李团结;杨丽;李洋;马小飞
    2018, 45(2):  48-53.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.009
    摘要 ( 291 )   PDF (1541KB) ( 139 )   收藏
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    网状可展开天线反射面是由柔性绳索与金属丝网缝制而成的.由于不同材料力热差异引起金属丝网与纤维绳索变形不协调,影响了绳索金属丝网组合结构的预应力分布与形面精度,降低了反射面的电性能.为此,有必要研究绳索金属丝网组合结构的力热匹配设计问题.文中采用只承受张力的两节点杆模拟绳索,利用膜模拟金属丝网结构,建立了绳索金属丝网组合结构力学模型,分析了绳索金属丝网组合结构热变形影响规律,对绳索截面参数进行了匹配设计.以环形桁架网状可展开天线为例,仿真结果表明,采用文中的力热匹配设计方法,在温变环境下反射面的热稳定性得到很大的改善,形面精度提高了92%.

    空间薄膜天线索膜结构建模与形状优化
    曹鹏;保宏;杜敬利;彭福军
    2018, 45(2):  54-58+65.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.010
    摘要 ( 307 )   PDF (1974KB) ( 139 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对空间平面薄膜天线,提出一种索膜边界建模及形状优化方法.首先,基于索膜结构在受张力作用时边界处悬索与薄膜存在滑动的特点,提出一种非线性有限元建模方法;其次,将索膜边界视为B样条曲线,并以曲线控制点位移作为设计变量,通过优化结构实际应力与工程参考应力间的偏差,实现了对薄膜在任意初始边界下的形状优化; 最后,通过数值算例与实验验证说明了方法的有效性.

    网状可展开天线经编金属丝网的力学性能分析
    朱日升;张逸群;杨东武;杨癸庚
    2018, 45(2):  59-65.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.011
    摘要 ( 320 )   PDF (2712KB) ( 161 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    经编金属丝网是研制金属网状可展开天线的关键材料,其力学性能直接影响天线的力学和电性能,为了研究经编金属丝网的力学特性,基于线圈的几何模型,建立了网眼式经编金属丝网的三维几何模型,并采用有限元法实现了含接触问题的金属丝网静力学分析.首先,根据线圈的三维几何经验模型定义线圈形状的型值点,利用非均匀有理B样条曲线拟合得到线圈的几何模型和丝网的最小重复结构,从而得到丝网的几何模型; 其次,基于增广拉格朗日乘子法,将黏结接触状态的约束方程引入丝网的势能泛函中,建立了考虑接触问题的增量有限元求解方程,进而实现了丝网的力学性能分析;最后,通过对比丝网双向拉伸仿真与实验的数据,证明了该力学分析方法的有效性.

    面向瞬态成像仿真的遮挡目标逆向重构方法
    李海瑞;吴鑫;张建奇
    2018, 45(2):  66-70.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.012
    摘要 ( 319 )   PDF (1324KB) ( 85 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    由于瞬态成像硬件系统存在结构复杂、价格昂贵以及性能评估困难等问题,提出了一种新的逆向重构算法,并利用软件仿真的方法建立了瞬态成像链路.该方法首先根据仿真场景简化像素累积函数,并引入检测概率的方法获得三维空间中目标体素的采样; 然后利用射线追踪的方法计算目标的全局检测概率,通过阈值分割得到目标的三维点云信息;最后融合点云进行三维场景渲染.实验结果表明,这种方法能够仿真遮挡目标三维场景的瞬态成像过程,并且逆向重构算法增强了遮挡目标重构的效果.

    全光网中定位故障链路的探测选择算法
    齐小刚;王晓琳;刘立芳
    2018, 45(2):  71-76+115.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.013
    摘要 ( 282 )   PDF (580KB) ( 84 )   收藏
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    文中研究了全光网中定位故障链路的探测选择算法.目前存在的随机游走算法可以惟一定位出每条故障链路,但在大型网络中定位故障链路时会消耗过多的探测以及平均波长数.首先建立关于故障检测需要的监测路径集合,其次在建立好的监测路径上同时发送探测信号,最后在有故障的路径上执行故障定位;证明了最小监测路径集合问题是非确定多项式完全问题,并提出启发式的监测路径选择算法来找最小监测路径集合; 同时证明了用一个监测站来定位k条故障链路的充分必要条件是,网络为k+1边连通的.对比随机游走算法,探测选择算法在定位故障链路的过程中明显地减少了定位故障链路所需的探测数和每条链路上消耗的平均波长数.

    认知无线ad hoc网的多尺度跨层路由协议
    曹静;武君胜;杨文超;王硕晨
    2018, 45(2):  77-83.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.014
    摘要 ( 355 )   PDF (734KB) ( 129 )   收藏
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    近年来,随着可用频谱资源的日益稀缺和无线业务量的剧增,认知无线自组网相关的研究得到广泛的关注,其中路由问题是应用中需要解决的重要问题之一.由于频谱机会具有动态性,认知无线网的路由问题要将功率控制、路径选择和信道分配联合起来,实现跨层优化设计.文中提出一种多尺度认知路由协议,根据用户的业务类型和服务质量需求进行尺度选择,并结合频谱机会为认知用户提供适用的解决方案.通过网络拓扑模型指出多径路由问题,并分别结合物理层、介质访问控制层和网络层的分析提出了多尺度优化模型.实验表明,该路由方法在端到端时延、吞吐量和数据投递率等参数上,都能够一定程度地改进服务质量.

    认知无线电中考虑机会容量的多业务资源分配
    黄杰;曾孝平;简鑫;杜得荣;朱斌;田蜜
    2018, 45(2):  84-89+96.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.015
    摘要 ( 253 )   PDF (736KB) ( 79 )   收藏
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    动态网络场景的频谱资源存在时变性,而传统基于静态特性的子载波组分配方式无法保障用户的业务需求.针对此问题,将子载波组的时变可用频谱资源建模成以子载波组中可用子载波数为状态的连续时间半马尔可夫模型,推导出子载波组机会容量的通用表示形式,并基于该模型结合不同用户的多业务需求以最大化系统机会容量为准则,提出了一种基于子载波组机会容量的多业务资源分配算法.仿真结果表明,所提算法在频谱环境变化场景下能有效保障用户多业务的需求.

    802.11n/ac/ad中的两级聚合重传算法设计
    钱煦;吴斌;叶甜春
    2018, 45(2):  90-96.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.016
    摘要 ( 265 )   PDF (1321KB) ( 132 )   收藏
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    IEEE802.11n/ac/ad协议提出了多种聚合算法,通过多包数据帧的聚合来减少媒介访问控制子层及物理层的固定开销,提升信道利用率.然而在信道质量较差时,重传的聚合包数将剧烈浮动,导致系统吞吐率下降.文中针对误码率较高的无线场景提出了一种高效率的两级聚合重传算法.与传统聚合算法相比,首先通过媒介访问控制子层聚合滑动窗口的引入,增加了重传时聚合包的长度; 其次通过对吞吐率的理论分析,根据信道误码率、当前算法聚合最大包数和当前子帧长度,动态计算得出重传效率最高时使用的第1级聚合长度和第2级聚合包数.网络仿真器的仿真验证,表明该算法在不同的子帧长度以及聚合包数条件下均能提升系统吞吐率,并且能够提升在信道误码率较高时的吞吐率稳定性.

    螺旋式激发的荧光分子断层成像
    侯榆青;魏红娜;易黄建;张旭;贺小伟
    2018, 45(2):  97-102.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.017
    摘要 ( 320 )   PDF (1932KB) ( 160 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    由于在实际中荧光探针的位置是未知的,因此获得的数据会不准确.为了克服这个缺点,提出一种基于螺旋式激发的荧光分子断层成像方式,它能在未知荧光目标具体位置的情况下,保证荧光目标受激发完全,从而确保了测量数据的准确性.通过设计非匀质仿体实验,验证了螺旋式激发方法在荧光分子断层成像中的可行性和有效性.

    联合功率分配的全双工MIMO中继最小速率优化
    孙彦景;刘雯;曹起;王晓琳;周舒;李松
    2018, 45(2):  103-109.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.018
    摘要 ( 288 )   PDF (592KB) ( 162 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对全双工多天线中继系统的端到端速率受到信道估计误差和发射机/接收机有限动态范围影响的问题,将中继端到端速率问题转换为加权总速率最优问题,提出一种联合功率分配算法.该算法通过联合优化源节点和中继节点的预编码矩阵,使系统能够根据信道状态信息联合分配源节点和中继节点的功率.仿真结果表明,联合功率分配算法相较于传统的单节点功率约束算法能够提升系统最小速率,抑制自干扰的影响.

    一种新型低存储二维离散小波变换架构
    高家明;梁煜;张为;刘艳艳
    2018, 45(2):  110-115.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.019
    摘要 ( 303 )   PDF (736KB) ( 79 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    由于现有二维离散小波变换硬件结构通常存在输入图像存储空间较大和硬件资源消耗较高的问题,制约了系统的硬件效率提升.为此,调整了输入数据的时序,设计了一种基于提升算法的新型二维离散小波变换架构.采用了横向并行、数据错位的三输入扫描方法,降低了处理模块的硬件资源消耗,同时消除了片外存储的需求.对于一幅长宽为N×N的输入图像,系统的总存储需求缩减为9N字节.经过硬件分析,对比其他现有结构,本架构的硬件效率提升了8%以上.

    一种新型小型化十一频段手机天线设计
    杨明;孙玉发
    2018, 45(2):  116-121.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.020
    摘要 ( 376 )   PDF (2669KB) ( 150 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    现有手机天线结构复杂、剖面高和尺寸大,为了缩小手机天线的尺寸,研究了小型化低剖面双层微带天线频带展宽的方法,提出了一款紧凑耦合的小型化十一频段手机天线,尺寸仅为37.0mm×7.2mm.该天线通过馈电单极子和地枝节耦合技术,激发多个谐振模,拓宽高频带宽,再利用加载电感方法,使低频谐振点偏移,拓宽低频带宽.实测结果表明,该方法可以有效展宽天线频带,能够覆盖长期演进、无线广域网8个频段,并且满足全球定位系统、无线保真以及蓝牙频段内S<sub>11</sub>小于-10dB的要求,与传统微带天线相比,该天线具有尺寸更小、结构简单、频带宽等优点,具有良好的辐射增益和辐射效率.

    策略半隐藏且支持更新的多机构属性加密方案
    闫玺玺;刘媛;李子臣;汤永利
    2018, 45(2):  122-128+147.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.021
    摘要 ( 417 )   PDF (727KB) ( 108 )   收藏
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    针对云环境中采用属性基加密机制所引起的隐私泄露和策略更新开销大的问题,提出支持访问策略半隐藏和动态更新的多机构属性基加密方案.该方案采用策略半隐藏方式,将属性分为属性名和属性值两部分,通过对用户的属性值进行隐藏,保护用户的所有属性隐私,避免用户的具体属性值泄露给第三方.另外,方案采用线性秘密共享技术,引入动态策略更新算法,支持与、或、非等任何类型的策略更新,减少传统策略更新中的计算和通信开销.经安全性分析证明,该方案在标准模型下满足选择明文攻击安全.通过与其他方案对比,用户密钥大小、密文大小和解密代价均有所优化,更加适用于云环境中需保护用户隐私及支持策略更新的情况.

    利用GEK代理模型的天线快速多目标优化设计
    王丹青;李萍
    2018, 45(2):  129-134+165.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.022
    摘要 ( 268 )   PDF (826KB) ( 107 )   收藏
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    传统方法进行天线优化设计主要利用经典优化算法调用电磁仿真软件,在求解复杂天线的多目标优化问题时效率不理想.针对该问题,在多梯度下降算法中引入遗传算子,提出了一种高效的全局多目标优化算法——混合遗传算子多梯度下降算法.该算法调用梯度增强型克里金模型进行天线优化.梯度增强型克里金模型建模所需的样本规模小、时间短,并且避免了电磁仿真软件的反复计算.利用该算法优化加载各向异性Ⅰ型周期结构覆层的警用超短波宽带单极子天线和某型直升机机载专用通信系统天线及其抗干扰阵列,在达到相同优化效果时,所需的模型仿真次数为利用改进的非支配排序遗传算法调用电磁仿真软件进行优化的10.30%和18.96%,验证了该优化算法的高效性.

    结合零空间交与多播的K用户BC网络分析
    王越;刘锋;曾连荪
    2018, 45(2):  135-140.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.023
    摘要 ( 282 )   PDF (527KB) ( 77 )   收藏
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    由于在多输入多输出网络中自由度受到干扰的影响,故提出一种多用户广播信道多播网络模型以及结合零空间交的迫零干扰消息的新方法.该模型采用“循环模式”为接收端分配期望消息,以构成多播网络;该迫零方法首先根据接收端的干扰消息获取对应的零空间,再取多个零空间的交空间,最后将多个干扰消息同时置于对应的交空间中,即可实现在每个接收端同时迫零多个干扰消息.对于同一个接收端只有一个干扰消息的情况,该迫零方案同样适用.对于该多用户系统,得到了最优天线配置方案及系统自由度的一般化结果.采用Matlab对该系统进行了仿真分析,系统自由度的理论值与仿真结果是一致的.

    万有引力优化的粒子滤波算法
    刘润邦;朱志宇
    2018, 45(2):  141-147.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.024
    摘要 ( 304 )   PDF (1482KB) ( 93 )   收藏
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    针对经典粒子滤波中存在的粒子易退化、易丧失多样性以及滤波精度严重依赖于粒子数量的问题,提出一种万有引力优化的粒子滤波算法.通过万有引力算法优化粒子滤波中的粒子集来提高滤波精度.首先将每个粒子看做质量大小正比于粒子权值的点,粒子间的引力吸引着粒子向高似然区域移动,从而优化粒子集.然后利用精英粒子策略加快万有引力优化算法中粒子收敛速度,并避免粒子陷入局部最优; 引入感知模型防止过度收敛导致的粒子拥挤或重叠.仿真实验表明,该算法在粒子数较少的情况下与经典粒子滤波算法和粒子群优化粒子滤波算法相比,保持了更好的粒子滤波精度和速度.

    一种新的步进频MIMO-SAR带宽合成的处理方法
    景国彬;孙光才;邢孟道1郭睿;保铮
    2018, 45(2):  148-153+159.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.025
    摘要 ( 559 )   PDF (1780KB) ( 181 )   收藏
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    针对步进频多发多收合成孔径雷达通道间存在相位误差影响距离带宽合成的问题,提出了一种基于回波数据的通道误差估计的两步处理方法.首先,提出一种距离向相位调整的对比度增强算法来估计子带内高阶相位误差,通过补偿得到聚焦的子带信号; 接着,对子带信号进行上采样和频谱移动,建立了一种旁瓣平衡模型,并推导得到旁瓣偏离率和常数相位误差的关系表达式,将实测数据的旁瓣偏离率代入便可计算得到通道间的常数相位误差.通过以上两步估计补偿后,在频率域完成步进频信号带宽合成,实现分辨率的提升.对实测数据进行处理,得到0.06m的距离分辨率,并对补偿前后合成孔径雷达成像结果进行对比分析,验证了该方法的正确性和高效性.

    机械故障诊断的稀疏特征提取方法
    贺王鹏;孙伟;苏博;闫允一;郭宝龙
    2018, 45(2):  154-159.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.026
    摘要 ( 372 )   PDF (707KB) ( 161 )   收藏
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    针对旋转机械的周期性稀疏故障特征提取问题,提出了一种周期重叠簇稀疏信号优化特征提取算法.该算法根据机械故障诊断周期性特征提取问题构造了有效的稀疏优化目标函数,该目标函数中的正则项(惩罚函数)选用非凸惩罚函数来增强周期性特征的稀疏性,并且证明了非凸可控化参数在一定约束条件下可以保证目标函数整体为凸.基于优控极小化方法求解所构造的优化问题,推导出高效的快速迭代收敛数值算法,该求解算法最终收敛于优化问题的全局最优解.将所研究的周期重叠簇稀疏信号优化特征提取算法应用于仿真信号,定量分析了其相对于对比算法的优越性.最后,将所研究的周期重叠簇稀疏信号优化特征提取算法应用于轴承故障特征提取中,结果表明,该算法其可以有效地提取稀疏微弱故障特征.

    采用压缩感知的阵列失效单元诊断方法
    李玮;邓维波;杨强;索莹;MIGLIORE Marco Donald
    2018, 45(2):  160-165.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.027
    摘要 ( 342 )   PDF (1043KB) ( 108 )   收藏
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    针对现有阵列单元故障诊断方法随阵元数目增多而存在的采样数量大、诊断时间长、计算复杂度高等缺陷,提出了一种采用压缩感知理论的故障诊断方法.该方法基于故障单元数目固有的稀疏性,利用完好阵列和实际阵列激励的差值构造稀疏信号.根据目标方位信息设计测量矩阵的网格划分准则,并通过测量矩阵以随机欠采样方式获取少量测量数据.结合平行坐标下降算法对该稀疏信号进行精确重构,从而实现故障单元的准确诊断.理论分析和仿真实验表明,文中提出的方法不仅明显减少了采样数量,有效缩短了诊断时间,大幅降低了计算复杂度,而且进一步提高了故障信息的重构精度.

    两通道正交图滤波器组设计新算法
    蒋俊正;曹想;欧阳缮
    2018, 45(2):  166-170.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.028
    摘要 ( 266 )   PDF (659KB) ( 74 )   收藏
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    针对两通道正交图滤波器组频率特性差的问题,提出了一种基于二阶泰勒近似的迭代算法.首先,该算法将两通道正交图滤波器组的设计问题归结为一个带约束优化问题.将图滤波器组的重构误差作为目标函数, 滤波器的阻带衰减作为约束函数;然后,通过泰勒近似将高度非线性非凸的目标函数转化为关于增量的凸的二次函数,将非凸优化问题近似为凸的优化问题;最后,采用迭代方法求解该优化问题.仿真结果表明,与伯恩斯坦多项式逼近的算法相比,新算法设计的两通道正交图滤波器组重构误差减小了约1个数量级,信噪比提高了约8dB.

    一种简单有效的TDOA-FDOA-AOA目标定位闭式解
    邓兵;孙正波;杨乐
    2018, 45(2):  171-175+180.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.029
    摘要 ( 385 )   PDF (486KB) ( 177 )   收藏
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    针对TDOA-FDOA-AOA联合定位中目标状态求解这一难题,提出了一种简单有效的闭式求解算法.首先根据几何关系,通过测量值变换,将与目标位置、速度高度非线性的时差、频差、角度测量方程转换为关于目标状态的线性函数,再利用加权最小二乘估计求得目标状态估计.性能分析及仿真结果证明了所提算法具有较好的定位性能.

    MIMO异构网络下行链路干扰对齐
    李川
    2018, 45(2):  176-180.  doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2018.02.030
    摘要 ( 292 )   PDF (456KB) ( 121 )   收藏
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    针对由多输入多输出异构网络的下行链路存在的干扰,提出了一种基于零空间的干扰对齐方案.该方案通过联合设计微基站的发射波束成形矩阵和宏用户的接收波束成形矩阵,从而消除微基站到宏用户的干扰.该方案支持任意多个宏用户,同时提供闭式解.另外,该方案适用传统干扰对齐方案的不可行区域.最后,仿真结果展示了基于零空间的干扰对齐方案所能达到的自由度.