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一种具有概率预测机制的无线传感器网络安全路由协议

唐迪;杨小牛;李建东

2011, 38(6): 1-7. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.001

摘要 ( 1873 )

PDF (629KB) ( 1168 )

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针对传统入侵检测机制不能及时发现捕获节点的问题，提出一种基于捕获概率预测的安全路由协议．该协议将网络划分为多个虚拟网格，同时利用地理位置信息和入侵检测信息建立网格被捕获概率的预测模型，并计算网格和节点的被捕获概率，从而在分组路由过程中绕过未被发现的被捕获节点．理论分析和仿真结果表明，该协议能够有效避免选择被捕获的网格作为中继网格，减少网络中被捕获信息的数量,提高数据成功传输率．

网格型胖树: 一种片上光网络新结构

王世庆;顾华玺;朱樟明

2011, 38(6): 8-14+29. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.002

摘要 ( 1150 )

PDF (904KB) ( 1152 )

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基于硅光技术的光片上网络具有高带宽、低能耗等优点，已成为突破片上电互连网络瓶颈的有效解决方案．基于传统Mesh和Fat Tree的优势，提出了一种新的片上光互连系统结构，设计了该结构的拓扑布局、扩展方式以及路由算法等．从时延、吞吐以及能耗等方面与现有的著名网络拓扑BFT，FT和Mesh进行比较，仿真结果表明，新结构在时延吞吐性能以及成本开销等方面具有优势．

采用多级最小模方法的空时抗干扰GPS接收机

黄庆东;张林让;王纯;张波

2011, 38(6): 15-21+88. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.003

摘要 ( 1507 )

PDF (1129KB) ( 1002 )

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针对抑制全球定位系统信号中期望信号方向的冲激毛刺干扰问题，提出多级最小模级联相消方法．该方法用具有最小模的样本商作为复权，替代多级维纳滤波器的权值计算，并将其用于全球定位系统信号空时抗干扰处理中．此方法能很好地抑制期望信号方向的冲激毛刺干扰，消除对自适应权值计算的影响，且复杂度低，收敛性能好．计算机仿真结果验证了算法的快收敛性能和良好的抑制期望信号方向冲激毛刺干扰的能力．

雷达高分辨距离像分帧新方法

王鹏辉;杜兰;刘宏伟;李彦兵;吴兆平

2011, 38(6): 22-29. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.004

摘要 ( 1928 )

PDF (1589KB) ( 956 )

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针对雷达高分辨距离像的姿态敏感性问题，提出了一种新的分帧方法．首先分析了距离像频谱幅度的统计特性并假设其服从联合高斯分布，之后使用概率主分量分析模型对各个子帧内频谱幅度建模并用期望最大化算法求取模型参数，最后依次合并Kullback-Leibler距离最小的相邻子帧来完成分帧．实测数据的分帧结果与识别率均表明了该分帧方法的有效性．

一种多模态医学影像鲁棒配准方法

李琦;姬红兵;同鸣

2011, 38(6): 30-36+145. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.005

摘要 ( 1293 )

PDF (4434KB) ( 1114 )

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为提高多模态医学影像配准的鲁棒性和精度，提出了一种基于主定序和混合熵的配准新方法．首先利用主成分分析方法定义了图像的主定序特征，描述图像邻域像素间的空间信息和微观结构特性;进而结合图像灰度信息构造了一种基于混合熵的配准测度，有效保证了配准测度函数的光滑性和收敛性．多组多模态医学影像测试结果表明，新方法能有效抑制噪声，具有很高的配准精度，鲁棒性强，优于现有的几种方法．

一种碳化硅外延层质量评估新技术

马格林;张玉明;张义门;马仲发

2011, 38(6): 37-43+96. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.006

摘要 ( 1193 )

PDF (1190KB) ( 940 )

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由于当前多种技术同时被用于碳化硅(SiC)外延层质量表征，造成外延层和器件研制成本高、时间长、易损伤、不能在线检测等，限制了SiC外延材料和器件的发展．用红外镜面反射谱、拉曼散射谱、X射线衍射、原子力显微镜和X射线光电子能谱等对4H-SiC外延层质量进行了测试．测试结果的分析和比较表明，红外镜面反射谱不但能提供拉曼散射谱、X射线衍射、原子力显微镜和X射线光电子能谱等测试的所有质量参数，而且其解析结果与其他几种技术的解析结果一致．因此，红外镜面反射谱可以作为一种低成本、快捷、无损、可在线的碳化硅外延层质量监测技术．

CUDA架构下高效红外图像背景预测方法

吴鑫;张建奇;刘德连;黄曦;何国经

2011, 38(6): 44-51. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.007

摘要 ( 1636 )

PDF (1021KB) ( 991 )

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红外图像背景预测方法是红外图像弱小目标探测与跟踪中的经典方法．针对背景预测算法中卷积运算耗时长的问题，提出一种基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)的高效红外图像背景预测方法．在分析背景预测算法执行流程的基础上，充分考虑CUDA架构的特点，将其在CUDA架构下进行了重新实现，利用GPU(Graphic Processing Unit)的强大并行计算能力完成红外图像背景预测的快速计算．为了进一步提升算法的运行效率，将不可分离的背景预测卷积模板分解为多个可分离模板的叠加，并给出了分解卷积模板的一般方法．将该方法应用于实际的红外图像背景预测，结果表明，该方法比传统的CPU计算在运算效率上提高了130倍以上．

宽频比双频耦合线Wilkinson功分器的设计方法

杨彦炯;李爱勤;栗曦;杨林;龚书喜

2011, 38(6): 52-54. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.008

摘要 ( 1272 )

PDF (1136KB) ( 1158 )

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为了实现Wilkinson功分器的宽频比双频工作特性，并简化功分器的总体结构，提出了采用耦合线和隔离枝节相结合的设计方法．和隔离电阻直接与端口连接的功分器形式相比，由隔离枝节构成的功分器结构减小了传输线间的寄生影响．设计并加工了工作在1.0GHz和2.5GHz频段的双频Wilkinson功分器，实验与仿真结果吻合，设计的功分器性能良好．

宽带非平稳信号的瞬时频率测量方法

王海;范文晶;郑胜峰

2011, 38(6): 55-61. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.009

摘要 ( 1374 )

PDF (1057KB) ( 1013 )

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针对宽带非平稳信号，提出一种瞬时频率测量方法．利用加限自适应滤波器将信号分解为多个渐进单频信号，根据其解析信号的相位函数求出其瞬时频率；综合所有分量的时频关系实现对宽带非平稳信号瞬时频率的准确测量．仿真实验和误差分析结果表明，该方法克服了Fourier分析、Wavelet变换和Hilbert-Huang算法求解宽带非平稳信号瞬时频率的困难，在整个分析频段都能实现较高的频率测量分辨率，对信噪比在0dB以上的信号具有优于0.2MHz的测量误差．对8μs长度信号，该方法除了有25.816μs初始运算延时外，对连续数据处理具有实时性，能够满足宽带非平稳信号频率的瞬时测量要求．

静息态下汉字视觉加工脑网络的有效连接度研究

赵继政;赵恒;李军

2011, 38(6): 62-67. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.010

摘要 ( 1515 )

PDF (1686KB) ( 1115 )

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为了分析负责汉字视觉加工的左侧枕下回、左侧梭状回中部、左侧顶上小叶和左侧额中回在静息状态时的信息交互模式，采用多变量Granger因果模型对这些脑区在静息状态的时间序列进行分析．该方法可以有效地避免因为变量具有公共输入而导致的“伪”因果关系．研究结果表明，在静息态下，左侧枕下回和左侧梭状回中部都与左侧顶上小叶存在显著的双向Granger因果连接;左侧枕下回对左侧额中回、左侧额中回对左侧梭状回中部均具有显著的Granger因果影响．上述结果反映了汉字视觉加工脑区在没有外界刺激条件下也存在着动态的信息交互，从而肯定了静息态下存在一个处于准备状态的汉字视觉加工脑网络．

基于结构张量场拟合的图像恢复方法

王旭东;冯象初;白键

2011, 38(6): 68-74. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.011

摘要 ( 1648 )

PDF (10750KB) ( 1164 )

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提出了一种新的图像恢复模型．首先对含噪图像进行各向异性扩散，求得光滑后图像的张量场，然后对求得的张量场和噪声图像进行拟合重构．从而克服了各向异性扩散和结构张量的缺点．数值实验表明，本模型在降低图像噪声的同时，能够更好地保留图像的边缘和纹理．

具有纹理特征的二维高斯粗糙面单双站极化散射

刘伟;郭立新;王安琪

2011, 38(6): 75-81+102. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.012

摘要 ( 1226 )

PDF (1856KB) ( 960 )

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提出了具有纹理特征的二维高斯粗糙面并研究了其极化散射特性．发现将高斯粗糙面在两个方向上的相关长度的比值取到足够大，能从粗糙面上直观地观察到纹理特征，并且可以利用傅里叶变换中的角度旋转得到任意的纹理走向．通过粗糙面的小面元积分，推导出椭圆极化入射时笛卡尔坐标系下的散射场，并得到了不同纹理特征高斯粗糙面的极化雷达散射截面．数值结果显示了入射角、纹理角、相关长度以及高度起伏均方根对于纹理粗糙面极化散射特性的影响．

双基地MIMO雷达收发阵列互耦条件下目标定位方法

郭艺夺;张永顺;张林让;童宁宁

2011, 38(6): 82-88. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.013

摘要 ( 1358 )

PDF (578KB) ( 928 )

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利用均匀线阵互耦矩阵的带状、对称Toeplitz特性，基于子空间原理，提出了一种双基地MIMO雷达目标定位及互耦自校正方法．将对目标二维方位角估计与互耦参数估计相“去耦”，不需要任何互耦矩阵信息，且角度估计性能与互耦已知时二维MUSIC算法相近;同时，基于信源二维方位角的精确估计，算法还可以精确地估计出互耦矩阵，从而实现双基地MIMO雷达的互耦自校正．该方法对目标二维方位角与互耦矩阵的联合估计不涉及高维的非线性优化搜索，只需一维搜索，具有较小的计算量．计算机仿真结果证明了本方法的正确性和可行性．

一种新的利用时差相关性的时差分选配对方法

任文娟;胡东辉;丁赤飚

2011, 38(6): 89-96. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.014

摘要 ( 1289 )

PDF (573KB) ( 1019 )

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在时差无源定位系统中，为了消除3种常见的高重频信号的定位模糊，提出了一种新的时差分选配对方法．新方法定义了相关系数来表征两个配对时差的相关程度，通过计算相关系数把属于同一个辐射源的两个时差序列分选出来，即同时完成了时差序列的分选和配对；然后，对单一辐射源的配对时差序列的相关矩阵进行分析，并依据高重频信号的配对表现剔除虚假时差对．仿真结果表明新方法能够大大减少虚假时差对的数量，从而抑制了虚假目标的产生，有效改善了定位模糊问题．

多波段InSAR的CRT相位解缠方法

靳国旺;张红敏;徐青;龚志辉

2011, 38(6): 97-102. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.015

摘要 ( 1440 )

PDF (6640KB) ( 934 )

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对于InSAR系统，当波长较长时，干涉图条纹频率较低，相位解缠容易，但反演的高程精度较低;而当波长较短时，干涉图条纹频率较高，相位解缠困难，但反演的高程精度较高．为了充分利用多波段InSAR干涉相位之间的互补信息，设计了利用中国余数定理的多波段InSAR相位解缠方法，采用由DEM仿真的多波段干涉图进行了相位解缠实验，得到了理想的解缠结果，成功解决了因地形起伏较大或基线较长而引起的干涉相位欠采样处的相位解缠难题．

航姿参考系统中一种自适应卡尔曼滤波算法

田易;孙金海;李金海;阎跃鹏

2011, 38(6): 103-107+122. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.016

摘要 ( 1407 )

PDF (601KB) ( 1321 )

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在航姿参考系统测量载体姿态的过程中，由于观测噪声不确定，严重影响了常规卡尔曼滤波结果的精度．另外，当系统受到干扰而使观测噪声突然改变时，甚至会导致滤波发散．提出一种航姿参考系统自适应卡尔曼滤波算法，能够根据观测数据来自适应调整观测噪声，从而提高卡尔曼滤波精度，改善系统的鲁棒性．仿真表明，当观测噪声时变时，常规卡尔曼滤波结果明显发散，而新自适应卡尔曼滤波结果收敛良好，在系统计算复杂度没有明显增加的前提下，系统的稳定性得到了明显提高．

特征矢量约束的近程杂波抑制鲁棒自适应波束形成算法

刘涛;陆长捷;廖晖;马红光

2011, 38(6): 108-112+129. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.017

摘要 ( 1167 )

PDF (1432KB) ( 891 )

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针对机载非正侧视阵在距离模糊条件下的近程杂波抑制问题，提出了一种俯仰滤波算法．利用杂波协方差矩阵特征分解形式，建立了一种特征矢量选择方法．用该方法挑选出对应于近程和远程的特征矢量作为波束形成算法的约束．相对于传统算法，这种特征矢量约束的波束形成算法指向误差和导向矢量失配更具鲁棒性，并克服了主瓣畸变的问题．仿真结果验证了该算法的有效性．

采用相干积累矢量平滑实现小样本信号解相干

李涛;李国林;徐珩;廖辉荣

2011, 38(6): 113-116+139. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.018

摘要 ( 1086 )

PDF (1271KB) ( 886 )

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提出了一种基于相干积累矢量空间平滑的解相干算法，该算法基于相干积累的原理来构建矢量，其对阵列输出进行相干积累后得到特征矢量，由此特征矢量进行前后向空间平滑，构建矩阵，实现解相干．最后由该矩阵奇异值分解得到信号或噪声子空间，与现有解相干算法相比，运算量大大下降．仿真结果表明，该算法具有很好的抗噪性，其在信噪比高于-14dB时保持了与基于特征分解的矢量奇异值法相似的性能．

数字地球中的显示处理技术研究

杨海林;王家廞

2011, 38(6): 117-122. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.019

摘要 ( 1013 )

PDF (5170KB) ( 999 )

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提出了边界线等线型目标的分层处理方法，首先计算线型目标与各级地块相邻网格的交点、线段与面片三角形斜边的交点，再对其进行分层处理．接着介绍如何实现地球表面地形的测量显示，主要通过计算旋转轴、旋转矩阵和地形高度，使得计算的测量线紧贴各级地形的三角面片．最后介绍了红蓝立体成像显示实现方法，通过将视点放在左右眼位置分别渲染输出到两个纹理图中，再交由绘图芯片(GPU)由可程序化流程(shader)处理并最终输出红蓝立体影像．应用这些技术开发的基于数字地球的飞行仿真系统，为飞行训练提供了有力支持．

逐次逼近ADC无源器件的匹配性与高层次模型

佟星元;杨银堂;朱樟明;刘帘曦

2011, 38(6): 123-129. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.020

摘要 ( 1145 )

PDF (1331KB) ( 1082 )

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对无源器件网络匹配性的具体要求，并利用Matlab工具，通过建立逐次逼近A/D转换器无源器件匹配性高层次模型对理论分析结果进行了验证．在此基础上提出了一种基于单位电容缩放的新型电荷再分配结构，在不提高无源器件匹配性要求的前提下，利用单位电容取代原有缩放电容并增加一定的时序控制，有效地解决了传统电容缩放结构中缩放电容工艺实现困难以及对寄生电容敏感的问题，适合片上系统的嵌入式应用．

随机预言模型下可证安全的门限FFS签名方案

肖鸿;王宏;马润年;崔捷

2011, 38(6): 130-133+151. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.021

摘要 ( 1391 )

PDF (407KB) ( 860 )

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给出了一种随机预言模型下可证适应性安全的门限FFS签名方案的严格安全性证明．在随机预言模型下，若基础的FFS签名方案在选择消息适应性攻击下是不可伪造的，且假设计算模大安全素数的离散对数问题是困难的，证明了该方案是不可伪造的、鲁棒的和适应性安全的．

带有预编码的准正交分组空频时发射技术

战金龙;卢建军;卢光跃

2011, 38(6): 134-139. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.022

摘要 ( 1844 )

PDF (601KB) ( 5911 )

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基于线性星座图预编码提出了一种可以使准正交分组空频时编码获得满频率分集增益的多天线发射方案．该方案将线性星座图预编码和准正交分组空频时编码级联，从而使基于准正交设计的空频时编码获得满频率和空间分集增益．给出了成对错误概率的理论分析和误码率的仿真结果，可以看出，这种方法与传统方法相比至少有大约1dB的增益．

ARINC 659容错数据总线测试验证系统研制

张喜民;魏婷

2011, 38(6): 140-145. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.023

摘要 ( 1280 )

PDF (2915KB) ( 1095 )

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研制了具有自主知识产权的自带微处理器的ARINC 659总线接口芯片，开发了接口芯片内微处理器的帧描述语言编译器;设计开发了总线接口板、通信试验台等，构建了总线通信测试验证系统．按ARINC 659总线规范要求对各实现功能进行了软、硬件联合调试和测试，测试结果验证了接口芯片、通信测试验证系统功能的正确性和完整性．研究成果已用于某些航空安全关键系统，提高了系统的可靠性，降低了全寿命周期费用．

融合边缘片断与水平集分割的目标跟踪算法

高晶;毕笃彦;赵晓林

2011, 38(6): 146-151. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.024

摘要 ( 1318 )

PDF (5583KB) ( 930 )

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提出了一种融合边缘片断特征与水平集分割的非刚体目标跟踪算法．首先通过Gentle AdaBoost训练器训练得到目标边缘特征字典；然后在每一帧图像中把目标边缘特征字典与图像边缘作Chamfer匹配，通过把具备鉴别能力的图像边缘片断特征嵌入到水平集能量函数中，用来降低背景中边缘信息的干扰．实验结果表明，在非刚体目标局部被遮挡的情况下，仍能准确获得目标轮廓，体现出了该跟踪算法良好的跟踪性能．

基于细菌觅食算法的SAR图像阈值分割

马苗;梁建慧;郭敏

2011, 38(6): 152-158+178. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.025

摘要 ( 1429 )

PDF (2110KB) ( 1024 )

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提出了一种SAR图像阈值分割新方法．该方法在深入分析基本细菌觅食算法的基础上，缩小菌群的觅食空间以进一步提高分割阈值的搜索速度，然后采用改进的二维灰熵模型作为细菌觅食算法的适应度函数，通过菌群的趋化、复制和驱散3种行为模式并行搜索最佳阈值．实验结果初步显示，该方法在收敛速度、稳定性和分割效果3个方面，均优于基于遗传算法、人工鱼群算法等群体智能优化算法的分割方法．

BCH码生成多项式快速识别方法

吕喜在;黄芝平;苏绍璟

2011, 38(6): 159-162+172. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.026

摘要 ( 1473 )

PDF (655KB) ( 1304 )

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为了获取数字通信中未知线路的纠错编码信息，提出了一种新的BCH码多项式快速检测方法．在采用已有的码根信息差熵的思想获得二进制本原BCH码分组长度之后，利用有限域同构的原理，由统计得到的码根经过有限域乘法并化简直接求出BCH码的生成多项式．该方法避免了以往算法遍历本原多项式带来的计算量和时间消耗，其有效性得到了验证．

几个重要常数的差比数列研究

梁昌洪;史琰

2011, 38(6): 163-166+192. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.027

摘要 ( 953 )

PDF (403KB) ( 953 )

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着重研究了几个重要常数所构成的差比数列．除圆周率π和指数e之外，还引入了Euler常数γ和非线性混沌点k_∞，它们几乎无一例外地当n充分大时，趋于一定值，这其中的奥秘很值得进一步探索．文中还给出了这几个重要常数的最佳有理分数逼近．

一种基于佳点集的类电磁机制算法

姜建国;龙秀萍;田旻;李锦

2011, 38(6): 167-172. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.028

摘要 ( 1329 )

PDF (466KB) ( 907 )

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提出了一种改进的类电磁机制算法——基于佳点集的类电磁机制算法．该算法运用数论中的佳点集理论构造初始种群; 改进了局部搜索算法; 运用改造后的公式计算粒子之间的作用力; 设计了一种自适应移动算子来更新粒子．实验结果表明，改进后的算法能更快、更精确地收敛于问题的全局最优值．

一种适用于认知超宽带的CUSUM频谱感知算法

宋晓鸥;向新;毕笃彦;陈顺方

2011, 38(6): 173-178. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.029

摘要 ( 1500 )

PDF (564KB) ( 914 )

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提出了一种新的认知超宽带频谱感知算法，该算法适合检测低平均信噪比、低占空比的超宽带脉冲信号，且具有复杂度低、检测延迟性能优越的特点．论文根据超宽带脉冲信号特性，给出形式统一的低占空比接收信号概率密度函数表达式，并采用累加和(CUSUM)算法实施检测．仿真结果表明，该算法对低占空比信号具有良好的适应性，有效克服了能量检测的信噪比门限效应，且检测延迟性能优越．

三维平滑移动模型的设计与实现

郑博;张衡阳;黄国策;禇振勇;王叶群

2011, 38(6): 179-184. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.030

摘要 ( 1743 )

PDF (699KB) ( 1038 )

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针对三维移动Ad hoc网络应用环境和节点移动建模的要求，提出了一种能够逼真反映现实物体运动规律、参数可控性强的三维平滑高斯半马尔科夫移动模型．该模型能够描述节点运动过程中的加速、平稳、转弯、解散、集合、减速和静止等各个运动状态，并可通过模型参数的调整实现实体移动模型和群组移动模型，具有一定的通用性和灵活性．该模型可应用于三维移动Ad hoc网络的模拟仿真研究．

退化过程模拟模型及其在图像增强中的应用

李权合;毕笃彦;何林远

2011, 38(6): 185-192. doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2011.06.031

摘要 ( 1443 )

PDF (5154KB) ( 1102 )

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模拟了图像的退化过程，在融入邻域间干扰、光照不均和媒介传递率下降的前提下，提出了退化过程模拟模型．依据人眼视觉机制的对比灵敏度、亮度适应能力和侧抑制现象，提出了该模型的视觉适应性解：(1)去卷积，消除邻近像素间的相互影响，提升图像细节; (2)亮度调整，抑制高亮区域的亮度，提升偏暗区域的亮度，均衡外部光照; (3)消除剩余光照图像，恢复图像的颜色和细节，得到视觉适应性良好的图像．实验表明，针对退化过程模拟模型得到的视觉适应性解，与现有图像增强算法相比，在增强图像细节、提升全局对比度、增强结果的视觉愉悦性方面均取得了较大进步．

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