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当期目录

    2011年, 第45卷, 第03期 刊出日期:2011-03-30 上一期    下一期
    无线电电子学、电信技术
    基于混沌弹性粒子群优化与基于分解的二维交叉熵阈值分割
    吴一全, 张晓杰, 吴诗婳
    2011,45 (03):  301-0307. 
    摘要 ( 4221 )  
    为了提升二维交叉熵阈值分割法运行速度,提出了基于混沌弹性粒子群优化(CRPSO)和基于分解的2种二维交叉熵阈值分割算法.前者利用CRPSO算法寻找二维交叉熵法的最佳分割阈值,并采用递推方式避免迭代过程中适应度函数的重复计算,使运算速度大大提高;后者将二维交叉熵法的运算转换到2个一维空间上,计算复杂度由O(L2)进一步降为O(L).实验结果表明,2种算法能够在保证分割效果达到或优于现有二维交叉熵阈值分割法的前提下,运行时间大幅减少.
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    基于信道分割级联的正交频分复用子载波干扰消除算法
    徐行辉, 何晨
    2011,45 (03):  308-0312. 
    摘要 ( 3720 )  
    在高频段正交频分复用(OFDM)系统中子载波间干扰(ICI)较大,运用信道分割方法,将线性时变信道近似等效为时不变信道与无时延时变信道的级联,从而在接收端实现一维均衡抑制ICI,避免了高复杂度的信道频域响应矩阵的计算和求逆过程.分析和仿真表明,相对于现有的利用ICI相邻载波分布特性的低复杂度最小均方误差算法,算法在几乎不损失系统性能的同时,可将复杂度降低到O(N).
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    基于多用户多输入多输出系统的自适应有限反馈
    吴幼龙,罗汉文,刘伟,丁铭,王海龙
    2011,45 (03):  313-0320. 
    摘要 ( 4435 )  
    为了减少多用户多输入多输出系统中上行链路的反馈开销,研究了多用户的有限反馈问题.在分析反馈比特数与用户速率关系的基础上,推导出用户自适应有限反馈的最优解,并提出一种实现简单的次最优方案,即用户根据自身和系统整体的信道质量状况,自适应地选择反馈比特数.通过增加信道较好用户以及减少信道较差用户的反馈比特数,有效提高了反馈比特的利用效率.研究结果表明,该方案实现简单,在不增加系统反馈开销的条件下明显增加系统吞吐量.
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    无线传感网簇头轮换能耗分析与改进策略
    邓瀚林, 李磊, 黄河清, 袁晓兵, 王营冠
    2011,45 (03):  321-0326. 
    摘要 ( 4124 )  
    为了设计能量利用效率更高的无线传感网簇头轮换策略,建立了竞争式簇头轮换的能耗分析模型,分析了数据收集与簇头轮换的能耗比例,提出了基于调度的簇头轮换策略,以消除簇头轮换造成的能耗开销.仿真结果表明,基于调度的簇头轮换策略明显改善了簇内的能量使用效率和能耗均衡性.
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    环Z/2n上仿射函数Walsh谱的快速算法
    常亚勤, 金晨辉
    2011,45 (03):  321-0326. 
    摘要 ( 2444 )  
    通过研究环Z/2n上仿射函数进位函数的性质,首先给出了一个计算环Z/2n上仿射函数Walsh谱的快速算法,进而给出了环Z/2n上多输出仿射函数Walsh谱的快速算法.实验表明,该算法可以将环Z/2n上仿射函数Walsh谱的计算复杂度由关于变量规模n的指数时间降为线性时间.
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    横向电场激励的剪切波AlN薄膜体声波谐振器
    陈达, 李德华, 宋宏伟, 王翠玲, 张玉萍
    2011,45 (03):  327-0330. 
    摘要 ( 4002 )  
    为了检测液体中的微量物质,研究了横向电场激励的剪切波固体装配型AlN薄膜体声波谐振器.器件以c轴择优取向的AlN薄膜作为压电层,电场由平行于压电薄膜表面的平行电极激发,三周期的1/4波长SiO2/W层交替排列构成了布拉格反射层.通过有限元分析计算了电场分布,设计了平行电极参数.结果表明:AlN薄膜具有良好的c轴择优取向,器件实现了稳定的2 GHz频率的单纯剪切波谐振,器件的品质因数Qs和Qp分别为434和393,等效机电耦合系数K2eff为0.97%,有效的横向电场激励和布拉格反射层的选频作用对纵波的抑制明显.这种谐振器非常有利于作为在液体环境中工作的生化传感器.
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    两跳无线网络中的中继调度算法
    张宇, 罗汉文, 周小林
    2011,45 (03):  331-0335. 
    摘要 ( 3739 )  
    针对两跳无线网络的中继调度问题,提出了一种基于信道容量最大化的中继节点迭代调度算法.该算法基于放大转发型中继协议,以目标节点进行联合译码时的瞬时容量最大化为准则而依次选取中继节点,直至中继数达到源节点发射天线数或信道容量不再增加.仿真结果表明,在不同的中继节点总数、源节点发射天线数以及前后向信道信噪比条件下,该算法比传统算法获得了较大的容量增益和多中继分集增益,更加接近于信息论意义上的容量上界.
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    基于中继的蜂窝系统频率规划
    林意如1, 郭佳1, 罗汉文1, 周小林2
    2011,45 (03):  336-0339. 
    摘要 ( 4294 )  
    为了解决下一代蜂窝系统的频谱资源受限问题,提出了一种基于中继的蜂窝移动通信系统频率规划方案.利用部分频率复用的思想规划频率,保证在相对提高小区边缘用户信干比的同时提高频谱利用效率.仿真结果表明,与其他频谱规划方案相比,该方案的频谱利用效率得到了改善,并且提升了小区边缘用户的吞吐量.
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    均匀邻接子阵的栅瓣抑制
    陈碧仙, 金荣洪, 耿军平, 梁仙灵
    2011,45 (03):  340-0344. 
    摘要 ( 5134 )  
    为了抑制均匀子阵在扫描过程中可能出现的栅瓣,提出了一种基于分区优化的栅瓣抑制方法,并探讨了分区原则及基于粒子群优化算法的栅瓣抑制优化方法,以含3个4单元子阵的阵列进行仿真.结果表明,每个扫描区间内阵列旁瓣电平均低于-22 dB.该方法应用于数字多波束形成时同样有效.
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    一种基于分数阶傅里叶变换域加权MUSIC算法的移动单站多目标无源定位方法
    何伟艳, 金荣洪, 耿军平, 梁仙灵
    2011,45 (03):  345-0349. 
    摘要 ( 4247 )  
     针对多个线性调频信号目标源存在的情况,通过分析接收信号的多普勒频移,建立移动单站上天线阵列对多分量线性调频(LFM)信号的接收模型,提出基于分数阶傅里叶变换(FRFT)域加权MUSIC算法的无源定位方法,实现了低信噪比下多目标的信号检测与方位估计.仿真结果表明,该算法可以分辨多个频率及空间相近的目标源,且精度很高.
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    一种虚拟多输入多输出用户配对算法
    蒋武扬, 刘伟, 丁铭, 罗汉文
    2011,45 (03):  350-0353. 
    摘要 ( 4389 )  
     针对现有半正交用户配对算法中信道条件较差、用户的传输速率过低的缺陷,提出了一种基于部分逆选策略的半正交用户配对算法.该算法通过分析线性最小均方误差接收机,对信道条件较差的部分用户提出“逆选”的配对准则.仿真结果表明,该算法在系统速率和损失较小的前提下,能有效提高信道条件较差用户的传输速率,从而在系统速率和与用户公平性之间取得较好的折衷性能.
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    短沟道模型模拟集成电路的几何规划优化设计
    李丹, 戎蒙恬, 殳国华
    2011,45 (03):  354-0357. 
    摘要 ( 4435 )  
    探讨了几何规划在基于短沟道模型的互补金属氧化物半导体 (CMOS)电路中的应用.首先采用Level 1模型得到电路的初始规划,然后将所得元件值代入Hspice仿真程序,再从仿真输出的列表文件中取出各CMOS管的静态电压电流变量和等效小信号模型参数.将它们代入以修正因子为规划变量的几何规划算法,在前一次工作点附近搜索本次的最优设计.修正后的电路再次进行Hspice仿真.几何规划和仿真反复交替进行,直到最优化的目标值稳定.模拟集成电路的仿真实例表明,算法对短沟道模型电路是有效的.
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    采用窄带干扰抑制技术的直接序列超宽带系统闭式误比特率分析
    龚凌嵩, 王澄, 杨宇航, 朱容波
    2011,45 (03):  358-0362. 
    摘要 ( 3821 )  
    为了准确评价直接序列超宽带(DSUWB)系统在窄带干扰抑制下的误比特率,提出了一种基于特征函数的方法,精确计算使用双边抽头横向滤波器抑制单音干扰后的系统误比特率,从数学上给出了双边抽头横向滤波器干扰抑制因子的表达式,并证明了滤波器抽头数足够多,单音干扰可以几乎完全被抑制.仿真及数值结果表明,该闭式误比特率性能分析方法具有准确性和有效性.
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    一种多中继协同网络吞吐量优化算法
    李倩雯, 蒋铃鸽, 何晨, 占敖
    2011,45 (03):  363-0367. 
    摘要 ( 4673 )  
    考察了接收节点通过累积信息量完成解码的单源单宿多中继无线网络,提出了一种基于动态前向解码协议的中继节点选择及传输算法.首先,给出了在给定整个网络所需传输信息量的条件下最小化信息传输时间的数学模型,并证明了其是一个完全多项式非确定性问题,进而提出了一种分布式贪婪中继节点选择算法.该算法综合考虑了被选择节点的上行和下行链路的信道增益,不仅保证了被选中节点能够容易地解码信源信息,而且使得网络终端接收到较多的有效解码信息.仿真结果表明,该算法接近集中式最优中继节点选择机制的性能,并且其分布式实现减少了系统开销.
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    分量形成方式对奇异值分解信号处理效果的影响
    赵学智, 叶邦彦
    2011,45 (03):  368-0374. 
    摘要 ( 4336 )  
     针对奇异值分解后分量信号的形成方式,研究了简便法和平均法的信号处理效果差异,根据Hankel矩阵的特点,提出了一种简单的求平均算法.证明了2种方式都可将原始信号分解为一系列分量信号的线性叠加,并提出一个损失率参量来评价其分解效果.研究结果表明:对于正弦信号,2种方式的信号处理效果相同;对于变频信号,平均法优于简便法;2种方式都可从轴承复杂振动信号中提取到因滚道损伤而引起的调制特征,但平均法计算量大.除变频信号外,对于一般信号,推荐使用简便法.
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    基于非理想信道状态信息的鲁棒矢量预编码设计
    施奇铭, 蒋铃鸽, 何晨
    2011,45 (03):  375-0378. 
    摘要 ( 3803 )  
     在多用户多输入多输出(MIMO)系统中,提出一种适用于非理想信道的鲁棒矢量预编码设计方法.使用非理想信道模型,发射端仅获得部分信道状态信息,即已知信道估计值及信道误差值的一阶和二阶统计量,利用已知的信道条件并最小化收发信号的均方误差,推导出鲁棒的矢量预编码矩阵和扰动矢量.仿真表明,该鲁棒预编码方法比传统方法具有更好的性能.
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    多输入多输出系统广播信道有限反馈的用户调度算法
    李俊飞, 俞晖, 罗汉文, 丁铭
    2011,45 (03):  379-0382. 
    摘要 ( 4245 )  
     针对多输入多输出(MIMO)系统广播信道多用户调度的问题,提出了一种有限反馈条件下的用户快速调度算法.算法中用户端将信道对应码字和可达传输速率估计值反馈给基站;基站预先将码字分组,调度时根据接收到的反馈信息将用户归入不同码字代表区域进行快速筛选;然后比较各码字组对应用户确定最优的用户组.仿真结果表明,该算法的系统传输速率较高,能够实现多用户分级,并且算法复杂度较低,在实际系统中易于实现.
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    自动化技术、计算机技术
    面向移动传感器网络的自适应一致性融合估计方法
    王林, 张国忠, 朱华勇, 沈林成
    2011,45 (03):  383-0387. 
    摘要 ( 4310 )  
    研究了具有时延和通信拓扑变换的移动传感器网络(MSN)分布式融合估计问题.结合无色信息滤波、自适应一致性算法并考虑通信时延而设计的基于自适应一致性的融合结构,提出了一种名为基于自适应一致性的分布式无色信息滤波(AC_DUIF)的分布式融合估计算法.以空中移动传感器网络跟踪移动目标为例,通过仿真验证了所提算法的性能.仿真结果表明,该方法能够在以分布形式提高网络中各节点对目标位置估计精度的同时,保证节点之间的一致性,并具备对网络通信延时的适应能力.
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    基于陀螺仪误差后验补偿的捷联惯导圆锥效应补偿算法
    李宗涛a, b, 吴铁军b, 马龙华b
    2011,45 (03):  388-0392. 
    摘要 ( 4989 )  
     捷联惯导圆锥效应补偿计算通常基于输出补偿后的陀螺仪角增量,陀螺仪误差补偿速率必须与陀螺仪输出的采样速率相同,相应地增加了导航计算机的吞吐量,为此提出了一种后验补偿方法.首先利用未进行误差补偿的陀螺仪角增量输出计算圆锥补偿项,然后在姿态更新中对由于陀螺仪误差未补偿造成的圆锥补偿误差进行补偿.仿真实验证明,在相同圆锥效应补偿更新速率下,后验补偿算法计算的圆锥效应补偿精度与先验算法相当,但计算量显著降低.
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    基于干扰观测器的飞行仿真转台滑模控制器
    刘晓东, 吴云洁, 田大鹏, 王俊峰
    2011,45 (03):  393-397. 
    摘要 ( 4830 )  
     针对飞行仿真转台中干扰观测器(DOB)对等效干扰项估计不足而影响跟踪精度的问题,提出一种基于DOB的滑模变结构控制器(SMVSC).它引入了附加干扰补偿项以及跟踪指令的速度信号和加速度信号,定义了一种新的滑模趋近律形式,并满足系统广义滑模存在条件.通过某单轴飞行仿真转台的实验结果表明,与传统的比例微分(PD)控制器+DOB方案相比,该控制方案提高了跟踪精度,同时,对系统参数变化和力矩扰动也具有更强的鲁棒性.
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    基于对偶四元数的交会对接相对位姿测量算法
    张泽, 段广仁, 孙勇
    2011,45 (03):  398-402. 
    摘要 ( 4042 )  
    为了提高交会对接近距离段的相对位置姿态测量的实时性和准确性,提出了利用对偶四元数方法求解交会对接近距离段的相对位姿.该方法可以整体考虑追踪航天器坐标系和目标航天器坐标系间的相对旋转和平移,保持了刚体运动的完整性,克服了传统方法的缺陷.数值仿真验证了该方法的有效性.
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    基于多模型在线辨识的滑模变结构控制
    段朝阳, 张艳, 邵雷, 雷虎民, 陈宗基
    2011,45 (03):  403-407. 
    摘要 ( 3579 )  
    为了改善复杂非线性系统中传统滑模变结构控制系统的控制效果,提出了一种将多模型在线建模与滑模变结构控制结合的方案.首先,根据输入输出数据利用在线数据聚类的方法建立多个局部模型,实时对局部模型进行更新,并通过加权综合获得非线性系统的在线辨识模型;然后,针对系统的辨识模型设计基于趋近律的滑模变结构控制器.仿真结果表明,控制方案对系统模型的不确定性具有良好的鲁棒性.
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    原子能技术
    REPEC非加热实验的RELAP程序模拟
    李永春, 周卫华, 杨燕华, 匡波, 程旭
    2011,45 (03):  408-412. 
    摘要 ( 3557 )  
    为研究压力容器外部冷却过程中的两相流动和传热现象,采用安全分析中通用的RELAP分析程序对REPEC非加热研究实验进行模拟计算,通过改变体积流量大小、注气方式和进出口面积对自然循环流率和外部冷却两相流动现象进行分析.结果表明,模拟结果与实验结果的一致性较好;循环流量随体积流量的提高呈现先增强后降低的趋势;进出口面积增大可以提高自然循环流量,但出口面积变化对循环流率和流动稳定性的影响更为显著.
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    跨临界瞬态数值模拟中的高精度拟临界温度计算
    傅晟威, 周翀, 杨燕华, 程旭
    2011,45 (03):  413-417. 
    摘要 ( 4242 )  
    根据拟临界温度的定义,结合IAPWSIF97水物性公式,迭代计算获得了不同压力下的拟临界温度数据,在此基础上拟合出拟临界温度与压力的关系式.基于该关系式计算构建了拟临界温度计算模块,用于热工水力系统程序的跨临界计算改造.应用修改后的热工水力系统程序,针对简单的模型进行了跨临界瞬态计算.结果表明,拟临界温度与压力拟合关系式能够用于超临界压力系统的跨临界瞬态计算.
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    航空、航天
    基于μ综合方法的空空导弹鲁棒驾驶仪设计
    张民, 陈欣, 陆宇平, 臧月进
    2011,45 (03):  418-422. 
    摘要 ( 4532 )  
    为了提高导弹驾驶仪的鲁棒性能,采用μ综合方法设计了算例空空导弹三通道的控制律.设计过程中考虑了控制对象的参数不确定性、未建模动态特性、外部扰动和通道间耦合等因素,解决了经典控制方法只能进行鲁棒性验证的问题.相对于其他鲁棒控制方法,μ综合方法还可以同时针对鲁棒稳定性和鲁棒性能进行设计.仿真结果表明,μ综合驾驶仪满足各项性能指标,具有良好的鲁棒性能.
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    具有极点约束的高超声速飞行器非脆弱
    最优H2/LQR控制
    黄宜庆, 王莉, 孙长银
    2011,45 (03):  423-428. 
    摘要 ( 4184 )  
    针对吸气式高超声速飞行器,提出了一种具有极点约束的非脆弱最优H2/LQR(线性二次型调节器)控制方法.根据吸气式高超声速飞行器的非线性纵向运动方程,推出了一种新的飞行器线性不确定模型,为吸气式高超声速飞行器设计了一种多目标非脆弱控制器.在控制器的设计中,不但考虑了系统的极点配置、最优H2性能和鲁棒保性能3种指标,而且兼顾了因飞行条件不确定性和建模误差引起的控制器增益的变化,利用线性矩阵不等式方法推导了多目标非脆弱控制器的存在条件.仿真实例说明了非脆弱控制器在高超声速飞行器控制中的优越性和有效性.
     
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    舰载机进近减速运动及下滑速度的双站测量
    郁涛
    2011,45 (03):  429-432. 
    摘要 ( 3552 )  
     应用多普勒频移分析了舰载机进近下滑时的运动规律,证明在匀速下滑时,由多普勒变化率为零的条件即能得出比例导引律;证明了在等比减速下滑时相邻多普勒变化率是近似相等的.然后,基于舰载机进近下滑是一个减速运动的事实,提出了在运动平台上实时探测舰载机进近下滑角和下滑速度的工程方案.与现有的多站测量方式不同,通过利用测向所引入的角度,由多普勒频移方程即可在位置参数未知时直接导出求解舰载机速度矢量的解析式.误差分析表明,如能使航母的速度测量误差均方根小于0.1 m/s,则速度测量误差就能小于0.1 m/s.
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    基于无迹卡尔曼滤波的导航星座并行式自主定轨
    赵小鲂, 刘升刚, 韩潮
    2011,45 (03):  433-438. 
    摘要 ( 4011 )  
     针对卫星轨道动力学模型的高度非线性及星座自主定轨的高精度需求,基于星间双向测距观测信息,提出了采用无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)作为星载算法的导航星座并行式自主定轨方案,并且给出了UKF算法中可见星先验信息引入的额外方差矩阵,以保证滤波的稳定性.仿真结果表明,该方案可以实现星座的长期自主定轨并维持一定精度.
     
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