通信学报

新的纸币图像特征提取方法

盖杉,刘鹏,刘家锋,唐降龙

2010, 31(4): 1-133.

摘要 ( 531 )

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综合利用Contourlet变换和模糊逻辑方法的优点，提出一种新的基于Contourlet变换和模糊逻辑的纸币图像特征提取方法。该方法通过对纸币图像进行Contourlet变换，提取纸币图像在不同尺度不同方向上的变换系数。把提取的系数作为语言变量，在此基础上引入模糊逻辑方法，计算出模糊特征空间中每个模糊区域的激活强度值，并将其进行归一化处理后构成纸币的特征向量。同时结合纸币的几何特征来进行粗分类。采用神经网络作为识别分类器并且在识别阶段引入拒识类。实验结果表明，提出的方法取得了较高的识别率并且满足清分系统实时性的要求，该方法已经在一个资源约束的嵌入式系统中得到应用。

基于生命期划分的无线传感器网络节能策略

沙超,王汝传,黄海平,孙力娟

2010, 31(4): 1-7. doi:1000-436X(2010)04-0001-07

摘要 ( 0 )

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数据和表 | 参考文献 | 相关文章

提出一种基于生命期划分的节能数据传输策略。利用能耗判定建立多层簇，并在保证能耗均衡的基础上划分节点生命期，同时利用节点工作状态轮转，进一步延长了网络生存时间。仿真结果表明，本方法相比于其他一些能量有效的网络协议，拥有更长的网络生存时间及更均衡的网络能耗。

VoIP网络基于签密的安全机制的研究与实现

闻英友,罗铭,赵宏

2010, 31(4): 2-15.

摘要 ( 591 )

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提出了一种高效的基于身份的可用于多域的签密方案并引申出相应的数字签名方案，然后在该方案的基础上提出了一种适用于VoIP网络环境的安全机制，该机制避免了基于传统PKI 的安全机制的诸多弊端，实现了跨域的身份认证与消息的机密传输。经过分析以及实现验证：该机制与已有的安全机制有很好的兼容性，且不降低原机制的安全性及有效性，同时解决了HTTP摘要认证下的单向认证以及预共享密钥问题，并消除了S/MIME基于证书认证和SRTP不提供密钥协商的不足。

实现位置及时间绑定的密钥分发——防御传感器网络节点复制攻击的新方法

伏飞,齐望东

2010, 31(4): 3-25.

摘要 ( 811 )

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提出了一种新的防御思路：通过使得复制节点无法与邻居节点建立成对密钥的方式，来达到消除复制节点攻击威胁的目的。设计了一种基于多项式的成对密钥分发方法LTB（location and time binding）。LTB把每个节点的密钥信息与其部署位置和时间信息绑定起来，使得每个节点只能在其部署位置与邻居节点建立成对密钥。由于复制节点的部署位置不同于原捕获节点，因此LTB能够有效阻止其与邻居节点建立成对密钥。LTB相比现有各种周期性复制节点检测机制的优势是它彻底消除了复制节点攻击隐患而且协议开销更低，通信开销从O(pn3/2)下降到O(n)，其中，p是检测周期数，n是网络节点个数。

宽带星载DBF相控阵天线设计与实现

梁广,龚文斌,刘会杰,余金培

2010, 31(4): 4-36.

摘要 ( 691 )

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针对低轨卫星通信天线波束“等通量”覆盖的赋形要求，采用遗传算法对天线阵列进行了多目标平衡优化综合。根据SHA阵和波束覆盖的空间旋转对称性，在波束空间和阵元空间内进行阵元分组，将波束形成矩阵自由度降为1/3，简化了遗传算法参数数量，为波束形成因子复用奠定基础。针对16波束宽带输入，利用DFT滤波器组、复用式波束形成网络、单音闭环校正等算法设计了分布式数字波束形成器和幅相校正单元，运算量降为原来的4.5%，节省硬件资源80％。最后首次完成了16波束61阵元星载DBF相控阵天线样机的研制，暗场测试结果表明波束增益达到等通量覆盖要求，验证了以上算法和工程设计的正确性与有效性。

基于ABE-IBS的无线传感器网络签名加密一体化方法

祁正华,杨庚,任勋益,王卉

2010, 31(4): 5-44.

摘要 ( 682 )

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为了提高无线传感器网络加密与签名的安全性与效率，结合椭圆曲线上双线性对的基于身份的签名体制（IBS），提出了基于属性的加密和基于身份的签名一体化方法（ABE-IBS）和一个有效的无线传感器网络签密方案，分析与实验结果表明，提出的方案复杂性和存储要求低、效率高，能增强无线传感器网络的安全性。

基于网络编码的无线单跳传输框架的研究与实现

陆一飞,陶军,沈呈,夏勤

2010, 31(4): 6-54.

摘要 ( 605 )

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为了解决无线链路易出错从而降低传输效率以及由于重传导致数据流间传输不公平，基于网络编码的思想，在无线单跳传输结构下，提出了基于编码组的传输模型，并根据中心站点的传输数据不同，分为内部数据传输模型和外部数据传输模型。基于上述传输模型，提出了一种基于编码组的数据传输框架。最后通过仿真实验，分析了ARQ单播策略、FEC单播策略和编码组传输框架的传输延迟，同时还对它们的传输吞吐量进行分析比较，并且在节点突发出错情景下分析ARQ单播策略、FEC单播策略和基于重传的编码组传输框架的吞吐量变化。实验表明：FTCG能够提高传输效率，并且在节点突发出错情景下能有效解决由于节点突发出错而造成的系统吞吐量急剧下降问题，保证了数据传输的公平性。

幅相误差对MUSIC算法空域谱及分辨性能影响的分析

王鼎,王超,吴瑛

2010, 31(4): 7-63.

摘要 ( 574 )

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基于正交投影矩阵扰动定理，推导了幅相误差条件下MUSIC算法空域谱的一阶统计表达式，并且给出了一种求解平均信噪比分辨门限的一元二次方程，从而能够计算出相应的信噪比分辨门限。相比目前已有的方法，空域谱的一阶统计表达式不需要计算理想协方差矩阵的特征值和特征向量，仅需要已知阵列流型向量和信源协方差矩阵，并且给出的平均信噪比分辨门限适用于信源功率不一致的情况。数值实验验证了理论分析的正确性。

基于双向共享树的MPLS多播流聚合算法

李领治,朱艳琴,杨哲

2010, 31(4): 8-71.

摘要 ( 519 )

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可扩展性是影响多播在MPLS网络大规模使用的主要问题，为解决该问题提出了一种基于双向共享树的多播流聚合算法。它根据节点之间的关系计算多播流的可聚合度，然后将标记边缘路由器聚类生成共享树的叶子节点集，并由树管理服务器计算双向共享树的拓扑结构，最后将可聚合度大于指定阈值的多播流汇聚到树中。实验结果表明，该算法可以大幅缩小MPLS标记的占用，简化中间节点的处理过程，减少路由器的转发状态，大大提高了MPLS多播的可扩展性。

VoIP网络基于签密的安全机制的研究与实现

闻英友,罗铭,赵宏

2010, 31(4): 8-15. doi:1000-436X(2010)04-0008-08

摘要 ( 0 )

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数据和表 | 参考文献 | 相关文章

提出了一种高效的基于身份的可用于多域的签密方案并引申出相应的数字签名方案，然后在该方案的基础上提出了一种适用于VoIP网络环境的安全机制，该机制避免了基于传统PKI 的安全机制的诸多弊端，实现了跨域的身份认证与消息的机密传输。经过分析以及实现验证：该机制与已有的安全机制有很好的兼容性，且不降低原机制的安全性及有效性，同时解决了HTTP摘要认证下的单向认证以及预共享密钥问题，并消除了S/MIME基于证书认证和SRTP不提供密钥协商的不足。

异构传感器网络中基于闲时能量开销优化的密度控制算法研究

刘林峰,邹志强,张登银,王汝传

2010, 31(4): 9-79.

摘要 ( 561 )

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基于闲时能量开销优化目标提出了一种适用于异构传感器网络的密度控制算法（DCA），DCA能寻找到一个闲时能量开销近似最小化的连通覆盖集合，该集合最终映射为活跃节点集合。理论分析和实验数据表明，DCA所生成的拓扑能有效降低网络闲时能量开销，延长了网络的生命周期。

基于OFDMA的WiMAX周期测距中的多用户频偏估计

范达,曹志刚,易芝玲

2010, 31(4): 10-87.

摘要 ( 602 )

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针对WiMAX OFDMA上行链路的周期测距，提出了2种适用于多用户的载波频偏估计方法，分别采用PN码的时域及频域相关特性提取期望测距用户，并给出了多用户情况下CFO估计的理论结果。仿真实验证明，基于频域相关的方法更适合于在一个测距时隙内存在多个测距用户的情况，并且不易受定时偏差估计误差的影响。

加权分数傅里叶变换在采样重构中的应用

史军,迟永钢,沙学军,张乃通

2010, 31(4): 11-93.

摘要 ( 549 )

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针对频域非带限信号的重构问题，提出了一种基于加权分数傅里叶变换的采样与重构算法，并利用信号加权分数傅里叶变换在加权分数域的特性，得到了信号可完全重构的条件。理论分析和仿真结果表明，在满足给定误差的条件下，该算法能够以低于香农重构所需的采样率实现对信号的恢复，且简单易行，可利用FFT快速算法实现。

基于Read_Write转换模型的网络安全性评估

鲁智勇,冯超,余辉,唐朝京

2010, 31(4): 12-102.

摘要 ( 427 )

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提出了用于网络中根目录读写管理权限转换的Read_Write转换模型及其相关概念，然后用状态转换算子对模型转换功能进行了数学描述，设计了基于Read_Write转换模型的网络安全状态转换器，并以此建立了网络安全性评估模型。最后，通过举例分析证实了所提出方法的可行性和有效性。

移动自组织网络可用带宽估计方法研究进展

吴大鹏,武穆清,甄岩

2010, 31(4): 13-115.

摘要 ( 672 )

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首先分析了有线网络和无线网络带宽估计机制的区别，然后，在此基础上给出了MANET可用带宽定义，并且从原理上分析了数据帧碰撞概率、回退时间以及信道空闲比例等对MANET中的可用带宽造成影响的因素，同时对各种参数的测量以及估计方法进行了详细介绍，最后展望了带宽估计的应用前景和研究趋势。

放大转发OFDM协同中继系统多业务资源分配机制

陈书平,王文博,张兴,付雷

2010, 31(4): 14-121.

摘要 ( 842 )

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提出了点到点多载波协同中继系统多业务资源分配框架，并给出了一种最优化自适应功率、载波和比特分配算法；为了降低算法复杂度，又提出了一种次优搜索算法，该算法依据信道特性，在满足业务QoS基础上使业务占用资源最小。仿真结果表明：提出的最优算法在保障多媒体业务QoS的基础上能够有效改善频谱效率，对比于传统算法有1~2bit/(s?1?Hz)的性能提升；而提出的次优搜索能够取得接近最优算法的性能（差别在0.6 bit/(s?1?Hz)左右），并且实现复杂度由指数级别降至线性。

基于数据拟合的OFDM时变信道估计方法

段鹏,何明一,田野,薛敏彪

2010, 31(4): 15-127.

摘要 ( 608 )

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利用周期伪随机(PN)序列频域能量集中在某些点上的特点，提出一种基于数据拟合的时变信道估计算法。该方法利用周期性PN序列的自相关特性，降低噪声和未知数据对导频的干扰；同时利用其周期性，实现对信道变化趋势的多点拟合；并在此基础上利用信道时间平均值对估计参数进行修正，以进一步提高估计精确。仿真结果表明：与传统方法相比，该方法具有较优的误码率(BER)和均方误差(MSE)性能，尤其在低信噪比环境下性能改善显著。

分集技术下频谱感知的性能分析

王谦,岳殿武

2010, 31(4): 16-140.

摘要 ( 509 )

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研究了在普适的相关非同分布Nakagami-m衰落模型情况下，次用户采用能量检测和等增益合并技术进行频谱感知的性能。给出了检测概率的闭式表达式，并通过分析漏检概率的渐进曲线斜率说明分集技术对频谱感知性能带来了提升。利用数值结果和Monte-Carlo仿真验证了理论推导的准确性。最后通过Monte-Carlo仿真观察了等增益合并分集技术下信道相关性对检测概率的影响。

实现位置及时间绑定的密钥分发——防御传感器网络节点复制攻击的新方法

伏飞,齐望东

2010, 31(4): 16-25. doi:1000-436X(2010)04-0016-10

摘要 ( 0 )

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数据和表 | 参考文献 | 相关文章

提出了一种新的防御思路：通过使复制节点无法与邻居节点建立成对密钥的方式，来达到消除复制节点攻击威胁的目的，由此设计了一种基于多项式的成对密钥分发方法 LTB（location and time binding）。LTB把每个节点的密钥信息与其部署位置和时间信息绑定起来，使每个节点只能在其部署位置与邻居节点建立成对密钥。由于复制节点的部署位置不同于原捕获节点，因此LTB能够有效阻止其与邻居节点建立成对密钥。LTB相比现有各种周期性复制节点检测机制的优势是它彻底消除了复制节点攻击隐患而且协议开销更低，通信开销从 O(pn^3/2)下降到O(n)，其中，p是检测周期数，n是网络节点个数。Key predistribution with location and time binding:novel approach against node replication attacks in wireless sensor networks

基于生命期划分的无线传感器网络节能策略

沙超,王汝传,黄海平,孙力娟

2010, 31(4): 17-7.

摘要 ( 685 )

PDF下载 (727KB) ( 716 )

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提出一种基于生命期划分的节能数据传输策略。利用能耗判定建立多层簇，并在保证能耗均衡的基础上划分节点生命期，同时利用节点工作状态轮转，进一步延长了网络生存时间。仿真结果表明，本方法相比于其他一些能量有效的网络协议，拥有更长的网络生存时间及更均衡的网络能耗。

宽带星载DBF相控阵天线设计与实现

梁广,龚文斌,刘会杰,余金培

2010, 31(4): 26-36. doi:1000-436X(2010)04-0026-11

摘要 ( 151 )

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针对低轨卫星通信天线波束“等通量”覆盖的赋形要求，采用遗传算法对天线阵列进行了多目标平衡优化综合。根据 SHA 阵和波束覆盖的空间旋转对称性，在波束空间和阵元空间内进行阵元分组，将波束形成矩阵自由度降为1/3，简化了遗传算法参数数量，为波束形成因子复用奠定基础。针对16波束宽带输入，利用 DFT滤波器组、复用式波束形成网络、单音闭环校正等算法设计了分布式数字波束形成器和幅相校正单元，运算量降为原来的4.5%，节省硬件资源80％。最后首次完成了16波束61阵元星载DBF相控阵天线样机的研制，暗场测试结果表明波束增益达到等通量覆盖要求，验证了以上算法和工程设计的正确性与有效性。

基于ABE-IBS的无线传感器网络签名加密一体化方法

祁正华,杨庚,任勋益,王卉

2010, 31(4): 37-44. doi:1000-436X(2010)04-0037-08

摘要 ( 101 )

在线阅读 ( 3 )

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为了提高无线传感器网络加密与签名的安全性与效率，结合椭圆曲线上双线性对的基于身份的签名体制（IBS），提出了基于属性的加密和基于身份的签名一体化（ABE-IBS）方法和一个有效的无线传感器网络签密方案，分析与实验结果表明，提出的方案复杂性和存储要求低、效率高，能增强无线传感器网络的安全性。

基于网络编码的无线单跳传输框架的研究与实现

陆一飞,陶军,沈呈,夏勤

2010, 31(4): 45-54. doi:1000-436X(2010)04-0045-10

摘要 ( 82 )

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数据和表 | 参考文献 | 相关文章

为了解决无线链路易出错从而降低传输效率以及由于重传导致数据流间传输不公平，基于网络编码的思想，在无线单跳传输结构下，提出了基于编码组的传输模型，并根据中心站点的传输数据不同，分为内部数据传输模型和外部数据传输模型。基于上述传输模型，提出了一种基于编码组的数据传输框架。最后通过仿真实验，分析了ARQ单播策略、FEC单播策略和编码组传输框架的传输延迟，同时还对它们的传输吞吐量进行分析比较，并且在节点突发出错情景下分析ARQ 单播策略、FEC 单播策略和基于重传的编码组传输框架的吞吐量变化。实验表明：FTCG 能够提高传输效率，并且在节点突发出错情景下能有效解决由于节点突发出错而造成的系统吞吐量急剧下降问题，保证了数据传输的公平性。

幅相误差对MUSIC算法空域谱及分辨性能影响的分析

王鼎,王超,吴瑛

2010, 31(4): 55-63. doi:1000-436X(2010)04-0055-09

摘要 ( 94 )

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基于正交投影矩阵扰动定理，推导了幅相误差条件下 MUSIC 算法空域谱的一阶统计表达式，并且给出了一种求解平均信噪比分辨门限的一元二次方程，从而能够计算出相应的信噪比分辨门限。相比目前已有的方法，空域谱的一阶统计表达式不需要计算理想协方差矩阵的特征值和特征向量，仅需要已知阵列流型向量和信源协方差矩阵，并且给出的平均信噪比分辨门限适用于信源功率不一致的情况。数值实验验证了理论分析的正确性。

基于双向共享树的MPLS多播流聚合算法

李领治,朱艳琴,杨哲

2010, 31(4): 64-71. doi:1000-436X(2010)04-0064-08

摘要 ( 106 )

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可扩展性是影响多播在MPLS网络大规模使用的主要问题，为解决该问题提出了一种基于双向共享树的多播流聚合算法。它根据节点之间的关系计算多播流的可聚合度，然后将标记边缘路由器聚类生成共享树的叶子节点集，并由树管理服务器计算双向共享树的拓扑结构，最后将可聚合度大于指定阈值的多播流汇聚到树中。实验结果表明，该算法可以大幅缩小MPLS标记的占用，简化中间节点的处理过程，减少路由器的转发状态，大大提高了MPLS多播的可扩展性。

异构传感器网络中基于闲时能量开销优化的密度控制算法研究

刘林峰,邹志强,张登银,王汝传

2010, 31(4): 72-79. doi:1000-436X(2010)04-0072-08

摘要 ( 53 )

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基于闲时能量开销优化目标提出了一种适用于异构传感器网络的密度控制算法（DCA）,DCA能寻找到一个闲时能量开销近似最小化的连通覆盖集合，该集合最终映射为活跃节点集合。理论分析和实验数据表明，DCA所生成的拓扑能有效降低网络闲时能量开销，延长了网络的生命周期。

基于OFDMA的WiMAX周期测距中的多用户频偏估计

范达,曹志刚,易芝玲

2010, 31(4): 80-87. doi:1000-436X(2010)04-0080-08

摘要 ( 66 )

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针对 WiMAX OFDMA上行链路的周期测距，提出了2种适用于多用户的载波频偏估计方法，分别采用PN码的时域及频域相关特性提取期望测距用户，并给出了多用户情况下CFO估计的理论结果。仿真实验证明，基于频域相关的方法更适合于在一个测距时隙内存在多个测距用户的情况，并且不易受定时偏差估计误差的影响。

加权分数傅里叶变换在采样重构中的应用

史军,迟永钢,沙学军,张乃通

2010, 31(4): 88-93. doi:1000-436X(2010)04-0088-06

摘要 ( 77 )

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针对频域非带限信号的重构问题，提出了一种基于加权分数傅里叶变换的采样与重构算法，并利用信号加权分数傅里叶变换在加权分数域的特性，得到了信号可完全重构的条件。理论分析和仿真结果表明，在满足给定误差的条件下，该算法能够以低于香农重构所需的采样率实现对信号的恢复，且简单易行，可利用FFT快速算法实现。

基于Read_Write转换模型的网络安全性评估

鲁智勇,冯超,余辉,唐朝京

2010, 31(4): 94-102. doi:1000-436X(2010)04-0094-09

摘要 ( 67 )

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提出了用于网络中根目录读写管理权限转换的Read_Write转换模型及其相关概念，然后用状态转换算子?对模型转换功能进行了数学描述，设计了基于 Read_Write 转换模型的网络安全状态转换器，并以此建立了网络安全性评估模型。最后，通过举例分析证实了所提出方法的可行性和有效性。

移动自组织网络可用带宽估计方法研究进展

吴大鹏,武穆清,甄岩

2010, 31(4): 103-115. doi:1000-436X(2010)04-0103-13

摘要 ( 76 )

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首先分析了有线网络和无线网络带宽估计机制的区别，然后，在此基础上给出了MANET可用带宽定义，并且从原理上分析了数据帧碰撞概率、回退时间以及信道空闲比例等对MANET中的可用带宽造成影响的因素，同时对各种参数的测量以及估计方法进行了详细介绍，最后展望了带宽估计的应用前景和研究趋势。

放大转发OFDM协同中继系统多业务资源分配机制

陈书平,王文博,张兴,付雷

2010, 31(4): 116-121. doi:1000-436X(2010)04-0116-06

摘要 ( 55 )

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提出了点到点多载波协同中继系统多业务资源分配框架，并给出了一种最优化自适应功率、载波和比特分配算法；为了降低算法复杂度，又提出了一种次优搜索算法，该算法依据信道特性，在满足业务 QoS基础上使业务占用资源最小。仿真结果表明：提出的最优算法在保障多媒体业务QoS的基础上能够有效改善频谱效率，对比于传统算法有1~2bit/(s·Hz)的性能提升；而提出的次优搜索能够取得接近最优算法的性能（差别在0.6 bit/(s·Hz)左右），并且实现复杂度由指数级别降至线性。

基于数据拟合的OFDM时变信道估计方法

段鹏,何明一,田野,薛敏彪

2010, 31(4): 122-127. doi:1000-436X(2010)04-0122-06

摘要 ( 51 )

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利用周期伪随机(PN)序列频域能量集中在某些点上的特点，提出一种基于数据拟合的时变信道估计算法。该方法利用周期性PN序列的自相关特性，降低噪声和未知数据对导频的干扰；同时利用其周期性，实现对信道变化趋势的多点拟合；并在此基础上利用信道时间平均值对估计参数进行修正，以进一步提高估计精确性。仿真结果表明：与传统方法相比，该方法具有较优的误码率(BER)和均方误差(MSE)性能，尤其在低信噪比环境下性能改善显著。

新的纸币图像特征提取方法

盖杉,刘鹏,刘家锋,唐降龙

2010, 31(4): 128-133. doi:1000-436X(2010)04-0128-06

摘要 ( 45 )

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综合利用 Contourlet变换和模糊逻辑方法的优点，提出一种新的基于Contourlet变换和模糊逻辑的纸币图像特征提取方法。该方法通过对纸币图像进行Contourlet变换，提取纸币图像在不同尺度不同方向上的变换系数。把提取的系数作为语言变量，在此基础上引入模糊逻辑方法，计算出模糊特征空间中每个模糊区域的激活强度值，并将其进行归一化处理后构成纸币的特征向量。同时结合纸币的几何特征来进行粗分类。采用神经网络作为识别分类器并且在识别阶段引入拒识类。实验结果表明，提出的方法取得了较高的识别率并且满足清分系统实时性的要求，该方法已经在一个资源约束的嵌入式系统中得到应用。

分集技术下频谱感知的性能分析

王谦,岳殿武

2010, 31(4): 134-140. doi:1000-436X(2010)04-0134-07

摘要 ( 56 )

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数据和表 | 参考文献 | 相关文章

研究了在普适的相关非同分布Nakagami-m衰落模型情况下，次用户采用能量检测和等增益合并技术进行频谱感知的性能。给出了检测概率的闭式表达式，并通过分析漏检概率的渐进曲线斜率说明分集技术对频谱感知性能带来了提升。利用数值结果和Monte-Carlo仿真验证了理论推导的准确性。最后通过Monte-Carlo仿真观察了等增益合并分集技术下信道相关性对检测概率的影响。

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