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2018年 第40卷 第6期 刊出日期:2018-05-25
电子技术
快速强跟踪UKF算法及其在机动目标跟踪中的应用
鲍水达, 张安, 毕文豪
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1189-1196.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.01
摘要 ( )   PDF (2773KB) ( )  
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当系统模型不能正确描述真实系统时,强跟踪无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)能很好地弥补传统UKF鲁棒性差的不足,保证滤波精度,但需要额外使用无迹变换,极大地增加计算量。针对这一问题,利用Taylor展开分析渐消因子在UKF中的机理,建立渐消因子近似引入方法,提出快速强跟踪UKF。基于统计浮点运算次数的方法定性分析计算量,表明快速强跟踪UKF计算量与传统UKF相近。根据滤波收敛性判据,讨论了强跟踪UKF的收敛性。仿真实例证明,快速强跟踪UKF滤波精度与强跟踪UKF相差无几,计算量大幅降低。
基于卷积神经网络的水下目标特征提取方法
王念滨, 何鸣, 王红滨, 郎泽宇
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1197-1203.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.02
摘要 ( )   PDF (1145KB) ( )  
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针对水下目标特征提取问题,在卷积神经网的基础上,提出了一种新的网络结构。该框架通过引入特征图多维加权层,强化了特征图的空间信息,弥补了进入全连接层时空间特征的丢失。以层次结构构造一个集特征提取和分类器训练于一体的端到端网络,同时利用深度网络的反向传播完成分类器对特征提取的反馈以改进特征的效果。在仿真模拟实验上,该网络框架分类目标达到了78.61%的精度,与其他方法相比,有效提高了目标的识别精度。所提框架能有效分类识别水下目标,具有良好的识别精度,且具备模块化结构,无需复杂预处理,实现简单。
平方根递推更新GMP-PHDF
梁志兵, 刘付显, 高嘉乐
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1204-1211.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.03
摘要 ( )   PDF (2444KB) ( )  
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传统高斯混合粒子概率假设密度滤波器(Gaussian mixture particle probability hypothesis density filter,GMPPHDF)采用先验状态转移概率密度作为重要性密度函数,会出现粒子退化问题。而递推更新高斯滤波器依据测量函数梯度渐进式地进行状态更新,可获得更为接近于真实分布的后验估计,但其协方差矩阵易非正定而导致递推中断。对此,本文首先分析平方根递推更新高斯滤波器(square-root recursive update Gaussian filter,SR-RUGF)的实现思路,并给出基于容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)的SRRUGF实现步骤。在此基础上,利用SRRUGF为GMPPHDF构建重要性密度函数,进而提出基于平方根递推更新的GMP-PHDF(square-root recursive update GMP-PHDF, SRRU-GMP-PHDF)算法。仿真结果表明,算法可以很好地利用量测信息,获得更高精度的估计结果。
自适应网格跟踪微分器设计
徐秋坪, 常思江, 王中原
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1212-1220.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.04
摘要 ( )   PDF (5067KB) ( )  
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针对传统跟踪微分器给大幅度变化的离散输入信号安排过渡过程时存在误差较大和相位滞后等问题,提出了一种自适应网格跟踪微分器。根据任务要求将整个跟踪过程分为上升段和稳定段。将滤波因子和速度因子扩张成二维网格,并按照设定的网格细化策略依次细化网格,直到满足精度要求为止。通过若干案例仿真验证了该自适应网格跟踪微分器的可行性和有效性。它能有效地处理大幅度变化的离散输入信号,具备快速、准确、无超调的跟踪性能,而且安排的过渡过程和提取的微分信号均无相位滞后。此外,在处理连续信号时,该跟踪微分器同样具备这些优越的跟踪性能,而且不受采样步长的影响,具备更好的适应性。
基于局部搜索OMP的网格失配STAP算法
李志汇, 张永顺, 高乾, 郭艺夺, 王强, 刘洋
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1221-1226.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.05
摘要 ( )   PDF (2294KB) ( )  
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针对稀疏恢复空时自适应处理(space-time adaptive processing, STAP)存在网格失配时,造成稀疏恢复STAP的性能下降这一问题,提出一种基于局部搜索正交匹配追踪算法。该算法首先从全局STAP完备字典中选择与杂波相匹配的全局网格点;然后以选出的全局网格点为中心,以全局完备STAP字典的空时频率间隔为区域,构建局部STAP字典,并从中选择与杂波最匹配的局部网格点;最后得到杂波的角度多普勒像和修正的STAP字典。仿真结果表明,所提的算法能够选择与真实杂波脊相匹配的网格点,从而提高了稀疏恢复STAP技术的性能。
传感器与信号处理
基于概率直方图的被动雷达弱目标检测方法
户盼鹤, 鲍庆龙, 陈曾平
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1227-1232.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.06
摘要 ( )   PDF (3444KB) ( )  
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复杂电磁环境和武器系统隐蔽攻防的趋势下,目标回波常淹没在噪声干扰之中而难以被准确检测。被动雷达因能有效应对电子对抗、隐身技术以及反辐射导弹等威胁而引起广泛关注,但被动探测方式制约于辐射源的特性,采用传统长时间积累方法有时难以有效提高目标检测性能。针对上述问题,本文提出一种被动雷达的弱目标探测方法,该方法以单脉冲为处理对象,利用概率统计方法,对观测时间内的每一条脉冲检测结果进行统计,并通过概率直方图中的目标检测频度分布来检测目标。实验结果表明该方法能有效检测弱目标,非常适合在工程实践性中应用。
面向雷达高速目标检测的RFT快速实现方法
段毅, 商哲然, 谭贤四, 曲智国, 李志淮
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1233-1240.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.07
摘要 ( )   PDF (4415KB) ( )  
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基于Chirp-Z变换(Chirp-Z transform, CZT)的Radon-Fourier变换(Radon Fourier transform, RFT)是一种频域RFT算法,然而对多普勒模糊数的遍历搜索使得该算法运算量较大,同时该方法对积累结果采用选大处理抬高了噪声电平。针对上述不足,提出了一种由粗到精(coarse-to-fine,CTF)的RFT快速算法(CTF-RFT)。在粗检测阶段,首先对多普勒模糊数进行跨间隔搜索,对多组二维积累结果进行粗检测提取潜在目标,再利用目标积累能量在多普勒模糊数维的变化规律剔除虚假目标,得到目标所在的多普勒模糊数区间及粗略参数;在精检测阶段,对粗检测确定的多普勒模糊数区间进一步搜索,确定目标的精确参数。理论分析和实验结果表明,与CZT-RFT相比,CTF-RFT在获得几乎相同检测性能的同时进一步降低了计算量。
双基地MIMO雷达多目标高精度跟踪算法
张正言, 张剑云
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1241-1248.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.08
摘要 ( )   PDF (4274KB) ( )  
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针对双基地多输入多输出(multipleinput multiple-output,MIMO)雷达自适应非对称联合对角化(adaptive-asymmetric joint diagonalization,AAJD)跟踪算法在低信噪比时失效的问题,提出一种双基地MIMO雷达高精度跟踪算法。首先,针对低信噪比时AAJD算法信号子空间扩展问题,利用主成分顺序估计原理求出特征值,根据特征值的大小对导向矢量进行排序,得到更加精确的信号子空间。其次,根据跟踪状态的不同,将多目标分类(multiple signal classification,MUSIC)算法分为两步:第一步全空域大步长扫描,对应跟踪非稳定状态;第二步小空域小步长扫描,对应跟踪稳定状态,空域范围由上一时刻估计角度和运动速度确定,并将峰值搜索过程变为取最大值操作,降低了计算量。算法解决了低信噪比时信号子空间扩展问题,提高了跟踪性能,且采用了性能更高的MUSIC算法,并对其进行改进,降低了计算量。仿真结果证明了算法的有效性。
基于复近似信息传递的多通道SAR成像方法
吴辰阳, 魏中浩, 张冰尘, 卢晓军
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1249-1254.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.09
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偏置相位中心天线(displaced phase center antenna, DPCA)技术作为一种实现高分辨率、宽测绘带宽的有效技术手段,被广泛应用于高性能合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)系统研制中。为了实现最佳的成像效果,DPCA雷达成像系统需要满足方位向均匀采样条件,否则会导致方位向等效相位中心的周期性非均匀分布,进而使用经典匹配滤波成像方法会产生严重的方位模糊。根据稀疏信号处理理论,本文提出了一种基于复近似信息传递(complex approximate message passing, CAMP)算法的多通道非均匀采样DPCA成像方法,可以有效地解决多通道SAR因非均匀采样所产生的方位模糊以及杂波干扰问题,实现对观测区域的高精度重建。仿真和实际数据实验验证了该方法的有效性。
对分布式组网雷达的航迹欺骗偏差补偿技术
柳向, 李东生
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1255-1264.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.10
摘要 ( )   PDF (5298KB) ( )  
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电子战飞机(electronic combat air vehicle,ECAV)在对雷达网协同产生航迹欺骗干扰过程中会引入误差,分布式组网雷达可根据真/假航迹关联距离差异识别出航迹欺骗干扰。针对该问题,在三维条件下设计产生两种航迹欺骗干扰的基础上,重点分析雷达站址侦测误差和电子战飞机预设位置误差对航迹欺骗干扰的影响,然后针对组网雷达航迹关联检测,提出了一种偏差补偿机制,理论分析和仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。
系统工程
多重不确定因素影响的高端装备研制任务仿真建模
张西林, 谭跃进, 杨志伟
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1265-1273.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.11
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针对高端装备研制任务影响因素多、不确定性大、网络结构复杂等特点,采用蒙特卡罗仿真方法模拟其执行过程,用以估算研制任务的工期、成本、返工次数、失败率等。综合考虑子任务的工期和成本的不确定性、子任务之间的各种关系以及执行过程中的自环、返工迭代、重叠、失败、学习效应等,改进资源冲突处理规则,基于设计结构矩阵建立仿真模型,并实现了仿真算法。以某无人机研制任务为例进行应用研究,对仿真输出的工期、成本、返工次数、失败率等数据进行分析,并与相关文献中的数据进行比较。
基于ONM的无人机信息支援远程体系作战能力评估
陈士涛, 李大喜, 赵保军
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1274-1280.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.12
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提出无人机远程信息支援体系的顶层作战概念,建立远程作战的OODA环模型。对无人机信息支援下的远程作战体系进行深入研究,探索作战网络节点和边的建模方法,构建作战网络模型。基于信息熵度量作战过程的不确定性程度,提出基于OODA环和作战网络模型的体系作战能力评估方法。通过实例分析,验证评估方法的适用性。通过对评估结果的分析,辨识对作战能力影响较大的节点,对比不同作战环的作战能力,生成作战环信息流程建议。
基于SVM和Skyline查询的空地一体化攻击任务决策
李波, 李曦彤, 高晓光, 崔四杰
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1281-1287.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.13
摘要 ( )   PDF (1262KB) ( )  
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为提高空地一体化综合作战效率及武器资源利用率,本文对多任务多目标导弹空地一体化攻击任务决策问题进行了研究。建立了适用于一体化综合作战的导弹效能在线评估系统,结合实时评估的结果构建了导弹攻击任务决策系统。分析了当导弹不能有效命中原始目标时任务切换的最优决策算法,即首先根据支持向量机理论提出了导弹选择对空/对地任务类型的切换决策模型对导弹下一时刻的任务类型进行训练和预测,在此基础上根据Skyline查询算法计算出导弹切换攻击目标的非劣解集合,提出了导弹最终选择最优攻击目标的决策模型,并进行了相应的仿真实验。仿真结果表明:所建系统相比于传统的导弹任务决策系统能够更加适用于空地一体化综合作战中。
卫星数据传输全流程调度及优化算法
向云武, 章文毅, 田妙苗
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1288-1293.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.14
摘要 ( )   PDF (1720KB) ( )  
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卫星数据传输过程包括两个环节:一是卫星到地面站的星地传输环节,二是地面站到数据中心的地面传输环节。卫星数据的传输问题即合理分配地面接收资源和数据传输链路资源,高效传输卫星数据。以在最短时间内获取卫星数据为目标,建立了包含星地传输和地面传输两个环节的全局调度优化模型,包括星地传输过程中的冲突消解模型和地面传输过程中数据传输模型。利用成像软件生成不同规模的调度任务,采用动态规划和遗传算法的混合算法求解。实验结果表明,与传统调度将两个环节分开优化相比,所提的全局优化能够明显缩短卫星数据传输总时间。
军用飞机修理线建模与修理能力分析
王攀, 陈云翔, 蔡忠义, 李超
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1294-1301.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.15
摘要 ( )   PDF (784KB) ( )  
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为准确掌握军用飞机修理线的实力状况,有效提升大修能力,结合Petri网建模仿真方法,开展修理线的能力分析。根据军用飞机修理线特点,建立了修理线层次结构模型。针对飞机大修过程的离散动态特性,采用分层赋时Petri网进行刻画,并根据大修实际制定模型运行规则。设定了修理能力分析指标,并通过仿真,从不同层面进行修理线的能力统计分析,寻找修理能力制约点和提升点。通过案例验证了所提模型与方法的可行有效性,对军用飞机修理线能力建设具有现实意义。
多变量离散灰色幂模型构建及其优化研究
丁松, 党耀国, 徐宁, 王俊杰, 耿率帅
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1302-1309.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.16
摘要 ( )   PDF (1338KB) ( )  
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针对多变量小样本的非线性系统建模问题,提出了多变量离散灰色幂模型,并探讨其参数求解方法;鉴于驱动因素作用机制对模型精度的重要影响,通过引入驱动控制函数,多阶段识别起主导作用的驱动因素,构造多变量离散灰色幂模型的优化模型,并研究驱动控制函数参数识别方法,给出了模型建模预测步骤;最后,利用构建模型解决我国粮食产量预测问题,表明新模型能够更好地描述系统特征行为序列与驱动因素序列间的非线性关系,从而有效提升建模精度。
基于精益协同思想的航天器系统工程研制管理平台
王建军, 向永清, 赵宁
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1310-1317.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.17
摘要 ( )   PDF (2494KB) ( )  
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为提升航天器系统工程研制管理能力,剖析航天器系统工程研制管理难点和需求,提出借助信息化技术实现以研制流程为驱动、以工作包为核心、以产品结构为纽带的精益协同智能研制管理模式。通过分析航天器系统工程研制过程构建研制流程,实现研制过程的智能运行、显性管理和全程监控;通过分析航天器系统工程研制要素构建工作包,实现各项研制要素的有机融合、交互与协同;通过分析航天器产品结构构建产品信息包,实现研制信息的统一管理、全面综合、深度应用;基于企业服务总线(enterprise service bus,ESB)技术、Web Service技术和简单对象访问协议技术构建了由资源层、服务层、ESB层和应用层构成的航天器系统工程研制管理平台,实现航天器系统工程研制精益协同智能管理以及真正意义上的过程控制。
制导、导航与控制
旋转弹舵机控制滞后及延迟补偿时间分析
连捷, 姚晓先, 郭致远
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1318-1324.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.18
摘要 ( )   PDF (2616KB) ( )  
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针对十字鸭舵布局的双通道旋转弹控制滞后问题,从舵机控制力角度建立控制模型,推导了控制力滞后角的计算公式;从系统组成方面对指令的形成与传输过程进行了分析,得出滞后形成的两方面原因:地磁陀螺和弹载计算机引起的舵机输入指令信号延迟和舵机性能引起的舵机指令响应信号延迟;利用滞后角计算公式和正弦波扫频法,得到低转速下舵机输入指令信号和指令响应信号的延迟补偿时间为常数;提出根据延迟补偿时间常数和转速进行滞后补偿的方法,并进行了实验验证。实验结果表明,此方法具有良好的补偿效果。
变体飞行器有限时间收敛LPV鲁棒控制
刘正华, 温暖, 祝令谱
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1325-1330.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.19
摘要 ( )   PDF (1825KB) ( )  
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以一类翼展可变的飞行器模型为对象,研究了一种针对参数不确定的线性变参数(linear parameter varying, LPV)系统的滑模变结构鲁棒控制问题。首先,通过Jacobian线性化和模型张量积转化将变体过程中的非线性模型最终简化为多胞体LPV系统。然后将鲁棒滑模控制技术拓展到此LPV模型中,给出了以线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)为形式的降阶滑动模态的存在性及鲁棒稳定性定理,以此为基础所设计的参数依赖的趋近律控制器能够使具有不匹配不确定性的LPV系统在有限时间内收敛至滑模切换面。仿真结果表明,上述滑模控制器在模型存在不确定性的情况下能够保证变体过程的全局稳定性。
系统工程
面向突防的多约束滑翔弹道优化设计
许强强, 葛健全, 杨涛, 陶烨, 黄浩
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1331-1336.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.20
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快速通过敌方雷达探测区域能够增加打击突然性,提高突防性能。如何在弹道设计中描述雷达探测问题是必须解决的问题。为此,在常见多约束条件下的弹道设计方法基础上,根据雷达方程,将辐射型禁飞区约束转化为沿弹道积分的威胁系数约束。基于威胁系数积分建立弹道优化性能指标函数,利用hp自适应Radau伪谱法对此优化问题进行求解,得到了满足飞行过程约束且暴露于敌方雷达探测区域最小的飞行弹道,对比分析仿真结果,验证了模型和方法的正确性,达到了提高突防性能的目。
制导、导航与控制
双组元推进系统的部分可观时间Petri网故障诊断
刘久富, 张治国, 郑锐, 刘海阳, 杨忠, 王志胜
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1337-1344.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.21
摘要 ( )   PDF (1954KB) ( )  
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研究了基于部分可观时间Petri网双组元推进系统的故障诊断问题。针对双组元推进系统中环境复杂且部分关键信息无法通过传感器获取的情况,结合部分可观时间Petri网,提出构建修正状态类图的部分可观时间Petri网故障诊断方法。系统过程的节点对应为可观测变迁和不可观测变迁,结合变迁同步、异步触发关系,标定各变迁时间区间,建立部分可观时间Petri网模型,然后转化为修正状态类图。遍历所有满足可观测变迁触发时间和序列信息的路径,诊断系统是否发生故障。最后对双组元推进系统建立部分可观时间Petri网模型,结合系统工作过程中各执行机构可观测状态,对系统不可观部分进行故障诊断,验证了算法的有效性。
基于滑模干扰观测器的反演终端滑模飞行控制
王坚浩, 胡剑波, 张亮, 张鹏涛, 宋敏
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1345-1350.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.22
摘要 ( )   PDF (1935KB) ( )  
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针对某战斗机机动飞行时强耦合、气动参数和力矩干扰不确定非线性模型,提出了一种基于滑模干扰观测器的滑模反演控制方法。将飞机非线性动力学模型分解为角度回路和角速度回路并表示为严格反馈形式,分别采用反演和快速终端滑模方法设计虚拟控制律与实际控制律。结合滑模微分器获取虚拟控制律的导数,避免计算复杂性问题,并基于滑模微分器设计干扰观测器,实现对模型不确定性的有效估计和补偿。仿真结果表明,该控制方法对气动参数摄动和力矩干扰不确定性具有鲁棒性,能够实现对参考轨迹的稳定跟踪。
载人航天器组合体CO2分压控制策略分析
靳健, 陈伯翰
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1351-1357.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.23
摘要 ( )   PDF (4565KB) ( )  
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随着载人航天技术的发展,载人航天器由单舱段构型逐渐发展成为多舱段组合体构型,其中一个或若干个舱段在舱间通风的支持下对组合体密封舱内空气环境进行集中控制。利用多学科建模工具Ecosimpro建立了载人航天器组合体CO2分压控制计算模型,对载人航天器组合体组建过程中,各舱CO2分压水平进行了分析。当舱段数达到3个以上,将会出现非主控舱CO2分压超标现象。针对CO2分压超标现象,提出了3种控制策略:提高全部舱间通风量、更改CO2控制系统位置、提高部分舱间通风量+更改CO2控制系统位置,并对3种控制策略的效果进行了仿真分析。结果表明,更改CO2控制系统位置并提高部分舱间通风量是最有效的载人航天器组合体CO2分压控制策略。
通信与网络
OQAM/OFDM系统基于迭代的辅助导频信道估计
薛伦生, 张凯, 陈航, 邱上飞
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1358-1362.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.24
摘要 ( )   PDF (1892KB) ( )  
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针对基于交错正交调制的正交频分复用(offset quadrature amplitude modulation/orthogonal frequency division multiplexing,OQAM/OFDM)系统中信道估计问题,本文提出了一种基于迭代的离散导频信道估计方法。通过分析系统存在的固有干扰,指出传统离散导频信道估计方法性能较低的原因。通过减少辅助导频消除干扰的个数降低辅助导频能量,使用迭代的方法估计信道的性能。仿真结果表明,所提的消除两个干扰数据符号的迭代辅助导频方法在辅助导频能量与普通数据符号相同的同时能够得到更好的信道估计性能。
高效的多跳频信号2D-DOA估计算法
于欣永, 郭英, 张坤峰, 眭萍, 李雷, 李红光, 孟涛
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1363-1370.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.25
摘要 ( )   PDF (4555KB) ( )  
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为了利用跳频信号的空域特征参数辅助多跳频信号的网台分选,在空时频分析的基础上,提出一种基于多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)对称压缩谱(MUSIC symmetrical compressed spectrum, MSCS)的多跳频信号二维波达方向(two dimensional direction of arrival, 2D-DOA)高效估计算法。首先根据跳频信号的时频域特征,构建每一跳的空时频矩阵(spatial timefrequency distribution, STFD),获取时频域的协方差矩阵;然后将共轭子空间的思想引入到MUSIC算法中,通过对噪声子空间及其共轭的交集进行奇异值分解,实现噪声子空间的降维;最终通过半谱搜索实现2D-DOA的高效估计。同时为了提高低信噪比条件下算法的性能,在时频图处理过程中采用形态学滤波进行去噪,并在修正的时频图上完成了跳频信号每一跳的提取。通过理论论证和实验仿真表明,本文算法相比于MUSIC算法,在保证均方根误差相当和估计成功率有所提高的情况下,计算复杂度降低了一半。
认知网络中基于三角分解的干扰对齐算法
李兆玉, 马东亚, 唐宏, 徐栋
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1371-1377.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.26
摘要 ( )   PDF (1006KB) ( )  
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针对多个主用户、多个次用户的认知多输入多输出网络,由次用户单方面消除主次间的干扰,带来次用户性能严重损失的问题,提出一种联合主次用户信道矩阵进行三角分解的干扰对齐算法。首先,根据各个用户的信道质量分别对主用户系统和次用户系统的信道矩阵进行排序;然后,结合主用户网络和次用户网络的信道矩阵进行三角分解;最后,通过最小均方误差算法来验证所提算法的可行性。仿真实验表明,所提算法能有效地提高次用户自由度上限以及次用户网络和主用户网络的系统容量、平均能量效率及抑制干扰的能力。
单通道混合信号的深度联合分离译码算法
付君, 彭华, 杨勇
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1378-1384.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.27
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针对采用低密度奇偶校验(low density parity check, LDPC)码编码的单通道同频混合信号,提出一种深度联合分离译码算法。采用了Gibbs分离过程中的逐符号分离步骤和译码过程中的逐符号译码步骤之间交替更改变量节点似然软信息的方式,在初期译码步骤输出的软信息模值较小,便于分离步骤对译码步骤的结果及时进行纠正,降低整体误比特率,软信息达到译码门限后开始发挥译码作用并最终和分离步骤达到一致收敛。仿真结果表明,本文提出的深度联合算法能够有效避免传统迭代分离译码算法由于分离过程的误比特率超出软输入软输出(soft input soft output, SISO)译码器纠错能力范围导致算法无法收敛的现象,降低联合分离译码算法的门限并提升整体性能,对于8PSK调制的混合信号在误比特率为10-3时有1 dB的性能改善
软件、算法与仿真
基于信息流改进的贝叶斯网络结构学习算法
李明, 张韧, 洪梅, 白成祖
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1385-1390.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.28
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基于信息流提出贝叶斯网络结构学习的改进型搜索评分算法。首先计算信息流进行全局因果分析,构造0/1优化问题,获得最优初始网络结构;在此初始结构的基础上产生搜索空间,采用贪婪算法搜索最优结构弧,同时由信息流确定弧方向,实现网络结构的一体化学习。首次将信息流引入贝叶斯网络的结构学习,优化了初始搜索空间,实现了弧和弧方向的同步确定,更能获得近似全局最优结构。实验表明,改进算法较其他算法的准确性和学习效率更高。
基于动态指导滤波的显著性检测方法
王晨, 樊养余
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1391-1397.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.29
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显著性检测是指自动提取未知场景中符合人类视觉习惯的兴趣目标的方法。为了进一步提高检测的有效性,同时降低像素类检测算法的计算量和复杂度,提出了基于动态指导滤波的图像显著性检测方法。在新设计的简单迭代指导滤波中,核函数不再像经典指导滤波器那样只利用固定的指导图像,而是利用了输入图像和动态指导图像的联合结构信息,它保证了指导图像对原输入图像较好的结构传递性。其次,为了节约算法的时间成本,采用采样的方式降低算法计算中需要的计算量。最后,为了提取更有效地的显著性区域,引入了关键显著性区域提取方法,通过修正关键点集合得到更准确的目标区域。实验结果表明,相比于其他像素类的显著性检测方法,该算法可以更快速和有效地检测出显著性目标。
基于多尺度相似度特征的答案选择算法
陈柯锦, 侯俊安, 郭智, 梁霄
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1398-1404.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.30
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答案选择的主要任务是对问答系统中问题的候选答案排序,当前主流的方法是基于表示学习方法,通过神经网络对问题和答案进行向量表示,然后根据向量相似度对候选答案排序,该类方法忽略了问题和答案的局部关联性。针对这一问题,提出了一种基于多尺度相似度特征的深度学习模型。该模型采取传统的深度学习模型分别提取问题和答案的特征,然后计算各个尺度下的特征相似度得到问答的相似度矩阵,最后采取三种不同的相似度特征学习模型对相似度矩阵学习得到联合相似度。在公开数据集WebQA上进行实验验证,实验结果表明将相似度特征学习方法引入传统深度学习模型获得了较为明显的提升。
可靠性
基于CTMC族的多部件装备群稳态可用度建模方法
冯晓, 郭霖瀚, 宋常浩, 孔丹丹
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1405-1410.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.31
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针对复杂可修装备群稳态可用度解析计算困难的问题,提出一种通过构建多个相关连续时间马尔可夫链(continuous time Markov chain,CTMC)来求解稳态可用度的方法。通过分析装备群的使用与维修特点,采用可用装备数、备件库存数、备件短缺数来刻画部件的状态,分别建立各类部件库存状态的CTMC,进而建立用于分析装备群稳态可用度的CTMC族模型;并根据各类部件的状态转移关系及转移率矩阵,在求解各类部件CTMC模型稳态概率的基础上,给出各类部件的期望备件短缺数和装备群稳态可用度算法。最后通过构建数值案例,将提出的CTMC族模型结果分别与仿真分析和多级可修产品库存控制模型的结果进行对比,验证了提出模型和算法的有效性。
考虑相关性的串联系统动态机会成组维修优化
徐孙庆, 耿俊豹, 魏曙寰, 刘凌刚
系统工程与电子技术. 2018, 40(6):  1411-1416.  doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.32
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多部件串联系统存在复杂的相关性,制定最优的维修策略以保持最低的维护成本是设备科学管理的关键之一。本文提出多部件串联系统动态成组机会维修策略。该策略在考虑部件间的经济相关性和结构相关性的基础上,以节省的总维修成本最大为目标,构建了有限时间内系统维修优化模型;应用了遗传算法对系统各部件进行分组优化,解决了NP难问题;应用滚动计划,将长期计划与短期计划相结合,实现对维修计划的动态实时更新。案例分析表明,该方法能够有效地降低维修成本,值得在工程实践中借鉴。
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