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2017年39卷11期

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论文
密集小蜂窝网络上行性能分析与导频调度
孙强, 徐晨, 吴泳澎
2017, 39(11): 2541-2547. doi: 10.11999/JEIT170161
[摘要](329) [PDF 515KB](438)
摘要:
考虑导频资源受限的密集小蜂窝网络,该文采用基于导频复用的最小均方误差估计进行信道估计,推导出各种导频复用因子下采用最大比合并接收的上行可达速率表达式。由于严重的导频污染,会制约密集小蜂窝网络的上行净可达和速率。为了最大化上行可达和速率,提出利用大尺度衰落信道信息的贪婪导频调度算法减少导频污染,在此基础上,提出低复杂度半动态导频调度算法确定最佳导频复用因子。仿真结果验证了理论推导,所提出的半动态导频调度算法能够减少导频开销,有效地减轻导频污染并提升上行净可达和速率。
认知无线电频谱感知估计时延的随机规划优化算法
姜显扬, 夏凯莉, 唐向宏
2017, 39(11): 2548-2555. doi: 10.11999/JEIT170122
[摘要](195) [PDF 398KB](230)
摘要:
为了提高认知无线电网络的频谱利用率,该文提出对认知无线网络频谱感知估计时间进行优化。如果频谱感知时间较长,一方面对信道参数的估计更准确,会减小对授权用户的干扰并提高认知用户的吞吐量;另一方面,数据传输时间相应缩短,使系统吞吐量减小,这时存在一个最优的感知时间使得系统吞吐量最大。该文认为子频段的信道状态信息服从指数分布,故提出随机规划的方法,对认知无线网络频谱感知估计时间进行优化运算。计算机仿真结果表明,该算法是切实有效的,具有一定的工程应用价值。
一种新的双模微基站非授权信道接入方法
廖树日, 何世文, 杨绿溪
2017, 39(11): 2556-2562. doi: 10.11999/JEIT170184
[摘要](117) [PDF 2082KB](188)
摘要:
利用非授权频段频谱资源提升网络容量需要有效地解决LTE(Long Term Evaluation)与WiFi的共存问题。最近,学术界和工业界相继提出了授权频段辅助接入机制和双模微基站技术提升蜂窝通信系统容量。考虑双模微基站与WiFi接入点覆盖范围存在部分重叠场景,该文提出一种新的双模微基站非授权信道接入机制及联合授权非授权的优化频谱资源分配方案。仿真结果表明,双模微基站和WiFi接入点互不可见时,新方案相比于现有方案由于考虑了空间复用具有更好的系统性能;双模微基站和WiFi接入点互相可见时,新方案与现有方案性能一致,即两者分时独立占用非授权频段频谱资源。
基于凸优化的稀疏阵列方向调制信号综合算法研究
施孝盼, 洪涛
2017, 39(11): 2563-2570. doi: 10.11999/JEIT170391
[摘要](179) [PDF 1616KB](253)
摘要:
方向调制技术利用多天线发射阵列的空间调制能力在天线端综合出具有方向特性的数字调制信号是近年来物理层安全通信领域研究的热点之一。该文提出一种基于凸优化的稀疏阵列方向调制信号综合算法。首先算法建立以阵列稀疏为目标函数以及方向调制信号不同性能要求为约束的非凸优化问题;然后针对这个非凸问题,给出了两种不同的求解方案:一种基于迭代加权l1算法,但稀疏算法得到的结果可能存在阵元间距小于半个波长的情况;另一种基于混合整数规划,确保稀疏算法得到的阵元间距至少为半个波长;最后在混合整数规划算法的基础上建立以方向调制信号功率利用率为目标的优化问题,优化稀疏阵列方向调制信号发射机的功率利用率。仿真结果表明,相比于与现有的基于均匀等间距直线阵列的方向调制信号综合算法,所提算法在方向调制信号的安全性能、方向调制信号发射机的功率利用率以及阵列的稀疏程度之间具有良好的设计灵活度。
基于SVR-Kriging插值的矿井工人二维指纹定位数据库构建算法
王红军, 周宇, 王伦文
2017, 39(11): 2571-2578. doi: 10.11999/JEIT170058
[摘要](169) [PDF 1009KB](183)
摘要:
为突破矿井工人指纹定位中1维模型在定位精度上的局限性,该文提出一种矿井工人2维指纹定位数据库构建算法,并通过SVR-Kriging插值法解决因2维模型带来的数据采集工作量大的问题。首先,通过高斯滤波对采集的采样点位置指纹信息进行预处理,并利用支持向量回归由采样点数据拟合变异函数。然后采用Kriging插值法补全2维网格划分中的未采样区域的位置指纹信息。最后综合采样点与插值点的位置指纹信息建立矿井工人指纹信息数据库,为后续矿井工人指纹定位奠定基础。仿真结果表明,该文算法在减少数据采集工作量的同时保证了算法的可行性与有效性,且在进行位置指纹定位时能够保证较高的精度。
弹性光网络中面向可靠性的链路故障概率保护与保护资源重配置策略
刘焕淋, 杜君丹, 易鹏飞, 陈勇, 张明佳
2017, 39(11): 2579-2586. doi: 10.11999/JEIT170150
[摘要](179) [PDF 545KB](171)
摘要:
为解决弹性光网络中多链路故障保护的高保护资源冗余度问题,该文提出一种面向可靠性的多链路故障概率保护与保护资源重配置(ROPP-BR)策略。在ROPP-BR策略中,该文综合考虑频谱资源消耗和链路故障概率,分别设计了工作与保护路径的链路代价函数,以较小代价分别选择业务可靠性高且频谱资源消耗少的备选工作与保护光路。为满足业务差异化的可靠性需求,ROPP-BR策略设计了一种面向可靠性的概率保护机制,建立了业务可靠性评估模型,在满足业务的可靠性需求的限制下灵活地配置概率保护路径。当业务将要被阻塞时,该文提出一种基于极大团的保护光路重配置方法,对网络中的业务保护资源进行重配置,提高保护频隙的共享度。仿真表明,所提策略兼顾了带宽阻塞率与可靠性性能,有效地降低了保护资源冗余度。
多天线系统中面向物理层安全的极化编码方法
白慧卿, 金梁, 肖帅芳, 易鸣
2017, 39(11): 2587-2593. doi: 10.11999/JEIT170068
[摘要](175) [PDF 325KB](176)
摘要:
该文提出一种基于多输入信道最大容量差映射的极化安全编码方法,通过适当降低信道极化速度达到提高安全传输速率的目的。首先,利用信道极化结构,将极化后的逻辑信道按信道质量划分为好信道与差信道两类;然后,通过具体的逻辑信道删除率迭代分析,提出一种能够有效提升差逻辑信道容量并降低好逻辑信道容量的最大容量差信道映射方法,达到降低信道极化速度的目的;最后,利用加权修正合法信道与窃听信道最大容量差映射结果,实现多输入信道下的极化安全编码。仿真结果表明,在极化阶数n=9的二进制删除信道下,所提方法相比随机映射与Arikan方法,安全传输速率分别由0.029, 0.004提升到了0.042,并且所提方法同样适用于衰落信道场景。
基于原模图LDPC码的分布式联合信源信道编码
洪少华, 王琳
2017, 39(11): 2594-2599. doi: 10.11999/JEIT170113
[摘要](128) [PDF 1212KB](226)
摘要:
该文提出一种基于原模图低密度奇偶校验(P-LDPC)码的分布式联合信源信道编译码系统方案。该方案编码端,分布式信源发送部分信息位及校验位以同时实现压缩及纠错功能;译码端,联合迭代信源信道译码的运用进一步发掘信源的相关性以获得额外的编码增益。此外,论文研究了所提方案在译码端未知相关性系数的译码算法。仿真结果表明,所提出的基于P-LDPC码的分布式联合信源信道编译码方案在外部迭代次数不大的情况可以获得较大的性能增益,并且相关性系数在译码端已知和未知系统性能基本相当。
基于滑窗和原子字典的压缩域跳频信号参数估计算法
付卫红, 张云飞, 韦娟, 刘乃安
2017, 39(11): 2600-2606. doi: 10.11999/JEIT170084
[摘要](112) [PDF 260KB](193)
摘要:
现有跳频信号参数估计算法大多没有考虑跳频信号的结构特性,在低信噪比下存在计算复杂度高或估计精度低的缺点,针对这一问题,该文提出一种基于滑窗和原子字典的压缩域跳频信号参数估计算法。用滑窗法对所处理的跳频信号进行整周期滑动压缩采样,粗略估计出跳频信号的跳变时刻,以块对角化的傅里叶正交基作为稀疏基精确估计出跳变前后的频率,在此基础上构建可以表示跳频信号局部时频特性的原子字典,通过匹配追踪算法准确估计出跳频信号的跳变时刻。实验结果表明,该算法在显著降低信号采样数据量和计算复杂度的同时,保持了跳频信号参数的高精度估计。
MC-CDMA信号的类型识别及参数盲估计
周杨, 张天骐, 钱文瑞
2017, 39(11): 2607-2614. doi: 10.11999/JEIT170166
[摘要](97) [PDF 1137KB](195)
摘要:
针对MC-CDMA信号符号周期、有用数据周期、码片持续时间以及保护间隔长度等参数盲估计问题,该文提出一种改进型的循环自相关算法。首先在接收端对MC-CDMA信号求自相关函数,取傅氏变换,再在频域累积,通过检测不同切片上的谱峰间隔,可以同时估计以上多个参数。此外,根据MC-CDMA信号自身特点,提出一种新的估计符号周期方法累加平均法,将3维图中平行于延时轴的每列谱线累加平均(间隔为符号周期),可估计出符号周期。理论推导了MC-CDMA信号的循环自相关表达式,证明加循环前缀的MC-CDMA信号具有循环平稳性。仿真实验证明了改进型的频域累积循环自相关算法的有效性,且适用于低信噪比环境。
一种带匹配路径约束的最长公共子序列长度算法
王前东*
2017, 39(11): 2615-2619. doi: 10.11999/JEIT170092
[摘要](128) [PDF 197KB](210)
摘要:
在带约束的最长公共子序列问题中提出一种特殊的新问题:假设有两序列Q和C, Q中指定的匹配位置序列I,计算两序列Q和C的最长公共子序列,且这个最长公共子序列的匹配路径必须经过位置序列I。针对此问题,该文提出一种带匹配路径约束的最长公共子序列算法。首先定义带匹配路径约束的最长公共子序列模型,其次推出该序列的性质,最后求出带匹配路径约束的最长公共子序列长度的基础算法和快速算法。基础算法和快速算法时间复杂度分别为O(mnt)和O(mn), m, n, t分别为序列Q, C, I的长度。
修正主模抑制稳健自适应波束形成算法
王昊, 马启明
2017, 39(11): 2620-2626. doi: 10.11999/JEIT170236
[摘要](116) [PDF 527KB](198)
摘要:
针对自适应波束形成器在少快拍和波束指向角度失配情况下性能严重下降的问题,该文提出一种基于修正协方差矩阵的稳健主模抑制算法。算法提出利用修正协方差矩阵估计主模成分,进而重构出数据协方差矩阵,同时利用其特征向量向期望信号导引向量的投影来确定信号子空间维数。为提高算法在低信噪比情况下的性能,提出利用信号区域积分得到正定矩阵,以其主特征向量对信号子空间进行扩充,再将导引向量向信号子空间进行投影得到修正的导引向量。最终利用重构协方差矩阵及修正导引向量得到最优权值。理论分析和仿真实验验证了所提算法的有效性和稳健性。
基于卡尔曼滤波与k-NN算法的可穿戴跌倒检测技术研究
何坚, 周明我, 王晓懿
2017, 39(11): 2627-2634. doi: 10.11999/JEIT170173
[摘要](137) [PDF 2325KB](237)
摘要:
针对老年人跌倒检测的准确性和实时性需求,该文首先建立了基于姿态角的活动描述模型,研发了集成加速度传感器、陀螺仪和蓝牙的活动感知模块,从而实时采集运动变化数据并使用蓝牙发送到智能手机。其次,选取姿态角及加速度信号向量模作为特征量,通过卡尔曼滤波对数据进行去噪与融合,并应用滑动窗口和k-NN算法实现了可实时感知老年人跌倒并报警的系统。实验证明系统在二分类场景下的跌倒检测准确率为98.9%,而敏感度和特异性分别达到98.9%和98.5%,验证了系统具有良好的实时性和较高的准确率。
基于局部差别性分析的目标跟踪算法
田鹏, 吕江花, 马世龙, 汪溁鹤
2017, 39(11): 2635-2643. doi: 10.11999/JEIT170045
[摘要](113) [PDF 30872KB](261)
摘要:
在复杂场景下,为了更好地提升跟踪的鲁棒性,基于局部的相似度测量得到了广泛应用。然而,局部遮挡,形变和光照变化等场景的复杂性,基于传统局部相似度测量的目标跟踪存在很大缺点,例如,在跟踪过程中,仅仅依靠目标和模板的匹配度容易造成跟踪的偏移现象。鉴于此,该文提出一种基于局部差别性相似度测量的目标跟踪算法。首先,以目标-背景的差异性,形成相似性和差异性相结合的局部判别性相似度测量;其次,基于子块在视频序列中的差异性,对子块进行差异性学习,以提高跟踪的准确性。最后,在粒子滤波框架下,基于差别性局部区域测量构建了一种有效的目标跟踪算法。实验结果表明,在复杂图像序列中,该算法实现了目标的准确跟踪,并在光照变化、旋转、缩放和遮挡等方面具有较好的效果。
基于鲁棒前景选择的显著性检测
王晨, 樊养余, 李波
2017, 39(11): 2644-2651. doi: 10.11999/JEIT170390
[摘要](137) [PDF 14386KB](252)
摘要:
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准确性,该文提出了利用鲁棒前景种子的流形排序进行显著性检测的算法。首先利用角点检测和边缘连接算法得到两个不同的凸包,用它们的交集初步确立目标区域的大致位置;然后利用凸包外边缘作为标准对凸包内的超像素进行相似度检测,将与大部分外边缘相似的超像素去除,得到更准确的目标样本作为前景种子;利用锚点图构建新的图结构表示数据节点之间的关系;接着通过基于前景和背景种子的流形排序算法对图像所有区域进行排序,并得到两种不同的显著性检测图;最后借助代价函数对显著性图进行优化,得到最终的显著性检测结果。经实验表明,与几种经典算法对比,该文方法可以进一步提高显著性算法的精确度和召回率。
基于显著度融合的自适应分块行人再识别
陈鸿昶, 陈雷, 李邵梅, 朱俊光
2017, 39(11): 2652-2660. doi: 10.11999/JEIT170162
[摘要](153) [PDF 6027KB](269)
摘要:
针对基于分块匹配的行人再识别中对分块的规则和大小缺乏指导,以及不同分块间的区分度差异问题,该文提出基于显著度融合的自适应分块行人再识别方法。首先,利用启发式思想确定初始聚类中心,并根据图像内容自动确定分块的大小和数目。然后,利用归一化部分曲线下面积计算各块的图像间显著度,利用结构化支持向量机学习各块的图像内显著度,并融合两类显著度得到各块的权重作为匹配得分融合的依据。实验证明,在常用的行人再识别数据集上,该方法能取得较好的识别结果。
基于显著性区域检测和水平集的图像快速分割算法
叶锋, 李婉茹, 陈家祯, 郑子华
2017, 39(11): 2661-2668. doi: 10.11999/JEIT170214
[摘要](214) [PDF 12220KB](374)
摘要:
为了实现含有复杂背景和弱边界图像的快速准确分割,传统的水平集常采用重新初始化的方法,但是这种方法存在计算量大、分割不准确等问题。因此,结合显著性区域,该文提出一种基于边缘信息与区域局部信息结合的变水平集图像快速分割方法。首先用元胞自动机模型检测出图像的显著性区域,得到图像的初始化边界曲线。然后,采用改进的距离正规化水平集演化(Distance Regularized Level Set Evolution, DRLSE)模型把图像的局部信息结合到变分能量方程中,用改进的能量方程去指导曲线的演化。实验结果表明,与DRLSE模型相比,提出的算法平均消耗的时间只需要前者的2.76%,且具有较高的分割准确性。
基于可穿戴设备的日常压力状态评估研究
赵湛, 韩璐, 方震, 陈贤祥, 杜利东, 刘正奎
2017, 39(11): 2669-2676. doi: 10.11999/JEIT170120
[摘要](156) [PDF 1482KB](223)
摘要:
现代生活普遍压力较大,容易引起消极痛苦的应激,导致不良情绪甚至滋生各类慢性病。心理专家需要了解个体的压力状态,从而开展对应性心理疏导和治疗。传统心理学自评法存在一定的主观性;基于生理多导仪的压力状态评估法,受设备体积所限无法用于日常压力状态评估。针对上述问题,该文采用可穿戴式传感设备实时采集个体生理信号,利用心理和生理的伴生关系,对个体的心理压力进行长期实时评估。同时通过蒙特利尔影像应激实验(MIST)诱发出被试平静、轻微及高度压力3种压力状态,此实验范式同时包含认知负荷精神压力因素与社会评价心理压力因素,与日常真实生活更为接近。该文共采集39名健康被试的实验数据,通过对数据的特征值提取等预处理,结合随机森林算法对最优特征子集进行选择,采用支持向量机(SVM)分类算法对3种压力状态进行分类预测。实验结果表明,通过随机森林特征选择优化后的SVM分类,与通用的单一SVM分类算法相比,具有更好的分类识别效果,对3种压力状态的分类准确率可从78%提高至84%。
基于心动周期估计的心音分割及异常心音筛查算法
赵湛, 张旭茹, 方震, 陈贤祥, 杜利东, 李田昌
2017, 39(11): 2677-2683. doi: 10.11999/JEIT170108
[摘要](121) [PDF 1026KB](168)
摘要:
心脏疾病是全球发病率和死亡率最高的疾病,心音听诊可以获取心脏的机械特性及结构特征,与超声心动图、核磁共振等无创诊断技术相比具有快速、低成本和操作简单的优势。心音信号成分复杂,容易受到各种噪声和干扰的影响,听诊诊断结果容易受到医生主观性的影响,极大限制了心音听诊的应用。该文提出一种基于心动周期估计的心音分割及异常心音筛查算法,预先估计了心音的心动周期,存在随机干扰的情况下也可以正确识别信号中80%以上的心动周期,提高了算法的稳定性。同时提出了区分度良好的时域和频域特征指标,利用支持向量机建模,对异常心音的识别率可达92%。算法可辅助医生诊断,或用于家用便携式心音监护设备。
水下高速目标声谱图特征提取及分类设计
王森, 王余, 王易川, 李海涛
2017, 39(11): 2684-2689. doi: 10.11999/JEIT170283
[摘要](104) [PDF 1607KB](204)
摘要:
为了增加水下高速目标的识别特征维度,优化识别效果,该文设计了一种基于目标辐射噪声高速特征量(High Speed Characteristic Quantity, HSCQ)的分类方法。首先,针对水下高速目标辐射噪声的DEMON(Detection of Envelope Modulation On Noise)谱特征进行分析,根据DEMON谱的频率可分性,定义了DEMON谱调制分布比(Modulation Distribution Ratio, MDR)。然后,根据水下高速目标辐射噪声的功率谱历程图直纹特征,应用图像边缘检测、线谱生长等理论进行特征提取,并分析了功率谱历程图的直纹特征量(Straight-line Characteristic Quantity of Spectrum, SCQS)。最后,根据2种特征量的实测信号分析结果,定义了目标辐射噪声的HSCQ,实现了一种新的水下高速目标分类方法。实测信号分析结果显示,采用MDR或SCQS进行单特征量分类,非高速目标的误报率分别为21.4%和16.3%;采用HSCQ进行分类,非高速目标的误报率仅为4.1%。
基于特征谱特征的机场跑道异物分层检测算法
王宝帅, 刘江洪, 郑小亮, 贺岷珏, 肖庆
2017, 39(11): 2690-2696. doi: 10.11999/JEIT170178
[摘要](98) [PDF 1662KB](232)
摘要:
强杂波背景下的弱静止目标检测是机场跑道异物(Foreign Object Debris, FOD)监测雷达面临的关键问题。该文提出一种基于特征谱特征和最小最大概率机(Minimax Probability Machine, MPM)的FOD分层检测算法,首先利用杂波图恒虚警(Constant False Alarm Rate, CFAR)将雷达录取回波中的背景杂波和FOD回波(包含虚警)区分开,然后提取特征谱特征将在回波域中差异较小的FOD回波和虚警回波转换到区分性更大的特征域,最后利用MPM分类器实现对FOD和虚警的分类,从而达到降低虚警次数的目的。基于实测数据的试验结果表明,所提方法可以获得较好的检测性能。
一种双基星载MIMO SAR系统体制与处理方法
叶恺, 禹卫东, 王伟
2017, 39(11): 2697-2704. doi: 10.11999/JEIT170149
[摘要](97) [PDF 1095KB](175)
摘要:
双基星载合成孔径雷达(SAR)利用双平台接收以及联合处理回波信号,在测绘、干涉测量、目标识别、自然灾害监测等领域有重要的应用价值。为了进一步提升该体制的成像性能,该文提出一种采用空时编码和短偏移正交波形的双基星载多发多收合成孔径雷达系统(MIMO SAR)。基于接收端的数字波束形成技术,该系统能够有效分离提取不同波形回波数据,获取更多空间自由度,从而同时具备双基体制和MIMO体制的优势。此外,通过对获取的不同波形图像数据做波束形成处理,该系统能够减轻2次散射干扰回波对SAR图像的影响。仿真实验验证了该系统方案的有效性。
基于多特征融合词包模型的SAR目标鉴别算法
宋文青, 王英华, 时荔蕙, 刘宏伟, 保铮
2017, 39(11): 2705-2715. doi: 10.11999/JEIT170086
[摘要](112) [PDF 4179KB](187)
摘要:
针对复杂场景中的SAR目标鉴别问题,该文提出一种基于多特征融合词包(Bag-of-Words, BoW)模型的SAR目标鉴别算法。在BoW模型底层特征提取阶段,算法采用SAR-SIFT特征描述局部区域的形状信息;同时,采用该文基于传统鉴别特征提出的一组新的SAR图像局部特征描述局部区域的对比度信息和纹理信息。对于BoW模型中多个底层特征的融合,算法采用图像层的特征融合方式生成图像的全局鉴别特征,其中各单底层特征BoW模型特征的权系数通过L2范数约束的多核学习方法训练得到。在MiniSAR实测SAR图像数据上的目标鉴别实验表明,与基于传统鉴别特征以及单底层特征BoW模型特征的鉴别算法相比较,该文基于多特征融合BoW模型SAR目标鉴别算法具有更好的鉴别性能。
基于压缩感知的外辐射源雷达分数阶杂波估计
杨鹏程, 吕晓德, 柴致海, 张丹, 岳琦, 杨璟茂
2017, 39(11): 2716-2723. doi: 10.11999/JEIT170079
[摘要](127) [PDF 464KB](163)
摘要:
参考信号信杂比(SCR)是评估外辐射源雷达积累增益损失的重要参数。利用数字电视地面广播(DTTB)辐射源中的PN序列进行信杂比估计时,将出现接收信号相对于本地帧头的分数阶时延问题,导致信杂比估计出现严重偏差。针对该问题,该文利用信号在时延维的稀疏性,提出基于压缩感知的信杂比估计算法。仿真结果表明,该算法对不同强弱的信号都能得到精确的时延和强度估计,从而保证了信杂比估计的准确性。实测数据处理结果表明,实测数据的参考信号信杂比较高,积累损失较小,约为0.5 dB;信杂比与基线距离有关,基线越长信杂比越低,积累损失越大。
定长密文且快速解密的分布式属性基加密方案研究
赵志远, 王建华, 徐开勇
2017, 39(11): 2724-2732. doi: 10.11999/JEIT170072
[摘要](125) [PDF 312KB](173)
摘要:
属性基加密因其细粒度访问控制在云存储中得到广泛应用。但原始属性基加密方案中单授权机构带来了分发私钥的计算瓶颈与信任问题。为解决上述问题,该文基于素数阶双线性群构造了一种分布式属性基加密方案,方案中授权机构由多个权威中心和多个属性中心组成。权威中心负责系统建立及用户身份相关密钥生成,且每次用户私钥申请过程中只需一个权威中心参与工作,采用多权威中心的目的是提高系统的稳定性和降低权威中心的计算量;属性中心负责不同的属性域,相互独立甚至不需要知道其它属性中心的存在。同时,该方案的密文长度与属性数量无关,为一个常值;在解密运算过程中需要的对运算与属性数量也无关,为2个对运算。该文基于q-Bilinear Diffie-Hellman Exponent假设在随机预言机模型下对方案进行了选择明文攻击的安全性证明。最后从理论和实验两方面对所提方案的功能与效率进行了分析与验证。实验结果表明所提方案具有固定密文长度和快速解密的能力,大大减少了存储负担并提高了系统效率。
基于负载通告的SDN多控制器负载均衡机制
王颖, 余金科, 裴科科, 邱雪松
2017, 39(11): 2733-2740. doi: 10.11999/JEIT161054
[摘要](143) [PDF 264KB](183)
摘要:
多控制器负载均衡是SDN网络部署研究中关注的问题之一。该文针对多控制器间负载均衡的时间效率问题,提出一种基于负载通告策略的负载均衡机制(LILB)。该机制包括负载测量、负载通告、均衡决策和交换机迁移4个核心功能组件。借助于负载通告的能力,每个控制器可以在过载后无需收集其他控制器的负载信息而尽快完成均衡决策。为了减少负载通告带来的通信负荷和处理负荷,该文提出一个抑制算法来降低负载通告的频率。此外,该文还提出了最重过载控制器、迁移交换机和目标控制器的决策方法,以及目标控制器接受迁移请求的判定策略来避免控制器的负载震荡;并为支持交换机迁移过程中控制器角色的平滑切换设计了一种交换机迁移的消息交互机制。最后,在基于Floodlight和Mininet的实验环境中验证了所提出方法的有效性。
面向分域信息中心网络的协作混合缓存和路由策略
芮兰兰, 孔嘉晖, 黄豪球, 彭昊
2017, 39(11): 2741-2747. doi: 10.11999/JEIT170212
[摘要](153) [PDF 976KB](178)
摘要:
网内缓存技术一直是信息中心网络(Information-Centric Networking, ICN)研究中的核心问题。传统缓存方案通常为网络内的单一全局协作策略,然而不同网络区域的缓存目标不同,导致传统方案的性能优化程度有限,可扩展性不强。同时协同缓存放置和请求路由,相较于纯缓存方案有效性更高。该文提出并评估了一种新型面向分域的协作混合缓存放置和路由请求机制,该机制将缓存网络区分核心网络和边缘网络,在核心网络中采用非沿路的HASH协作机制,边缘网络采用沿路的回退协作机制,创建二元组标签保存缓存放置的信息并作用于后续的请求转发。通过仿真对比表明,该文提出的协作混合缓存机制相较于传统策略可以更好地平衡网络资源利用和用户体验,并在大型ISPs中拓展性更好。
基于势博弈的分布式目标跟踪传感器分配算法
冉晓旻, 方德亮
2017, 39(11): 2748-2754. doi: 10.11999/JEIT170229
[摘要](141) [PDF 548KB](211)
摘要:
针对无线传感器网络多目标跟踪传感器分配问题,考虑传感器能量、带宽、观测距离和通信距离受限,该文提出一种基于势博弈的分布式目标跟踪传感器分配算法。算法基于目标预测位置,以几何精度衰减因子作为优化准则,建立了基于邻居合作促进整体最优化的传感器分配局部信息博弈模型,并证明了该模型是一个精确势博弈模型,存在纯策略纳什均衡。在此基础上,提出了一种并行最佳响应动态的传感器分配方法,从理论上证明了所提算法只需要传感器与一跳邻居进行信息交互,就能收敛到纳什均衡并且拥有比传统最佳响应动态更快的收敛速度。同时借鉴通信网中的载波侦听多路访问机制,设计了一种完全分布式的决策节点推选机制,更加符合无线传感器网络自组织的特性。仿真结果表明所提算法在收敛速度、跟踪精度和能量有效性方面的优势。
PMOS晶体管工艺参数变化对SRAM单元翻转恢复效应影响的研究
张景波, 杨志平, 彭春雨, 丁朋辉, 吴秀龙
2017, 39(11): 2755-2762. doi: 10.11999/JEIT170547
[摘要](104) [PDF 1270KB](207)
摘要:
基于Synopsys公司3D TCAD器件模拟,该文通过改变3种工艺参数,研究65 nm体硅CMOS工艺下PMOS晶体管工艺参数变化对静态随机存储器(Static Random Access Memory, SRAM)存储单元翻转恢复效应的影响。研究结果表明:降低PMOS晶体管的P+深阱掺杂浓度、N阱掺杂浓度或调阈掺杂浓度,有助于减小翻转恢复所需的线性能量传输值(Linear Energy Transfer, LET);通过降低PMOS晶体管的P+深阱掺杂浓度和N阱掺杂浓度,使翻转恢复时间变长。该文研究结论有助于优化SRAM存储单元抗单粒子效应(Single-Event Effect, SEE)设计,并且可以指导体硅CMOS工艺下抗辐射集成电路的研究。
基于最大时域瞬态噪声的去耦电容选择方法
刘洋, 白钰杰, 罗厚兴, 夏建强
2017, 39(11): 2763-2769. doi: 10.11999/JEIT170210
[摘要](106) [PDF 739KB](135)
摘要:
针对传统的基于频域目标阻抗的去耦电容选择方法存在过度设计的问题,该文提出基于最大时域瞬态噪声的去耦电容选择方法。首先,利用板级电流可由一系列三角脉冲近似合成这一性质,推导出了去耦电容瞬态电压噪声达到局部最大值的时刻及时域瞬态阻抗应该满足的条件,并通过分析VRM支路最大瞬态电压噪声确定了去耦电容的去耦时间范围;其次,通过研究去耦电容时域瞬态阻抗曲线的性质和特点,制定了去耦电容的选择标准。最后,提出基于最大时域瞬态噪声的去耦设计方案。通过对4个具有典型激励输入的实例进行去耦设计,结果表明,在输入激励条件相同且满足电压噪声要求的前提下,与传统频域目标阻抗法获得的去耦方案相比,该文提出的算法所需电容数量至少能减少24.59%以上。
大功率速调管收集极流固耦合换热数值模拟
薛明, 丁耀根, 王勇
2017, 39(11): 2770-2776. doi: 10.11999/JEIT170117
[摘要](88) [PDF 8940KB](230)
摘要:
目前对于液冷式速调管收集极的热分析均未考虑到冷却液流动状态对收集极整体的热分布及散热能力的影响。该文介绍了一种大功率速调管收集极散热过程中的流固耦合换热数值分析方法。以ANSYS Workbench中的CFX流体计算软件作为分析平台,对双层水套沟槽型收集极结构进行了适当简化,建立了3维参数化实体模型;仿真分析得到了冷却通道内部流体的3维流速分布、温升、压力分布及收集极体温度分布等结果,并与理论计算结果进行了对比,误差在合理范围内,对于速调管大功率微波测试和收集极的优化设计有较大的参考意义。
Ka波段宽频带高线性空间行波管研制
黄明光, 朱丹, 何俊, 郝广凯, 李海强, 赵建东, 李现霞
2017, 39(11): 2777-2781. doi: 10.11999/JEIT161267
[摘要](88) [PDF 487KB](153)
摘要:
该文对Ka波段空间行波管宽频带、高线性、高效率的慢波系统进行设计,通过动态渐变技术实现了低相位失真、高效率的指标要求。在此设计基础上研制的Ka波段空间行波管实现了宽频带(25~27 GHz)、低非线性失真(非线性相移40 , AM/PM2.86/dB ,三阶交调10.39 dBc)、高效率(总效率51.7%)。经数传系统测试,误码pe优于10-6 的情况下C/N0有2.4 dB裕度,满足了卫星数传系统对多通道并行传输方案的工作需求。
复杂电磁环境下通信装备干扰预测方法
李伟, 魏光辉, 潘晓东, 王雅平, 万浩江, 孙梳清
2017, 39(11): 2782-2789. doi: 10.11999/JEIT170107
[摘要](147) [PDF 261KB](224)
摘要:
该文通过通信装备带内电磁干扰效应机理研究,分别以峰值场强敏感和平均功率敏感为基础,建立了两种用频装备带内多频电磁干扰预测模型,提出一种电磁干扰预测方法。首先通过单频和调幅波试验确定受试装备的敏感参量,然后根据不同敏感参量模型对某电磁环境下受试装备是否会受到干扰进行预测。该文以不同制式通用通信装备为试验对象,通过带内双频、带内三频电磁辐射效应试验对预测方法进行了验证。试验结果表明:通过单频和调幅连续波电磁辐射敏感度之间的差别能够区分受试设备符合哪种带内多频电磁干扰预测模型,对干扰峰值场强敏感的EUT1预测模型效应指数都略大于1,对干扰平均功率敏感的EUT2预测模型效应指数都在1左右。以此为基础提出了通信装备带内多频电磁干扰预测方法,能够有效解决通信装备带内多频电磁干扰预测问题。
研究简报
一种基于开口谐振环的高增益宽带双极化天线设计
任宇辉, 丁君, 郭陈江
2017, 39(11): 2790-2794. doi: 10.11999/JEIT170111
[摘要](134) [PDF 1318KB](225)
摘要:
该文设计并制作了一种基于超材料的高增益宽带双极化天线,该天线由两个正交放置的印刷振子单元、馈电巴伦及金属接地板构成。为了进一步展宽带宽、提高增益,在天线上了加载开口谐振环、互补开口谐振环等超材料结构。测试结果表明,该天线回波损耗小于-10 dB的带宽约为69%(0.98~2.01 GHz),在相同的频带内隔离度大于20 dB。由于开口谐振环的引向作用,天线的辐射特性得到改善,增益最大提高了4.1 dB左右。和已有设计相比,该天线的总体高度减小了约12%。其可以当作独立天线使用,也可用作反射面天线的双极化馈源。

1979年创刊 月刊

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主管单位:中国科学院

主办单位:中国科学院电子学研究所
国家自然科学基金委员会信息科学部

主  编:吴一戎

ISSN 1009-5896  CN 11-4494/TN

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