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                2010年  第27卷  第12期

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                信息/求解网系统的可达图分析
                刘歌群
                2010, 27(12): 1-3,9.
                摘要:
                研究信息/求解扩展Petri网系统(I/S系统)可达图的生成问题及基于可达图的活性分析问题.给出了I/S系统与活性相关的几个定义,提出了I/S系统可达图的定义及生成算法,基于可达图给出了关于系统活性的几个定理.最后举例验证了可达图生成算法的有效性.
                基于Shadowing模型的无线入侵主机物理定位研究
                付雄, 彭冰
                2010, 27(12): 4-9.
                摘要:
                为了在室内无线局域网环境中及时准确地定位非法入侵主机物理位置, 以无线信号强度衰减过程的Shadowing传播模型为基础, 研究了在一定的范围内如何合理地布置探测器, 如何根据接收到的入侵主ω机的信号强度进行物理定位的问题.提出的定位方法可以有效地对抗入侵主机随机更改信号发射功率对定位精度的影响.实际测试结果表明, 该方法定位误差平均约为2.3 m, 可以满足室内环境下定位非法入侵主机的需求.
                一种电路板网络化诊断测试的可测性设计方法
                张惊蛰, 谢永乐
                2010, 27(12): 10-13.
                摘要:
                提出并实现了一种电路板网络化诊断测试的可测性设计方法.按照此方法设计的电路板, 除了能够实现上电自检, 还可以借助无线或有线网络由异地PC (个人电脑) 机等远地终端来启动电路板测试、控制测试过程、查看测试流程、获得测试结果以及更新/升级测试程序, 对电路板进行全面的诊断测试.为电路板的高质量测试提供了一条实用、有效的技术途径.
                一类网络化系统控制器设计新方法
                刘自鑫, 吕恕, 钟守铭, 叶茂
                2010, 27(12): 14-17,21.
                摘要:
                研究了一类包含网络诱导时延、数据丢包以及错序等非理想因素网络模型的控制器设计问题.结合线性→矩阵不等式技术, 通过控制器分解, 提出了一种新的控制器设计方法.新算法具有控制器直接求解, 不需要计算逆矩阵等特点.仿真例子表明新算法是有效的.
                基于提升小波的自适应阈值图像去噪方法
                吴昌东, 江桦, 邱晓初
                2010, 27(12): 18-21.
                摘要:
                利用提升法对传统小波进行提升, 给出了用提升方法构造lifting-9.7小波的实现方法.针对图像去噪传统阈值选取的不足, 研究了一种基于提升小波的自适应阈值图像去噪方法.实验表明:该方法实现简单, 计算速度快, 处理后的图像清晰, 能量保持能力强, 提高了去噪后图像的信噪比, 去噪效果好.
                基于一次性数据库访问策略的关联规则挖掘算法的研究
                刘培奇, 卢麟, 廖福燕, 宋阳
                2010, 27(12): 22-25.
                摘要:
                针对大型数据库挖掘中需要多次访问数据库和效率较低的局限性, 提出一次性数据库访问策略, 设计了基于Apriori的AprioriADO算法.经过实验分析, AprioriADO算法降低了算法的时间和空间开销, 提高了关联规则挖掘效率.算法具有很强的实用性, 已用于超市中顾客消费知识的挖掘, 并取得了满意的结果.
                禁忌粒子群算法在几何约束求解中的应用
                袁华, 李文辉, 李娜
                2010, 27(12): 26-29.
                摘要:
                约束问题可以转化为优化问题, 针对粒子群优化算法在算法的后期易陷入局部最优的缺点, 提出TPSO (禁忌粒子群优化算法) , 在算法的前期采用粒子群算法快速产生全局最优解信息素的初始分布, 后期引入禁忌搜索算法, 记录已经达到的局部最优解, 在下一次搜索中, 不再或者有选择地搜索这些点, 从而跳出局部最优点, 并且在搜索过程中允许接受劣解, 充分利用禁忌搜索的记忆能力及较强的爬山能力, 大大提高了获得全局最优解的概率.该算法综合了粒子群优化算法的快速性, 随机性和全局收敛性以及禁忌搜索局部寻优的能力.在确保全局收敛性的基础上, 能够快速搜索到高质量的优化解.该方法用于几何约束求解的性能明显高于标准粒子群算法, 算法具有良好的优化性能和时间性能.
                流量管理中基于事件的事务级建模方法
                宋俊存, 王新安
                2010, 27(12): 30-33.
                摘要:
                提出了流量管理中基于事件的事务级建模方法, 包括通信接口函数封装, 流水线和调度结构建模方法.同时实现了通用的事件延时队列, 方便对延时和吞吐率控制.以流量管理中包调度为例, 对非基于事件和基于事件两种事务级模型的仿真性能进行比较.基于事件的事务级建模大大提高了仿真速度, 缩短了产品开发周期.
                广义Voronoi图的快速生成算法
                焦立男, 孙朝云, 沙爱民, 唐威, 杨小军
                2010, 27(12): 34-36,41.
                摘要:
                广义Voronoi图 (GVD) 的生成可以分为直接法和近似法.利用VDC (Van Der Corput) 采样序列, 结合了近似法, 设计了一种基于VDC采样序列的GVD生成算法.该算法改进了一般生成GVD的近似方法, 使得点集的采样可以增量进行, 并且精度可控, 提高了现有GVD生成算法的性能.
                一种针对802.11a/g/n系统的改进型残余频偏跟踪算法
                吴斌, 朱勇旭, 张振东, 姜鑫, 周玉梅
                2010, 27(12): 37-41.
                摘要:
                提出了一种适用于802.11a/g/n内接收机设计的改进型残余频偏跟踪算法, 提出采用基于OFDM自带导频数据在频域进行残余频偏跟踪补偿的总体策略, 采用逐次估计增量相位, 对逐次估计相位和求平均, 对总体相位迭代求和的方法, 降低了噪声对估计精度的影响, 并解决◢了估计相位超过[-π, π]范围的问题.全系统链路级仿真结果表明, 算法能很好地降低接收机误码率.
                普适环境中基于角色的隐私保护系统设计
                刘恒, 王铁军, 周明天, 佘堃
                2010, 27(12): 42-46.
                摘要:
                对普适环境下的服务隐私保护进行研究, 提出了基于角色的隐私保护系统, 在该系统中采用角色机制在实现服务隐私的同时完善了用户隐私保护.同时针对服务隐私保护过程中出现的关键问题 (过量比对、服务信任迁移、信息过滤等) 做出了详细的分析, 提出了一套全面的解决方案.
                应用于MEMS陀螺中的Σ-Δ高通级联型调制器设计
                王佩生, 权海洋, 张富强, 胡智勇
                2010, 27(12): 47-50,54.
                摘要:
                研究并设计了一种应用于MEMS陀螺的Σ-Δ高通级联型调制器.该调制器基于0.35μm 3.3 V的现代CMOS工艺, 选取了无条件稳定的1-1-1 MASH (Multi-stage noise Shaping, 多级噪声整形) 结构, 采用了斩波稳零技术, 消除运放1/f噪声和直流偏移.高通积分器的运用, 优化了低频信号的传输抗干扰性.本设计中的调制器能够转换MEMS陀螺中带宽40 kHz, 范围几十至几百毫伏的目标信号, 电路采样时钟频率10.24 MHz, 调制器动态范围超过100 dB, 有效位数达到17位.
                可用于CMOS图像传感器片上集成的电阻网络
                赖小峰, 孟丽娅, 陈坤, 袁祥辉
                2010, 27(12): 51-54.
                摘要:
                为模仿视网膜中水平细胞对图像信息的处理方式, 提出了一种能实现空间滤波功能的CMOS电阻网络, 仅由水平电阻 (HRES) 和偏置电路两部分组成, 其偏置电路既能提供偏置电压又可作为OTA电压跟随器.该电路结构简单、电路面积小、功耗低, 更利于CMOS图像传感器的片上集成.在0.6μm DPDM标准数字CMOS工艺上完成了电路设计和性能仿真.
                一种改进的↑层次聚类算法
                史变霞, 张明新
                2010, 27(12): 55-56,61.
                摘要:
                为了更好地实现聚类, 在分析层次聚类 (agglomerative) 算法和神经网络的ART2算法的基础上, 提出了一种改进的层次聚类算法.改进算法将首先采用一种基于ART2的改进神经网络聚类算法得到一个初始的聚类结果, 然后在此基础上利用agglomerative算法实现分层聚类.实验结果表明, 改进算法较原先传统的聚类算法, 不但算法执行速度快、效率高, 而且聚类效果也比较好.
                一种新的高速二维离散小波变换器结构
                曹辉, 卢强, 黄士坦
                2010, 27(12): 57-61.
                摘要:
                提出了一种应用于JPEG2000静态图像编码系统的二维离散小波变换(2D-DWT)单元的FPGA实现.分析了2D-DWT算法的特点,提出了一种直接进行二维小波变换的高速算法,克服了传统二维小波变换算法对存储器的频繁访问的缺点.同时,硬件结构具有较高的并行度和吞吐率;运用流水线技术,进一步提高了系统性能,每个时钟能输出4个小波系数.该结构对于N×N的图像,处理速度仅需要(N/2)2个时钟周期.设计经过FPGA验证,可用于实时图像压缩系统中.
                一种基于混沌序列的数字图像加密算法
                周蕊, 于晓明, 焦占亚
                2010, 27(12): 62-64,68.
                摘要:
                鉴于传统图像加密技术和低维混沌加密技术的局限性, 文中构造了二维Logistic系统, 分析了其混沌特性, 并将其与数字图像置乱技术相结合, 设计了一种基于二维Logistic混沌系统的数字图像加密算法.分析与仿真结果表明二维Logistic混沌系统实数值混沌序列具有更强的伪随机特性, 以及更大的密钥空间.该算法具有很强的抗破译性和抗攻击性.
                基于两种特征影响度的特征选择
                胡强
                2010, 27(12): 65-68.
                摘要:
                定义了两种特征影响度:一种是特征对类间文档分散程度的影响度, 该影响度越大越好;另一种是特征对类内文档分散程度的影响度, 该影响度越小●越好.然后把这两种特征影响度有机地结合起来设计了一个新的特征选择方法.该方法能够对所选特征进行综合考虑, 从而使获得的特征集具有较好的代表性.仿真实验表明, 所提特征选择方法在一定程度上能够提高文本分类性能.
                服务计算中避免死锁和活锁的资源分配算法
                章韵, 汤楠
                2010, 27(12): 69-73,77.
                摘要:
                服务计算系统资源层的目标是满足服务实例的资源分配需求, 保证其成功执行而不陷入死锁和活锁.首先将服务资源分配行为形式化为有限状态机;其次提出一种避免死锁和活锁的资源分配算法, 它采用并发请求资源的方式, 且不需要并发服务实例之〒间交换消息.仿真实验结果表明, 该算法能够避免服务资源分配过程中的死锁和活锁, 表现出较高资源分配性能.
                基于热力学的智能算法分析与判定
                郭本俊, 黄健, 陈东东, 王鹏
                2010, 27(12): 74-77.
                摘要:
                分析和研究了热力学熵及信息熵, 指出信息和热力学之间的内在关联, 并利用耗散结构理论和隐含并行性分析智能算法的热力学本质, 得出热力学与计算机算法的能耗、隐含并行性、智能性之间的内在联系, 得出智能算法的能耗即为缺损的能量的结论, 可以用热力学观点来分析与判定热力学算法性能.最后用相同规模算法和不同规模算法热力学特性实验分析验证智能算法性能评判结论, 对智能算法的研究给出新的启示.
                IP追踪技术压缩边分片采样算法的改进
                刘丽, 黄芳芳
                2010, 27(12): 78-81.
                摘要:
                IP追踪技术是防御拒绝服务攻击 (DoS) 的重要措施.文中针对用于IP追踪的压缩边分片采样算法 (CEFS) 存在的不足, 提出了标注分片自适应概率包标记算法 (LFAPPM) .该算法通过扩大标记空间和采用自适应概率的方法, 减少了重构路径所需包数, 并通过给分片加标注, 减少了重构路径的计算量和误报数, 而且通过初始化没被边界路由器标记的包标记空间, 加强了抗干扰性.与其他算法进行比较, LFAPPM算法各种性能指标较优.
                WSN中一种基于剩余能量级别的负载均衡路由协议
                陈志奎, 倪晶晶, 姜国海, 刘旸
                2010, 27(12): 82-86.
                摘要:
                文中提出了一种WSN中基于剩余能量级别的负载均衡的分簇路由协议RELCRP.在簇的建立阶段, RELCRP采用了基于优先级的簇头选取策略, 高优先级的节点能更早地广播簇头竞选通告, 从而避免剩余能量低的节点成为簇头.簇间通信采用单跳-多跳混合传输模式, 簇头节点根据剩余能量级别切换传输方式, 以缓解“热点”问题.仿真结果表明:RELCRP有效地均衡了网络中节点的能量消耗, 延长了网络的生存时间.
                改进的自适应模糊C均值聚类图像分割算法
                朱红霞, 王黎明
                2010, 27(12): 87-89,93.
                摘要:
                分析自适应FCM图像分割算法的优缺点, 提出了改进的自适应模糊C均值聚类算法.利用像素的空间邻域信息构造二维直方图, 作为自适应FCM的聚类样本, 降低了样本空间的维数, 解决了自适应FCM收敛速度慢, 对噪声敏感等问题.通过与自适应FCM算法对含噪图像的分割结果以及分割速度, 性能的对比分析, 证明该算法收敛速度快, 分割精度高, 对噪声有较强的鲁棒性.
                一种应用于TCXO的带隙基准源设计
                姚舜, 顾晓峰, 梁海莲, 冯向光
                2010, 27(12): 90-93.
                摘要:
                采用CSMC 0.35μm混合工艺设计了一种应用于温度补偿晶体振荡器 (TCXO) 的低功耗带隙基准电压源和电压转换电路.可提供可调的多种参考电压, 同时设计了启动与逻辑控制电路, 确保基准ξ电路能正常工作并降低功耗.Cadence Spectre仿真结果显示, 采用3 V的电源电压, 在-40℃85℃范围内温度系数为14.5 ppm/℃, 电源电压大于2.2 V即可正常启动, 在正常工作情况下, 基准功耗小于10μW, 低频电源抑制比为83.2 dB.
                获取圆柱面轴线要素的操作算子研究
                彭娟, 钟艳如, 黄美发, 吴白羽
                2010, 27(12): 94-97.
                摘要:
                新一代产品几何技术规范 (GPS) 中提出的操作及操作算子技术, 为实现产品几何误差的数字化计量提供了必要的技术基础.在研究新一代GPS基础理论的基础上, 分析了获取圆柱面轴线要素的操ζ 作算子包括提取、拟合、构造、分离、提取、拟合和集成七个操作, 并给出实现操作算子的数学模型.通用实例实现了获取柱面要素轴线的整个数字化过程.该方法为新一代GPS中平行度、垂直度、同轴度等的数字化设计与检验提供重要的理论基础.
                一种用户可扩展消息中间件的设计与实现
                魏巍, 王前震, 蔡瑞英
                2010, 27(12): 98-101.
                摘要:
                由于消息中间件不能适应需求变化、功能复杂度增加等问题, 文中提出了消息中间件内核 (MOMkernel) 的概念, 将消息中间件分成内核部分和用户可扩展部分.这种用户可扩展消息中间件 (UMOM) 伸展方便、使用简单, 可适应各种需求.具体介绍了消息中间件内核的基本组成, 以及用户可扩展消息中间件 (UMOM) 的设计思想与实现方法, 并且系统已经应用到工程实践中.
                一种优化的组合协同过滤算法
                谢翔宙, 张延园
                2010, 27(12): 102-104,108.
                摘要:
                改进了传统协同过滤算法中最近邻搜索这一关键步骤,提出了一种结合概念层次和用户局部兴趣相似的协同过滤算法,使推荐系统在用户矩阵整体稀疏局部密集时依然能产生较好的推荐.该算法应用于基于iPhone平台开发的EatMe菜肴推荐系统,实验证明改进算法比传统协同过滤算法有更高的查全率.
                一种低功耗高稳定性晶体振荡器芯片的设计
                陈红梅, 徐静平, 钟德刚
                2010, 27(12): 105-108.
                摘要:
                分析了传统Pierce振荡器不足,提出了改进型的振荡器结构,并基于0.35μm CMOS工艺,设计实现了一款低功耗高稳定性的晶体振荡器芯片.芯片有两种工作模式:正常工作模式和低功耗模式.测试结果表明,在电源电压为5 V、振荡频率为30 MHz、负载电容15 pF时,芯片消耗总电流低于5 mA,振荡电路消耗电流仅为0.6 mA,输出占空比为50±0.8%的方波信号,其频率随电源电压的变化率仅为0.5×10-6.引入低功耗模式,振荡器消耗电流降低至3μA以下,和传统结构相比,功耗降低了60%,频率随电压稳定性提高了10倍.
                一种新型指数补偿BICMOS带隙基准源
                孙金中, 冯炳军
                2010, 27(12): 109-112.
                摘要:
                在分析了带隙基准的指数曲率补偿原理的基础上, 设计了一个低功耗、低温度系数、高电源抑制比的新型BICMOS带隙基准源电路.该电路基于0.6μm BICMOS工艺进行设计、仿真和实现.仿真结果表明, 该带隙基准源在5V电源电压下, 电源电流为50μA;温度变化范围从-40℃~110℃时, 温度系数为2ppm/℃;低频电源抑制比为-105dB;负载从空载到驱动1k电阻时调整率为0.6mV.
                基于KPCA的非线性ASM定位方法研究
                徐涛, 孙彤
                2010, 27(12): 113-116.
                摘要:
                针对主动形状模型 (Active Shape Model, ASM) 中的建模方法——主分量分析 (Principal Component Anal-ysis, PCA) 存在容易忽略像素间非线性关系等弱点, 对基于ASM的图像中目标物体定位技术进行了非线性化的研究探索.通过引入核理论, 提出了一种基于核主分量分析 (Kernel PCA, KPCA) 的非线性ASM定位方法, 并运用多维空间距离关系原理解决了KPCA方法无法重构原空间图像模型的难题.实验证明, 此方法能够有效地实现二维→图像中的目标物体定位.
                基于步态能量图的隐马尔可夫模型身份识别
                徐素莉, 张前进, 刘伟
                2010, 27(12): 117-120.
                摘要:
                提出一种基于步态能量图的隐马尔可夫模型身份识别算法.首先预处理提取出运动人体的侧面轮廓, 根据步态下肢的摆动距离计算出步态周期, 得到平均步态能量图.对能量图用K-均值聚类的方法生成观察向量, 进行一维离散隐马尔可夫模型训练, 用训练好的模型参数进行身份识别.最后在CASIA步态数据库上对所提出的算法进行实验.实验表明该方法具有较好的识别性能.
                基于Saleh函数的功放行为模型研究
                张玉梅, 南敬昌
                2010, 27(12): 121-123,126.
                摘要:
                如何精确地模型功率放大器以及模型的适用情况是系统仿真时重要的研究方面.文中在原始Saleh模型的基础上, 提出了基于Saleh函数的无记忆和有记忆的非线性功放模型.利用Freescale半导体晶体管MRF21030器件模型及设计的电路从ADS中导出输入输出数据, 对两种模型进行了仿真实现, 得出了归一化均方根误差, 并和多项式模型误差进行比较.结果表明, 该模型简化了原Saleh模型的结构和减少了系数, 能够精确描述功率放大器的非线性和记忆效应, 适用于弱非线性系统电路中.
                H.264反量化编码的优化设计与FPGA验证
                韩斯晓, 邵丙铣
                2010, 27(12): 124-126.
                摘要:
                反量化、反变换 (IQIT) 是H.264解码过程中的重要环节之一.文中根据H.264规范, 设计了一种节省资源的IQIT模块.通过对其中矩阵运算单元进行多次复用, 大大降低了对资源的占用, 并通过FPGA进行了验证.该∏设计结构能够满足低功耗、便携式解码设备要求.
                高性能Flash/FRAM混合结构数据存储系统的设计及应用
                廖贵成, 王龙, 时文余
                2010, 27(12): 127-129,133.
                摘要:
                针对某些大容量存储系统数据改写频繁及Flash存储器寿命有限的弊端, 设计了一种Flash/FRAM混合结构的高性能数据存储系统.提出了将Flash文件系统中的系统记录区、文件索引表以及改写频繁的实时数据放在FRAM中、而大批的历史数据则保存在Flash中的存储方案, 并给出了系统结构及实现方法.实验表明, 这种混合结构有效地提高了数据存储效率和存储可靠性.
                面◤向分类预测的增量关联规则更新研究
                廖旺宇, 刘芳
                2010, 27(12): 130-133.
                摘要:
                在对现有增量关联规则更新算法进行讨论的基础上, 针对只关注分类预测结果中的某些特定类别的应用, 提出了一个改进算法.该算法通过对类别结果的限制, 有效减少了算法在多维增量关联规则挖掘过程中扫描数据库的次数及使用的候选谓词集表中记录的个数, 使算法具有更优的空间复杂度、更高的结果聚焦度.
                基于运动对象跟踪的改进精细可分级视频编码
                郑夜星, 林其伟
                2010, 27(12): 134-137.
                摘要:
                针对感兴趣区域问题,对增强层的编码加以改进,提出基于运动对象跟踪的FGS(Fine Granularity Scala-ble)视频编码方法.该方法利用了OpenCV(开源计算机视觉库),实现运动对象的检测与提取,通过提取,将运动对象作为感兴趣区域,进行位平面提升,优先传输.并在基本层上引入提高编码效率的单环算法,进一步提高视频主观与客观质量.实验结果表明,算法在大部分的码率范围内ROI区域的PSNR值高于整体区域的PSNR值,对背景静止的视频序列,效果理想.
                部分耗尽PD CMOS/SOI器件SEU模型分析
                贺威, 张正选
                2010, 27(12): 138-141.
                摘要:
                通过计算机模拟分析CMOS/SOI器件中单粒子效应的影响, 采用二维模拟软件MEDICE, 建立了器件发生单粒子效应时内部电荷的分布模型.利用电荷分布模型建立了CMOS/SOI器件在入射不同LET值时的离子与器件中瞬态电流的关系曲线;并建立了离子入射点的不同位置与瞬态电流的关系曲线.从理论上提供了一种分析器件SEU的手段.
                一种全差分增益自举运算放大器的设计
                冯文晓, 陆铁军, 王宗民, 周亮
                2010, 27(12): 142-145.
                摘要:
                设计实现了一种具有高增益大带宽的全差分增益自举运算放大器, 适用于高速高精度流水线模数转换器采保电路的应用.增益自举放大器的主放大器和子放大器均采用折叠共源共栅式全差分结构, 并且主放大器采用开关电容共模反馈来稳定输出电压.该放大器工作在3.0 V电源电压下, 单端负载为2pF, 采用0.18μm CMOS工艺库对电路进行仿真, 结果显示该放大器的直流增益可达到112dB, 单位增益带宽为1.17GHz.
                一种改进的Turbo码译码算法
                仵林博, 朱怡安, 田杭沛
                2010, 27(12): 146-148,152.
                摘要:
                针对已有Turbo码译码算法延迟长, 存储空间需求大的问题, 在对算法的计算单元、存储操作进行优化的基础上提出了一种新的状态度量归一化处理方法及基于分块的滑动窗算法, 并构建了算法的寄存器传输级模型.该算法将分块并行技术和滑动窗算法有机的结合在一起, 能够有效降低运算中的时延及存储资源需求.仿真结果表明, 该算法在保证性能的前提下, 具有较好的可实现性.
                一种高速数据采集处理系统的设计与实现
                向建军, 许蕴山, 夏海宝
                2010, 27(12): 149-152.
                摘要:
                根据处理流程的并行可分性进行任务规划, 提出了一种基于共享存储器的高速数据采集处理系统的设计方案.系统采用双数字信号处理器 (DSP) 流水线体系结构, 一个DSP单元负责多路外部总线的信号采集、数据校验与过滤, 另一个DSP单元完成数据运算、综合评估, 二者并行工作大大∩提高系统的处理能力, 能很好的满足快速实时数据采集和高效任务处理的需要.
                应用于双频GPS接收机的CMOS低噪声放大器设计
                黄伟, 庄海孝, 马成炎, 叶甜春
                2010, 27(12): 153-156.
                摘要:
                结合双频GPS接收机的主要性能, 提出了第一级低噪声放大器实现方案和电路实现方式.通过对影响单端LNA性能主要因素的分析, 在电路结构和封装打线方式上进行改进, 实现了低噪声系数高转换增益的单端LNA, 从而提高了接收机灵敏度和噪声性能.