ISSN 
2015年 第44卷 第1期
2015, 44(1): 2-11.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.001
摘要:
随着复杂网络在众多领域的广泛应用,如何提高网络的传输效率成为了其进一步应用的瓶颈。本文分别从基于节点和边信息的路由策略,改变拓扑结构的路由策略,路径选择策略以及排队策略四个方面展开,对网络中的路由传输策略进行介绍,并对其中具有重要影响的方法进行详细阐述。最后提出了这一领域中未来可能的研究方向。本文有助于相关学者快速了解当前网络中路由传输策略的研究进展,并能够帮助网络设计者以及管理者更好地提高网络的传输效率,最大程度上避免传输过程中的交通拥塞。
随着复杂网络在众多领域的广泛应用,如何提高网络的传输效率成为了其进一步应用的瓶颈。本文分别从基于节点和边信息的路由策略,改变拓扑结构的路由策略,路径选择策略以及排队策略四个方面展开,对网络中的路由传输策略进行介绍,并对其中具有重要影响的方法进行详细阐述。最后提出了这一领域中未来可能的研究方向。本文有助于相关学者快速了解当前网络中路由传输策略的研究进展,并能够帮助网络设计者以及管理者更好地提高网络的传输效率,最大程度上避免传输过程中的交通拥塞。
2015, 44(1): 12-21.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.002
摘要:
该文对近几年来国内外学者关于爆炸渗流的相关研究作了详细的综述,总结了网络渗流研究中提出的典型模型及其主要结果,展示了关于爆炸渗流类型研究的主要结论,介绍了爆炸渗流在真实复杂网络中的应用研究状况,同时对未来爆炸渗流的研究提出了展望。
该文对近几年来国内外学者关于爆炸渗流的相关研究作了详细的综述,总结了网络渗流研究中提出的典型模型及其主要结果,展示了关于爆炸渗流类型研究的主要结论,介绍了爆炸渗流在真实复杂网络中的应用研究状况,同时对未来爆炸渗流的研究提出了展望。
2015, 44(1): 22-27.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.003
摘要:
基于稀疏表示的图像超分辨是近年信号处理中的研究热点,快速准确地找到图像的稀疏表示系数是该方法的关键。该文提出了一种基于特征表征的算法来求解图像块的稀疏表示系数。受压缩感知理论启发,使用联合训练的字典来进行图像超分辨。特征表征算法在每一次迭代中,通过确定稀疏系数的符号,将求解的非凸问题变为凸问题,有效提高所得稀疏系数的准确性和超分辨算法速度。仿真结果显示,与插值法和经典的稀疏表示法比较,特征表征法可以得到更好的主观视觉评价和客观量化评价。
基于稀疏表示的图像超分辨是近年信号处理中的研究热点,快速准确地找到图像的稀疏表示系数是该方法的关键。该文提出了一种基于特征表征的算法来求解图像块的稀疏表示系数。受压缩感知理论启发,使用联合训练的字典来进行图像超分辨。特征表征算法在每一次迭代中,通过确定稀疏系数的符号,将求解的非凸问题变为凸问题,有效提高所得稀疏系数的准确性和超分辨算法速度。仿真结果显示,与插值法和经典的稀疏表示法比较,特征表征法可以得到更好的主观视觉评价和客观量化评价。
2015, 44(1): 28-32.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.004
摘要:
新型高分辨率WorldView-2星载图像的出现给现有的图像融合技术带来了更大的挑战,该文提出了一种全色光和多光谱图像融合新方法。首先采用最近邻插值对多光谱图像重采样放大;然后结合WorldView-2各波段光谱响应特点利用多元线性回归构造出低分辨率全色光图像,通过对原始高分辨率全色光图像空间细节信息的提取并将其注入至多光谱图像的成分空间中;最后经对应分析反变换得到融合结果。实验结果表明,该方法在融合WorldView-2遥感图像时能够在提高空间分辨率和保持光谱信息两方面达到较好的平衡,优于现有的几种融合方法。
新型高分辨率WorldView-2星载图像的出现给现有的图像融合技术带来了更大的挑战,该文提出了一种全色光和多光谱图像融合新方法。首先采用最近邻插值对多光谱图像重采样放大;然后结合WorldView-2各波段光谱响应特点利用多元线性回归构造出低分辨率全色光图像,通过对原始高分辨率全色光图像空间细节信息的提取并将其注入至多光谱图像的成分空间中;最后经对应分析反变换得到融合结果。实验结果表明,该方法在融合WorldView-2遥感图像时能够在提高空间分辨率和保持光谱信息两方面达到较好的平衡,优于现有的几种融合方法。
2015, 44(1): 33-38.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.005
摘要:
为进一步提高无线中继网络的信息传输速率,提出了一种基于复数域网络编码的有效下行传输方案。不同于传统的信息传输方案,该方案采用时间维复数域网络编码,中继节点对接收到的多个时隙的信源符号进行复数域网络编码并将编码符号同时发送给用户节点;用户节点接收到所有中继节点的编码符号,采用联合最大似然多用户检测恢复信源符号。性能分析和仿真结果表明,该方案的符号错误概率明显低于传统中继传输方案,且能获得更高的信息传输速率和网络吞吐量。
为进一步提高无线中继网络的信息传输速率,提出了一种基于复数域网络编码的有效下行传输方案。不同于传统的信息传输方案,该方案采用时间维复数域网络编码,中继节点对接收到的多个时隙的信源符号进行复数域网络编码并将编码符号同时发送给用户节点;用户节点接收到所有中继节点的编码符号,采用联合最大似然多用户检测恢复信源符号。性能分析和仿真结果表明,该方案的符号错误概率明显低于传统中继传输方案,且能获得更高的信息传输速率和网络吞吐量。
2015, 44(1): 39-42.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.006
摘要:
三粒子W态作为蜜罐粒子应用于受控量子安全直接通信中,以提高窃听检测率和防止double-CNOT攻击。三粒子W态的每个粒子被随机插入到发送序列中探测窃听,每量子位的窃听探测率达到64%。随机插入的蜜罐粒子可以防止接收者在未经控制者同意获取发送者编码前GHZ态粒子1和粒子2的正确关系,即没有控制者同意接受者无法得到任何秘密信息。在安全性分析中,通过引入熵理论得出了每量子位所能包含的最大信息量,对两种蜜罐策略进行了量化比较。如果窃听者试图窃听秘密信息,用扩展的三粒子GHZ态作为诱惑粒子可以得到每量子位58%的窃听探测率,而用三粒子W态作为诱饵可以得到每量子位64%的窃听探测率。
三粒子W态作为蜜罐粒子应用于受控量子安全直接通信中,以提高窃听检测率和防止double-CNOT攻击。三粒子W态的每个粒子被随机插入到发送序列中探测窃听,每量子位的窃听探测率达到64%。随机插入的蜜罐粒子可以防止接收者在未经控制者同意获取发送者编码前GHZ态粒子1和粒子2的正确关系,即没有控制者同意接受者无法得到任何秘密信息。在安全性分析中,通过引入熵理论得出了每量子位所能包含的最大信息量,对两种蜜罐策略进行了量化比较。如果窃听者试图窃听秘密信息,用扩展的三粒子GHZ态作为诱惑粒子可以得到每量子位58%的窃听探测率,而用三粒子W态作为诱饵可以得到每量子位64%的窃听探测率。
2015, 44(1): 43-49.
摘要:
提出一种基于双树紧支剪切波的遥感图像融合算法。紧支剪切波变换是剪切波理论的空域实现,因其步骤中包含了传统的离散小波变换(DWT),引入了移变性。分析移变性对图像融合的影响,采用双树复数小波抑制紧支剪切波的移变性,与主分量分析变换(PCA)或IHS变换相结合,提出遥感图像融合算法。通过QuickBird和IKONOS的三组数据的进行实验,结果表明提出的融合方法性能优于基于DWT、à trous小波、Curvelet以及基于频域实现剪切波(à trous shearlet)方法。
提出一种基于双树紧支剪切波的遥感图像融合算法。紧支剪切波变换是剪切波理论的空域实现,因其步骤中包含了传统的离散小波变换(DWT),引入了移变性。分析移变性对图像融合的影响,采用双树复数小波抑制紧支剪切波的移变性,与主分量分析变换(PCA)或IHS变换相结合,提出遥感图像融合算法。通过QuickBird和IKONOS的三组数据的进行实验,结果表明提出的融合方法性能优于基于DWT、à trous小波、Curvelet以及基于频域实现剪切波(à trous shearlet)方法。
2015, 44(1): 50-54.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.008
摘要:
欺骗式干扰由于与雷达回波特征相近,对军用雷达造成严重威胁,迫切需要研究雷达抗欺骗式干扰新方法。为了分析提取欺骗式干扰和目标回波信号之间的不同特征,从而实现雷达抗欺骗式干扰,该文通过对欺骗式干扰和目标回波数学模型进行分析和仿真,比较了欺骗式干扰和目标回波在幅度起伏、高阶累积量和双谱特征方面的不同特征;并提出了特征提取方法,定义3组特征因子,构建了抗欺骗式干扰特征参数集。通过仿真和外场试验的数据对部分特征进行了验证。
欺骗式干扰由于与雷达回波特征相近,对军用雷达造成严重威胁,迫切需要研究雷达抗欺骗式干扰新方法。为了分析提取欺骗式干扰和目标回波信号之间的不同特征,从而实现雷达抗欺骗式干扰,该文通过对欺骗式干扰和目标回波数学模型进行分析和仿真,比较了欺骗式干扰和目标回波在幅度起伏、高阶累积量和双谱特征方面的不同特征;并提出了特征提取方法,定义3组特征因子,构建了抗欺骗式干扰特征参数集。通过仿真和外场试验的数据对部分特征进行了验证。
2015, 44(1): 55-60.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.009
摘要:
介绍了一种包含完全极化情形和部分极化情形在内的通用信号杂波噪声比(SCNR)模型。基于该模型,提出了一种适用于收发极化状态受约束的极化对比度增强优化(OPCE)的快速方法。该方法证明OPCE问题等价于某类线性代价函数的极值问题,且该类线性代价函数的极值问题的求解比OPCE问题的求解容易。从而构建了快速解决OPCE问题的方法。理论分析和数值实验验证了该方法的可靠性和高效性,与基于三步法的全局搜索方法(GSM)相比,该方法仅需要5%的计算时间。
介绍了一种包含完全极化情形和部分极化情形在内的通用信号杂波噪声比(SCNR)模型。基于该模型,提出了一种适用于收发极化状态受约束的极化对比度增强优化(OPCE)的快速方法。该方法证明OPCE问题等价于某类线性代价函数的极值问题,且该类线性代价函数的极值问题的求解比OPCE问题的求解容易。从而构建了快速解决OPCE问题的方法。理论分析和数值实验验证了该方法的可靠性和高效性,与基于三步法的全局搜索方法(GSM)相比,该方法仅需要5%的计算时间。
2015, 44(1): 61-66.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.010
摘要:
机器人系统含有不同类型的不确定性因素,这些因素的存在可能会影响系统的控制精度,甚至引起系统不稳定。针对具有外部干扰、内部动力学参数不确定性以及未知死区特性的一类不确定性机器人系统,提出了一种基于干扰观测器的自适应控制器。首先建立具有外部干扰的机器人系统非线性数学模型,并对模型中内部动力学参数不确定性和未知死区特性进行了分析。采用非线性干扰观测器对系统所受到的外部干扰进行估计和补偿,在干扰观测器的基础上设计自适应控制器用来处理内部动力学参数的不确定性以及未知的死区特性。最后采用李雅谱诺夫函数法从理论上证明了系统的稳定性和位置跟踪误差的收敛性,并采用数值仿真验证了所设计方法的有效性。
机器人系统含有不同类型的不确定性因素,这些因素的存在可能会影响系统的控制精度,甚至引起系统不稳定。针对具有外部干扰、内部动力学参数不确定性以及未知死区特性的一类不确定性机器人系统,提出了一种基于干扰观测器的自适应控制器。首先建立具有外部干扰的机器人系统非线性数学模型,并对模型中内部动力学参数不确定性和未知死区特性进行了分析。采用非线性干扰观测器对系统所受到的外部干扰进行估计和补偿,在干扰观测器的基础上设计自适应控制器用来处理内部动力学参数的不确定性以及未知的死区特性。最后采用李雅谱诺夫函数法从理论上证明了系统的稳定性和位置跟踪误差的收敛性,并采用数值仿真验证了所设计方法的有效性。
2015, 44(1): 67-71.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.011
摘要:
峰值电流控制同步开关变换器因其优良的性能在工业界获得了广泛的应用。该文建立了峰值电流控制同步开关Boost变换器的离散迭代映射模型,导出了系统首次分岔点和受控电压源强度之间的关系。研究结果表明,受控电压源强度的增加可以影响系统的分岔与混沌状态,实现系统周期轨道的移动。最后通过电路仿真和实验研究验证了通过改变受控电压源的强度可以改变同步开关Boost变换器的稳定性。
峰值电流控制同步开关变换器因其优良的性能在工业界获得了广泛的应用。该文建立了峰值电流控制同步开关Boost变换器的离散迭代映射模型,导出了系统首次分岔点和受控电压源强度之间的关系。研究结果表明,受控电压源强度的增加可以影响系统的分岔与混沌状态,实现系统周期轨道的移动。最后通过电路仿真和实验研究验证了通过改变受控电压源的强度可以改变同步开关Boost变换器的稳定性。
2015, 44(1): 72-78.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.012
摘要:
针对褶皱中文笔迹身份鉴别的问题,提出了一种基于散射变换系数统计特性的识别方法,主要利用散射变换的局部平移不变性和弹性形变稳定性等特性,先将文本图像进行散射变换,再采用伽玛模型,对其各子带的散射系数提取分布特征作为全局特征,然后在全局特征上建立Copula模型,最后使用Copula模型之间的KL距离计算相似性,用于身份鉴别。理论分析和对比实验结果表明,对于不同褶皱的文本图像,基于散射变换统计特性的识别方法优于现有的方法。
针对褶皱中文笔迹身份鉴别的问题,提出了一种基于散射变换系数统计特性的识别方法,主要利用散射变换的局部平移不变性和弹性形变稳定性等特性,先将文本图像进行散射变换,再采用伽玛模型,对其各子带的散射系数提取分布特征作为全局特征,然后在全局特征上建立Copula模型,最后使用Copula模型之间的KL距离计算相似性,用于身份鉴别。理论分析和对比实验结果表明,对于不同褶皱的文本图像,基于散射变换统计特性的识别方法优于现有的方法。
2015, 44(1): 79-83.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.013
摘要:
基于人眼视觉系统对图像边缘结构信息和局部亮度刺激敏感的假设,该文提出了一种基于全变分模型的视觉感知图像质量评价PIQA方法。该方法由边缘结构信息评价和局部亮度信息评价两部分组成。本文首先采用全变分模型描述失真图像与原始参考图像之间的图像结构信息变化;为测量亮度失真,又采用失真图像与参考图像之间的差值图像中封闭区域的能量函数来衡量人眼敏感的图像亮度信息。最后,采用3种标准图像数据库验证该评价方法的性能。实验结果表明,所提出的图像质量评价方法优于现有的图像评价标准。
基于人眼视觉系统对图像边缘结构信息和局部亮度刺激敏感的假设,该文提出了一种基于全变分模型的视觉感知图像质量评价PIQA方法。该方法由边缘结构信息评价和局部亮度信息评价两部分组成。本文首先采用全变分模型描述失真图像与原始参考图像之间的图像结构信息变化;为测量亮度失真,又采用失真图像与参考图像之间的差值图像中封闭区域的能量函数来衡量人眼敏感的图像亮度信息。最后,采用3种标准图像数据库验证该评价方法的性能。实验结果表明,所提出的图像质量评价方法优于现有的图像评价标准。
2015, 44(1): 84-90.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.014
摘要:
针对非局部均值(NLM)图像去噪算法度量像素间的相似性计算强度高的问题,提出了一种选择性计算的快速NLM去噪方法。在图像块像素灰度值向量空间距离计算时,利用L2范数逐次消元法,只需在图像积分图上通过少量加法运算即可剔除大量相似性低的像素点,有效地减少计算强度。根据图像空间相关性强的特点,提出了基于patch测地线距离的动态调整搜索区域的方法。实验结果表明,与其他经典算法相比,该方法获得了较好的加速,也提升了NLM算法的去噪性能。
针对非局部均值(NLM)图像去噪算法度量像素间的相似性计算强度高的问题,提出了一种选择性计算的快速NLM去噪方法。在图像块像素灰度值向量空间距离计算时,利用L2范数逐次消元法,只需在图像积分图上通过少量加法运算即可剔除大量相似性低的像素点,有效地减少计算强度。根据图像空间相关性强的特点,提出了基于patch测地线距离的动态调整搜索区域的方法。实验结果表明,与其他经典算法相比,该方法获得了较好的加速,也提升了NLM算法的去噪性能。
2015, 44(1): 91-96.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.015
摘要:
传统的粒子滤波方法采用若干维参数定义的简单几何图形给出跟踪结果,不能精确表示现实中具有复杂形状的目标物体。针对这一问题,该文提出基于粒子滤波的主动轮廓算法,用于计算复杂形状目标的轮廓跟踪任务。在目标状态后验分布的模拟样本基础上引入主动轮廓模型,并使用带权粒子定义其能量函数,使得模型的轮廓线向具有重要权重粒子的所在区域演化,并最终收敛到具有最大目标似然的图像区域,从而实现对目标物体的全局运动及局部形态演化的同时估计。精确的目标区域提高了目标模型的更新精度,避免了跟踪中漂移现象的发生。最后,结合真实机场监控验证了该方法在实际复杂场景下的有效性及鲁棒性。
传统的粒子滤波方法采用若干维参数定义的简单几何图形给出跟踪结果,不能精确表示现实中具有复杂形状的目标物体。针对这一问题,该文提出基于粒子滤波的主动轮廓算法,用于计算复杂形状目标的轮廓跟踪任务。在目标状态后验分布的模拟样本基础上引入主动轮廓模型,并使用带权粒子定义其能量函数,使得模型的轮廓线向具有重要权重粒子的所在区域演化,并最终收敛到具有最大目标似然的图像区域,从而实现对目标物体的全局运动及局部形态演化的同时估计。精确的目标区域提高了目标模型的更新精度,避免了跟踪中漂移现象的发生。最后,结合真实机场监控验证了该方法在实际复杂场景下的有效性及鲁棒性。
2015, 44(1): 97-100.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.016
摘要:
针对资源约束的智能卡加密需要小面积实现的问题,对EPCBC加密算法从硬件上实现面积优化进行了如下研究:1)相同运算只实现一次,主程序调用32次完成加密;2)对S盒变换和密钥变换使用同一寄存器,从而节省寄存器数量;3)把密文轮操作和密钥更新放在一个模块中。通过FPGA优化结果表明,EPCBC密码算法实现面积大幅度减小,优化率达到56%,同时加密运算性能也没有降低,从而为开发受资源约束的智能卡密码硬件提供可行方案。
针对资源约束的智能卡加密需要小面积实现的问题,对EPCBC加密算法从硬件上实现面积优化进行了如下研究:1)相同运算只实现一次,主程序调用32次完成加密;2)对S盒变换和密钥变换使用同一寄存器,从而节省寄存器数量;3)把密文轮操作和密钥更新放在一个模块中。通过FPGA优化结果表明,EPCBC密码算法实现面积大幅度减小,优化率达到56%,同时加密运算性能也没有降低,从而为开发受资源约束的智能卡密码硬件提供可行方案。
2015, 44(1): 101-105.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.017
摘要:
提出了一种基于环境感知的防泄漏多秘密共享方案。在该方案中,可信中心利用中国剩余定理将多个秘密合并成一个秘密,根据拉格朗日插值多项式为各个参与者分配秘密子份额;在秘密重构时,参与者利用双线性映射,根据其秘密子份额和当前环境信息计算伪子份额;验证机构利用拉格朗日插值和双线性映射计算出验证信息,来验证参与者提交的伪子份额的有效性。该方案中参与者的子份额以及共享秘密均具有防泄漏特性,因而可以被重复使用。基于环境感知的动态性可以极大提高该方案对移动攻击者的攻击难度。该方案尤其适用于无线传感器网络、多机器人等野外工作的系统,可以有效提高这些系统的使用效率和安全性。
提出了一种基于环境感知的防泄漏多秘密共享方案。在该方案中,可信中心利用中国剩余定理将多个秘密合并成一个秘密,根据拉格朗日插值多项式为各个参与者分配秘密子份额;在秘密重构时,参与者利用双线性映射,根据其秘密子份额和当前环境信息计算伪子份额;验证机构利用拉格朗日插值和双线性映射计算出验证信息,来验证参与者提交的伪子份额的有效性。该方案中参与者的子份额以及共享秘密均具有防泄漏特性,因而可以被重复使用。基于环境感知的动态性可以极大提高该方案对移动攻击者的攻击难度。该方案尤其适用于无线传感器网络、多机器人等野外工作的系统,可以有效提高这些系统的使用效率和安全性。
2015, 44(1): 106-111.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.018
摘要:
该文基于社会网络关联度分析的无线传感网络节点信任模型进行研究。给出了无线传感器网络的模型并将其与社会网络模型进行了相似性分析;建立了基于社会网络关联度的WSN节点信任模型,提出了基于关联度的传感器节点信誉度的计算方法;并设计了基于滑动窗口的传感器节点信任值计算及更新算法(SNTUA)。通过仿真实验,证明了该算法的有效性和准确性,其性能优越于其他两种算法。
该文基于社会网络关联度分析的无线传感网络节点信任模型进行研究。给出了无线传感器网络的模型并将其与社会网络模型进行了相似性分析;建立了基于社会网络关联度的WSN节点信任模型,提出了基于关联度的传感器节点信誉度的计算方法;并设计了基于滑动窗口的传感器节点信任值计算及更新算法(SNTUA)。通过仿真实验,证明了该算法的有效性和准确性,其性能优越于其他两种算法。
2015, 44(1): 112-116.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.019
摘要:
在无线安全通信中,产生密钥并且保持其安全性是至关重要的。然而,由于无线信道的广播特性,在密钥分发阶段很容易受到各种攻击。利用多径信道的随机性是解决这一问题的可行方案。为了解决现有的基于物理层的密钥分配协议效率低并且依赖节点或者环境移动性的缺点,文献[12]提出了基于虚拟信道的快速密钥生成协议。该文通过理论证明:在多天线敌手的前提下,该协议不能在实现信息论安全的同时提高密钥生成率的理论上界。因此,该协议不是信息论安全的。
在无线安全通信中,产生密钥并且保持其安全性是至关重要的。然而,由于无线信道的广播特性,在密钥分发阶段很容易受到各种攻击。利用多径信道的随机性是解决这一问题的可行方案。为了解决现有的基于物理层的密钥分配协议效率低并且依赖节点或者环境移动性的缺点,文献[12]提出了基于虚拟信道的快速密钥生成协议。该文通过理论证明:在多天线敌手的前提下,该协议不能在实现信息论安全的同时提高密钥生成率的理论上界。因此,该协议不是信息论安全的。
2015, 44(1): 117-122.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.020
摘要:
针对云计算中客户虚拟机内核完整性面临的威胁,该文提出了一种保护虚拟机内核完整性的技术-CTVM。该技术在KVM虚拟机环境中实现了虚拟化可信执行环境的创建,使多个客户虚拟机同时拥有可信计算功能,能对客户虚拟机提供启动完整性度量;在此基础上利用硬件辅助虚拟化技术,通过为客户虚拟机构造隔离的地址空间,使客户虚拟机中不可信模块与内核运行在逻辑隔离的地址空间。从这两个方面实现对客户虚拟机的启动和运行时的完整性保护。最后,以某国产服务器为实验平台实现了CTVM原型系统,系统测试与分析验证了技术的可用性,系统性能损耗在可接受的范围内。
针对云计算中客户虚拟机内核完整性面临的威胁,该文提出了一种保护虚拟机内核完整性的技术-CTVM。该技术在KVM虚拟机环境中实现了虚拟化可信执行环境的创建,使多个客户虚拟机同时拥有可信计算功能,能对客户虚拟机提供启动完整性度量;在此基础上利用硬件辅助虚拟化技术,通过为客户虚拟机构造隔离的地址空间,使客户虚拟机中不可信模块与内核运行在逻辑隔离的地址空间。从这两个方面实现对客户虚拟机的启动和运行时的完整性保护。最后,以某国产服务器为实验平台实现了CTVM原型系统,系统测试与分析验证了技术的可用性,系统性能损耗在可接受的范围内。
2015, 44(1): 123-128.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.021
摘要:
随着无线技术的飞速发展,无线领域的研发者和特殊需求的使用者亟需一种高性能、可定制的无线网络底层软硬件平台。本文介绍了自主设计并实现的GRT平台,能够提供高性能、高可定制性、高兼容性与开放性的特征。作为示例,已经在GRT系统上实现了一套基于802.11a/g协议的软/硬件代码,性能超过了协议标准中对于物理层最大速率的要求,且能够与商用WiFi设备进行互通。
随着无线技术的飞速发展,无线领域的研发者和特殊需求的使用者亟需一种高性能、可定制的无线网络底层软硬件平台。本文介绍了自主设计并实现的GRT平台,能够提供高性能、高可定制性、高兼容性与开放性的特征。作为示例,已经在GRT系统上实现了一套基于802.11a/g协议的软/硬件代码,性能超过了协议标准中对于物理层最大速率的要求,且能够与商用WiFi设备进行互通。
2015, 44(1): 129-133.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.022
摘要:
采用物理共混工艺制备了聚二甲基硅氧烷/多壁碳纳米管(PDMS/MWNTs)复合大应变敏感材料,研究了掺杂比例对其大应变敏感特性的影响;在形貌表征基础上建立了敏感机理模型。初步探索了MWNTs和石墨填充PDMS复合材料的大应变特性。结果表明,PDMS/MWNTs复合材料相对电阻变化率与大应变成良好的线性特性,其中MWNTs掺量为9 wt%时复合材料表现出最优的应变特性,应变系数达到3.1;MWNTs和石墨填充PDMS复合材料电阻变化随大应变表现出非线性特性,分析认为MWNTs的远程导电网络和石墨的近程导电网络相互补充,搭建起更加稳定的导电通路,从而减缓了电阻的线性增大。
采用物理共混工艺制备了聚二甲基硅氧烷/多壁碳纳米管(PDMS/MWNTs)复合大应变敏感材料,研究了掺杂比例对其大应变敏感特性的影响;在形貌表征基础上建立了敏感机理模型。初步探索了MWNTs和石墨填充PDMS复合材料的大应变特性。结果表明,PDMS/MWNTs复合材料相对电阻变化率与大应变成良好的线性特性,其中MWNTs掺量为9 wt%时复合材料表现出最优的应变特性,应变系数达到3.1;MWNTs和石墨填充PDMS复合材料电阻变化随大应变表现出非线性特性,分析认为MWNTs的远程导电网络和石墨的近程导电网络相互补充,搭建起更加稳定的导电通路,从而减缓了电阻的线性增大。
2015, 44(1): 134-139.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.023
摘要:
在功率半导体器件中,高的反向击穿电压和低的正向导通电阻之间的矛盾关系是影响其发展的主要因素之一,选用超结结构替代功率半导体器件中的传统电压支持层能够有效缓解这一矛盾关系。该文设计和实现了一种超结肖特基二极管,其中的电压支持层采用P柱和N柱交替构成的超结结构。在器件的制作方面,选用成熟的单步微电子工艺,通过4次N型外延和4次选择性P型掺杂来实现超结结构。为便于对比分析,设计传统肖特基二极管和超结肖特基二极管的电压支持层厚度一致,且超结结构中P柱和N柱的杂质浓度均和传统肖特基二极管的电压支持层浓度一致。测试得到传统肖特基二极管的反向击穿电压为110 V,而超结肖特基二极管的反向击穿电压为229 V。表明采用超结结构作为功率半导体器件的电压支持层能够有效提高反向击穿电压,同时降低器件的正向导通电阻,并且当P柱区和N柱区内的电荷量一致时器件的击穿电压最高。
在功率半导体器件中,高的反向击穿电压和低的正向导通电阻之间的矛盾关系是影响其发展的主要因素之一,选用超结结构替代功率半导体器件中的传统电压支持层能够有效缓解这一矛盾关系。该文设计和实现了一种超结肖特基二极管,其中的电压支持层采用P柱和N柱交替构成的超结结构。在器件的制作方面,选用成熟的单步微电子工艺,通过4次N型外延和4次选择性P型掺杂来实现超结结构。为便于对比分析,设计传统肖特基二极管和超结肖特基二极管的电压支持层厚度一致,且超结结构中P柱和N柱的杂质浓度均和传统肖特基二极管的电压支持层浓度一致。测试得到传统肖特基二极管的反向击穿电压为110 V,而超结肖特基二极管的反向击穿电压为229 V。表明采用超结结构作为功率半导体器件的电压支持层能够有效提高反向击穿电压,同时降低器件的正向导通电阻,并且当P柱区和N柱区内的电荷量一致时器件的击穿电压最高。
2015, 44(1): 140-146.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.024
摘要:
以皮胶原纤维为模板剂,硫酸锆为锆源,掺杂稀土Nd元素制备SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸。通过TG、XRD、FT-IR、SEM以及N2吸附脱附分析等表征了制备条件对SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸结构的影响。结果表明,SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸较好地保持了模板的纤维结构,添加稀土Nd元素能有效抑制晶粒增长,ZrO2-Nd2O3晶粒尺寸为5.1~11.6 nm,比表面积为63.96 m2/g;以乙酸和正丁醇的酯化反应为模型反应考察SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸的催化活性,催化剂活性较高,重复使用5次,乙酸的转化率仍可达到85%,表现出较好的重复使用性,具有一定的工业应用前景。
以皮胶原纤维为模板剂,硫酸锆为锆源,掺杂稀土Nd元素制备SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸。通过TG、XRD、FT-IR、SEM以及N2吸附脱附分析等表征了制备条件对SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸结构的影响。结果表明,SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸较好地保持了模板的纤维结构,添加稀土Nd元素能有效抑制晶粒增长,ZrO2-Nd2O3晶粒尺寸为5.1~11.6 nm,比表面积为63.96 m2/g;以乙酸和正丁醇的酯化反应为模型反应考察SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸的催化活性,催化剂活性较高,重复使用5次,乙酸的转化率仍可达到85%,表现出较好的重复使用性,具有一定的工业应用前景。
2015, 44(1): 147-149.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.025
摘要:
对实验确定的168条σ54启动子序列进行保守性分析,获得两个保守的区域-24区域和-12区域,均为最保守的功能元件。选取保守性最大的17个保守位点的三联体频数作为参数,引入伪计数构建位置权重矩阵,对168条σ54启动子进行预测,分别从编码区和汇聚非编码区共选取168条序列组成阴性集。使用Jackknife交叉验证法对模型进行检验,整体准确度达到82.0%,为σ54启动子的理论和实验研究提供新信息。
对实验确定的168条σ54启动子序列进行保守性分析,获得两个保守的区域-24区域和-12区域,均为最保守的功能元件。选取保守性最大的17个保守位点的三联体频数作为参数,引入伪计数构建位置权重矩阵,对168条σ54启动子进行预测,分别从编码区和汇聚非编码区共选取168条序列组成阴性集。使用Jackknife交叉验证法对模型进行检验,整体准确度达到82.0%,为σ54启动子的理论和实验研究提供新信息。
2015, 44(1): 150-154.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.026
摘要:
磁声电成像(MAET)是一种新型生物医学成像技术,结合了电阻抗成像高对比度和超声成像高分辨率优势,是一种有望获得高质量图像的生物电阻抗成像方法。该文建立了二维磁声电正问题和逆问题的数学模型,推导了基于互易定理正逆问题理论公式,在此基础上实现了二维模型电流密度和电导率分布的图像重建。对超声探头焦斑大小和扫描步长对重建图像质量的影响进行分析,得出焦斑大小决定磁声电成像的横向分辨率,扫描步径在一定程度上影响成像质量。
磁声电成像(MAET)是一种新型生物医学成像技术,结合了电阻抗成像高对比度和超声成像高分辨率优势,是一种有望获得高质量图像的生物电阻抗成像方法。该文建立了二维磁声电正问题和逆问题的数学模型,推导了基于互易定理正逆问题理论公式,在此基础上实现了二维模型电流密度和电导率分布的图像重建。对超声探头焦斑大小和扫描步长对重建图像质量的影响进行分析,得出焦斑大小决定磁声电成像的横向分辨率,扫描步径在一定程度上影响成像质量。
2015, 44(1): 155-160.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.027
摘要:
采用MEMS工艺及C-MEMS工艺制备碳微电极,在其上修饰纳米氧化钌RuOx颗粒后,表现出对胰岛素的电催化氧化特性,可实现胰岛素的电化学检测。以此构建的微型电化学胰岛素传感器,具有较好的电化学性能,其检测灵敏度为 1 nA/μM,检测限为800 nM。该传感器结合流动注射分析系统,可获得稳定的测量,且所需样品量少,易实现长时、连续检测,具有潜在的临床应用价值,也可构建细胞传感器,在胰腺β细胞分泌胰岛素的机理研究中具有良好的应用前景。
采用MEMS工艺及C-MEMS工艺制备碳微电极,在其上修饰纳米氧化钌RuOx颗粒后,表现出对胰岛素的电催化氧化特性,可实现胰岛素的电化学检测。以此构建的微型电化学胰岛素传感器,具有较好的电化学性能,其检测灵敏度为 1 nA/μM,检测限为800 nM。该传感器结合流动注射分析系统,可获得稳定的测量,且所需样品量少,易实现长时、连续检测,具有潜在的临床应用价值,也可构建细胞传感器,在胰腺β细胞分泌胰岛素的机理研究中具有良好的应用前景。
