留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2011年  第40卷  第4期

复杂性科学
寻找复杂网络社团的稠密集算法
谢福鼎, 张大为, 黄丹, 张永, 孙岩
2011, 40(4): 483-490. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.001
摘要:
通过引入稠密集的概念,该文提出了一种基于稠密集的寻找复杂网络中社团结构的算法。算法的主要思想是在网络中不断构造稠密集,并判断后生成的稠密集能否导致产生一个新社团,还是将其与一个已有的社团合并。利用该算法可以将具有明显社团结构的网络进行比较合理的划分。在一般情况下,该算法的时间复杂度约为O(n+m),对于稀疏网络的时间复杂度约为O(n),其中n为网络的节点数,m为边数。对3个典型实际网络和一个标准测试网络的试验结果表明,该方法获得了理想的社团结构划分。该方法在计算机、物理及其他学科领域具有广泛的应用前景。
基于空穴理论的复杂网络传染病传播控制
张昊, 陈超, 王长春
2011, 40(4): 491-496.
摘要:
针对传染病的传播与控制问题,应用复杂网络进行建模,模型支持非指数形式的传播和康复概率函数,具有准确的预测精度,控制措施考虑边移除和节点移除对传染病发展的影响,控制参数可自由调节。文中利用空穴理论对模型进行了数学解析,得到了可以进行数值计算的解析结果,仿真实验证实了解析结果的准确性。对控制措施的实验表明加强重点人群防控对防治传染病具有重要意义。
通信与信息工程
基于状态网格图的差分跳频G函数构造方法研究
董彬虹, 唐诚, 李少谦
2011, 40(4): 497-500.
摘要:
采用频率网格图的方法构造差分跳频G函数,在增加每跳携带的信息比特数或减小可用跳频点数时,由于频率网格图的最小自由距下降,误码率性能会大幅下降。因此提出一种基于状态网格图的G函数构造方法,给出了基于多进制卷积编码结合高阶MFSK调制的通用编码模型。理论分析和仿真结果表明,该方法通过保持编码器约束长度不变和选取最优的抽头结构,有效地解决了上述问题。
CCSK信号的扩频序列估计
牟青, 魏平
2011, 40(4): 501-504. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.004
摘要:
提出了一种新的基于拟自相关矩阵的循环码移键控(CCSK)扩频序列估计算法。扩频序列估计被表示成拟自相关矩阵的0范数最小化问题,也等价于一个0范数意义下秩?1逼近。一种非迭代的算法用于求解该优化问题,它利用整个拟自相关矩阵纠正由于噪声造成的错误元素。得到数据符号的估计之后将对应的数据符号波形进行循环移位以便使其具有相同的相位,再通过累加平均得到扩频码估计。仿真结果表明,该方法明显好于传统算法,特别适合在低信噪比下工作。
动态多中继协同节点选择算法
覃琴, 曾志民, 张天魁, 张从青
2011, 40(4): 505-508. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.005
摘要:
为优化协同通信系统的性能,提出了一种动态多中继译码转发(DF)协同节点选择算法MRS-DF。该算法联合考虑节点的剩余能量信息和信道状态信息对网络生存时间进行优化,以获得更长的网络生存时间和更大的信道容量。仿真验证表明,动态分配中继功率时,选择4个中继性能已经达到最优。MRS-DF算法的网络生存时间和信道容量远大于仅考虑节点信道状态信息的中继选择算法。在10次仿真中,该算法网络生存时间平均延长201.1%,信道容量平均提高164.55%。
基于倒谱分析的OFDM信道估计方法
郑济均, 林竞力, 朱维乐
2011, 40(4): 509-511. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.006
摘要:
时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统利用PN序列作为保护间隔,其中保护间隔用作系统同步和信道估计。由于PN序列相关不是理想 δ 函数,在信道估计时引入了额外误差。该文对倒谱分析在信号处理中的应用进行了研究,提出了基于倒谱分析的OFDM信道均衡算法。该算法利用QPSK信号作为导频信号,运用倒谱进行信道估计。在多径信道中对算法进行仿真,并且与PN(伪随机序列)相关法信道估计进行比较,仿真结果表明,该算法有良好的均衡效果,比PN相关法有一定的优势。
并行中继网络中复数域网络编码的优化设计方案
王静, 刘向阳, 施玉晨, 王新梅
2011, 40(4): 512-518.
摘要:
在并行中继网络中,基于复数域网络编码的并行中继方案具有较大的传输时延以及目的节点检测复杂度,提出了一种复数域网络编码的优化设计方案。性能分析和仿真结果表明,优化设计方案具有与并行中继方案相同的网络吞吐量和分集增益性能,且该方案进一步减少了信源符号的传输时延,降低了目的节点检测复杂度,与并行中继方案相比,符号错误概率有所降低。
OFDM系统中的一种低复杂度带状ICI抑制算法
陈东华, 仇洪冰
2011, 40(4): 519-523.
摘要:
针对时变信道OFDM系统中的子载波间干扰(ICI)抑制问题,基于时变信道频域响应矩阵(CFR)的带状近似,提出一种低复杂度双迭代均衡方案。通过调整CFR矩阵的带宽大小,有效实现了性能和复杂度之间的良好折中。在检测过程中,首先利用线性ICI抵消降低了由于CFR矩阵的带状近似造成的性能恶化,其次通过迭代软干扰抵消检测算法来获得由信道时变带来的多普勒分集增益。理论分析和仿真结果表明,同传统线性最小均方误差时变信道均衡算法相比,该算法同时具有性能和复杂度的优势。
基于相位提取电磁散射的高效算法
芮锡, 胡俊, 聂在平
2011, 40(4): 524-527. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.009
摘要:
采用基于曲面RWG基函数离散目标表面的感应电流,提取出基函数中的相位信息,同时利用区域分解算法将群目标分解为若干个子区域,利用矩量法计算各个子区域的电流分布和区域间耦合。计算结果表明,利用该方法计算的精度能得到很好的保证,计算的内存需求和计算时间能够大幅度降低,适合于群目标的散射和辐射问题求解。
LTCC接收前端组件的设计与实现
李中云, 曾耿华, 陈鹏, 杨建宇
2011, 40(4): 528-531.
摘要:
低温共烧陶瓷(LTCC)多层基板技术是一种可实现微波电路小型化、高可靠性的新型技术。利用LTCC技术将功分器、耦合器、带通滤波器、电阻电容等接收前端主要无源元件埋置到基板内部,采用微组装技术实现芯片互连,实现了多芯片组装(MCM)级的S波段接收前端组件并进行了测试。测试结果表明接收前端达到设计指标,其体积仅相当于传统组件1/5。
西方体制Mark XIIA的Mode 5数据格式分析
谭源泉, 李胜强, 王厚军
2011, 40(4): 532-536. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.011
摘要:
Mark XIIA是北约盟军统一研制的新型敌我识别系统,该系统的核心是Mode 5敌我识别。该文概述了Mark XIIA敌我识别系统的发展和系统组成,总结了Mode 5的4级工作模式,表明Mode 5不仅能完成基本的敌我识别功能,并具有态势感知、数据传输等功能;其次从安全性、数据容量、系统可靠性3个方面详细分析了Mode 5 Level 1和Level 2的数据格式特征,指出了Mode 5 Level 1和Level 2询问应答数据中的加解密数据段;最后,总结了Mode 5 IFF系统的特点。
物理电子学
两腔微波振荡器理论和设计研究
廖旭, 任学藻, 李正红
2011, 40(4): 537-540. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.012
摘要:
提出并研究了一个基于双腔耦合的高功率微波振荡器。该结构由两个腔和一个漂移管构成,两腔之间的耦合对于在给定条件下振荡的产生有重要的影响。该结构在运行时相较于一个分布式行波器件更类似于一个速调管。结果表明,该振荡器有更高的效率且无模式竞争。在自适应理论的基础上研究了大信号物理过程,引入了互作用因子k研究电子束和该结构之间的互作用程度,并设计了一个700 keV、 10 kA的电子束驱动的S波段双腔振荡器。
光场-原子BEC相互作用系统的压缩特性
李明, 陈鼎汉
2011, 40(4): 541-543. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.013
摘要:
利用格子液体方法对二能级原子的玻色-爱因斯坦凝聚体与双模光场相互作用系统的哈密顿量进行了改进,并研究了二能级原子的玻色-爱因斯坦凝聚体与双模压缩光场相互作用系统中的压缩性质。结果表明,光场两正交分量交替呈现周期性压缩现象,其压缩深度与光场初始压缩因子密切相关,而压缩时间与光场的频率有关。
自动化技术
多重分形谱在集成电路动态电流故障诊断中的应用
张健, 徐红兵, 王情
2011, 40(4): 544-548.
摘要:
系统阐述了多重分形的概念和多重分形谱的小波模极大值计算方法,提出了一种新的基于动态电流IDDT多重分形谱分析的集成电路故障诊断方法。该方法利用多重分形分析方法有效地提取信号的几何结构特征信息,利用动态电流的多重分形谱分析来进行集成电路的故障诊断。使用Hspice电路仿真验证了该方法的可行性和有效性。
网络化控制系统随机容错控制
刘自鑫, 钟守铭
2011, 40(4): 549-553.
摘要:
考虑控制器及执行器失效的随机性,通过引入具有独立Bernoulli分布随机序列开关矩阵,建立了网络化控制系统随机模型,并研究了该模型存在传感器随机失效、控制器随机失效以及二者同时存在随机失效的随机容错控制问题。利用Lyapunov稳定性理论,结合线性矩阵不等式技术,得到了网络控制系统均方指数稳定性判据,并基于该判据设计了网络化控制系统随机容错控制器,该控制器包含了一般反馈控制以及容错控制的结果。仿真例子表明,该设计方法是有效的。
计算机工程与应用
基于大规模分布式副本定位的分级索引压缩机制
陈建英, 刘心松
2011, 40(4): 554-558. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.016
摘要:
针对超级节点索引方式下的大规模分布式系统,提出一种用于副本定位的资源索引分级压缩机制。该机制把超级节点所辖分级网络中上层节点的有序子节点集映射到一个位串向量,进而通过自下而上的索引发布和索引在上级节点的汇聚实现冗余副本记录数的压缩,副本定位则通过逆向的位串查询实现。实验表明,该机制可达到较高的记录压缩比,并在一定程度上提高副本定位效率。
异常检测中支持向量机最优模型选择方法
张雪芹, 顾春华, 吴吉义
2011, 40(4): 559-563. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.017
摘要:
为了构建一个具有良好的学习性能和推广能力的异常检测分类器,在结构风险最小(SRM)原则下讨论了基于支持向量机(SVM)的异常检测分类器的设计准则,提出了SVM分类器模型及其参数快速选择和评估方法,并给出了异常检测分类器训练步骤。针对KDD’99网络入侵检测数据集,实验结果表明,该方法能够有效地缩短入侵检测分类模型建立时间,而且建立的入侵检测分类器检测精度较高。
无线传感器网络中考虑干扰的拓扑优化
张路桥, 朱清新, 吕涛, 王佳昊
2011, 40(4): 564-567. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.018
摘要:
针对目前大多数拓扑控制算法忽略节点间通信干扰的问题,提出一种更为合理的节点间通信干扰的定义方法,并在此基础上提出具有低干扰特点的拓扑控制算法。仿真结果表明,该算法能在保证连通性的前提下,减小节点的通信半径,减少生成拓扑中的冗余通信链路,降低节点之间的通信干扰。
基于声学无线传感器网络的目标跟踪系统研究
于振华, 付晓, 王静, 胡正良, 刘宇
2011, 40(4): 568-572. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.019
摘要:
利用无线传感器网络对具有声音特性的目标进行跟踪的特点,研究了基于时延估计的声源定位方法。选择广义互相关法作为时延估计算法,并改进球形插值法用于声源定位,从而减小了算法复杂度;再利用IRIS节点设计了一个面向目标跟踪的声学无线传感器网络原型系统,并进行相应的实验。实验结果表明,利用所设计的原型系统能实现对移动目标跟踪,而且跟踪精度较高。
实时交互进程的并发检查点技术
廖剑伟, 李莉, 陈善雄, 余建桥
2011, 40(4): 573-576. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.020
摘要:
提出了一种并发检查点技术,允许进程在设置检查点的同时尽可能保持继续执行。在拷贝进程地址空间(设置检查点的步骤之一)的同时,阻塞页面写操作并拷贝该原始页面到指定缓冲区,达到不需要在拷贝进程空间的同时停止该被设置检查点进程,最后结合缓冲区中拷贝页面,得到具有一致性的进程状态的映像文件。实验结果表明,可以减少20%~70%被检查进程的停止时间,使得检查点的设置与进程的执行具有一定的并发性。减少被检查进程在设置检查点时的停止时间,适合实时性和交互性要求较高的进程设置检查点。
Ad hoc网络中认证路由协议的改进及其安全性分析
闫丽丽, 彭代渊, 高悦翔
2011, 40(4): 577-581.
摘要:
提出了Ad hoc网络中的ARAN协议存在合谋和重放两种攻击。为了克服ARAN协议中的上述缺陷,给出了一个改进协议eARAN。改进协议在原有协议的基础上,在路由请求数据包中添加了发送该数据包的所有中间节点的身份,即路由路径,而目的节点要对最终得到的完整的路由路径进行签名,并将其作为路由响应数据包的一部分发回给发起节点,以此保证路由路径的正确性和完整性。最后,使用扩展后的串空间理论分析了改进协议eARAN的安全性,分析结果显示,eARAN协议是安全的。
ISP感知的BitTorrent流量优化
刘勇, 秦志光
2011, 40(4): 582-586.
摘要:
跨互联网服务提供商(ISP)的BitTorrent流量严重降低互联网的运行效率。结合BitTorrent协议和不同ISP之间的连接结构,提出了ISP感知的BitTorrent流量优化方案STracker。STracker由不同ISP中的Tracker代理构成,Tracker代理之间以对等联网方式连接,通过Tracker代理完成节点维护和ISP感知的邻居分配,从而降低冗余的跨ISP流量。分析和模拟结果表明,STracker能够在不增加内容下载时间的条件下,大量降低跨ISP流量。STracker能够有效降低ISP的运营成本,提高互联网的效率。
P2P文件系统的高效写机制
邱元杰, 刘心松
2011, 40(4): 587-591. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.023
摘要:
为了解决P2P文件系统中网络延迟太大和副本数量太多以至写入速度太低问题,提出了基于核心副本集的并行写机制。定义了核心副本集的概念,并详细论述了核心副本集的选择算法。提出了并行写的机制,并给出了机制中写乱序问题、并行度控制问题和写正确性检查问题的解决办法。测试结果表明,核心副本集能够在写的过程中自动选择;在高网络延迟的环境下,其写入速度随并行度增加而提高,且在相同环境下,其写入速度是普通写入机制的6倍。
LT递归神经网络求解旅行商问题研究
周伟, 蒲晓蓉, 屈鸿
2011, 40(4): 592-595.
摘要:
提出了一种基于LT递归神经网络的旅行商问题求解方法。采用离散型神经网络模型,先给出模型有界性和完全收敛性的证明,再给出保证网络的稳定输出解为旅行商问题有效路径的条件。在此基础上结合局部最小值逃逸方法获得较优的路径。在与基于LV递归神经网络的算法比较实验证明,该算法在总体上能获得更好的有效路径。
等式状态约束下的粒子滤波算法
陈金广, 李洁, 高新波
2011, 40(4): 596-601. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.025
摘要:
针对具有等式状态约束的非线性高斯系统滤波问题,在粒子滤波过程中,通过投影方法将状态向量投影到状态约束子空间,利用拉格朗日乘子法求解修正后的状态向量。由于在粒子滤波算法中可以针对状态估计或者粒子集修正,因此,对应了两种能够处理等式状态约束的粒子滤波方法。新方法与常规粒子滤波算法相比滤波误差明显降低。仿真结果验证了新方法的有效性。
邻居信息结构实现移动IPv6快速切换的机制
张霖, 邱述威, 黄建, 周健
2011, 40(4): 602-606. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.026
摘要:
分析标准移动IPv6(MIPv6)快速切换机制,提出一种基于邻居信息结构的移动IPv6快速切换方案(NFMIPv6)。当MN(mobile node)从一个AP(access point)覆盖区域移出时,它进入的目标区域是有限的,且该有限目标区域可以提前预知。通过预配置和定时更新的办法使MN提前获取目标有限区域的邻居信息结构,通过NFMIPv6切换算法提供新发现的AP信息及邻居信息结构的实时更新,使移动节点在连接当前子网时就能更快速地检测到即将移动到的新的子网,切换过程缩短了转交地址唯一性验证时间和检测延迟时间。仿真研究表明,该机制不额外占用网络资源,减少了切换过程中的乒乓交换,降低了切换过程中切换延迟时间,是一种性能优越的移动IPv6快速切换机制。
基于服务关联模型的服务排序算法——ServiceRank
朱怡安, 雷万保
2011, 40(4): 607-611. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.027
摘要:
提出一种以Web service关联结构为基础的权重计算和排序算法——ServiceRank。在ServiceRank中,每个Webservice借助后继可组合关联关系,将自身的权重以连接度为尺度平均地分配给所有后继可组合Web service,并以类似的方法从所有前驱可组合Web service中获取权重。与现有方法相比,ServiceRank能提供全局一致的权重函数,且能离线工作,算法稳定性好且效率高。通过实验对算法的收敛性和稳定性进行了深入分析。
组合测试用例集的动态生成算法
崔应霞, 李龙澍, 姚晟
2011, 40(4): 612-615.
摘要:
在逐因素扩展算法的基础上,提出了一种有效的组合测试用例生成算法IPO_T。该算法根据已被扩展的测试用例覆盖t(t≥2)参数值组合的情况确定水平扩展方法,并依据新的被覆盖的t参数值组合修改已被扩展的部分测试用例,从而达到对测试用例集的优化。设计实现了基于该方法的测试用例生成工具。通过和部分现有的支持t维组合测试工具比较,IPO_T在合理的时间内产生的测试用例集较小。
对一种代理签名方案的攻击和改进
孙颖, 许春香, 吴淮, 陈艾东
2011, 40(4): 616-619.
摘要:
分析了文献[12]提出的一系列代理签名方案的安全性,包括基本的代理签名方案、电子支票的可控授权协议和前向安全的代理签名方案,指出这些方案是不安全的。利用伪造攻击,一个敌手可以成功伪造代理签名密钥,冒充诚实的代理签名人生成有效的代理签名,威胁原始签名人和代理签名人的合法权益,相应地,给出了修正方法抵抗代理签名密钥伪造攻击。
生物电子学
低频脑电成分在睡眠时相转换中的作用
方光战, 游自立, 夏阳, 赖永秀, 尧德中
2011, 40(4): 620-624. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.030
摘要:
为研究主导睡眠时相转换的脑电(EEG)振荡,利用去趋势分析(DFA)方法计算大鼠不同睡眠时相下各种EEG振荡的标度指数及不同时相间标度指数的变异系数。结果显示,对同种振荡,不同时相间的标度指数显著不同;低频成分具有长程相关性,且其标度指数的变异系数在时相转换时最大。说明睡眠时相转换可能是通过类似于雪崩的过程实现,而且低频成分在时相转换时可能起主导作用。
小鼠切片图像自动去背景方法的研究
罗洪艳, 杨维萍, 郑小林, 侯文生, 胡南, 廖彦剑
2011, 40(4): 625-629. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.03.031
摘要:
根据小鼠断面轮廓在连续切片图像中大体是渐变的特征,研究采用了一种基于模板匹配的自动去背景方法,即每次以新获得的一张切片的小鼠断面轮廓为模板对其相邻切片进行边缘提取,然后结合进一步图像处理去毛刺以及利用拉格朗日插值形成连续轮廓,再予以填充后与原始图像相与实现背景去除。结果表明,该方法能有效地达到自动去除小鼠切片图像中背景的目的,可大大减少手工去背景的工作量,加快小鼠三维重建的进度。
机械电子工程
面向元器件的PCB板布局优化方法
刘孝保, 杜平安
2011, 40(4): 630-633. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.032
摘要:
利用自由度凝聚方法和模态综合法,建立了一种面向元器件的PCB性能分析方法,并在此基础上建立了面向元器件的PCB布局优化方法。该优化方法面向元器件,可大大缩减结构分析自由度的数量,并能充分体现元器件的重用性。另外,在优化模型的求解和实现上,考虑元器件间的几何干涉提出了改进的遗传算法,并利用面向对象ANSYS二次开发方法开发了优化软件。通过优化算例结果表明该优化方法是有效的和可行的。
不确定系统响应上下界分析的改进仿射算法
谢永强, 陈建军, 朱增青
2011, 40(4): 634-640. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.03.033
摘要:
针对仿射运算时新符号噪声的引入必然造成误差放大的不足,在函数上下界计算中引入了矩阵形式的上下界的仿射计算公式,提出了一种计算上下界的改进仿射算法。该算法在仿射变量进行乘法运算时不会引入新的噪声,相对与传统的仿射算法能得到更紧凑的界限;并通过实例计算演示了该公式的计算过程及计算方法的有效性。将有界不确定性变量的仿射型及改进的仿射运算引入不确定系统响应上下界的计算。仿真结果表明,相对于区间算法及传统的仿射算法,该算法得到解的界限更为紧凑。