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2015年  第32卷  第1期

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旁路信号主成分分析的欧式距离硬件木马检测
苏静, 赵毅强, 何家骥, 刘沈丰
2015, 32(1): 1-4,10.
摘要:
针对集成电路中的硬件木马问题,利用旁路信号分析技术,设计了一种基于集成电路芯片的硬件木马检测模型.在对提取出的旁路信号进行主成分分析降维基础上,运用欧式距离分类法进行硬件木马的分类识别和检测.最后运用功耗分析的方法进行了算法有效性验证.
面向审计领域的短文本分类技术研究
伍洋, 钟鸣, 姜艳, 李石君
2015, 32(1): 5-10.
摘要:
针对审计问题这种短文本所具有的特征稀疏、问题类别界限模糊问题,提出了一种改进的面向审计领域的短文本分类方法.该方法首先为审计问题构造了专门的特征集,以审计领域的同义词词集和法规库为基础,并结合特定规则来调整特征权重,然后以修改的SVM决策树作为多类分类器进行短文本分类.实验结果表明,该方法在对审计问题分类的应用上,具有较为满意的正确率,能满足实际的分类需求.
基于消息优先级的OppIoV拥塞控制策略
张龙, 曹文静, 于永利
2015, 32(1): 11-14,18.
摘要:
针对机会车联网的网络拥塞问题,提出了一种基于所传输消息优先级的车辆节点拥塞控制策略.当车辆节点存储空间不足而又需要存储新的消息时,该车辆节点内的所有消息按照其优先级由高到低排列,丢弃优先级最低的消息,直至有存储空间来接收新的消息.通过大量的仿真实验与传统的丢弃策略对比,该拥塞控制策略能显著提高消息的递交率,减小开销,并对网络拥塞状况有更好的自适应能力.
SM3杂凑算法的流水线结构硬件实现
蔡冰清, 白国强
2015, 32(1): 15-18.
摘要:
提出一种流水线结构的硬件实现策略,同时采用CSA加法器进行关键路径压缩,极大地提高了工作频率和算法的计算速率.在191 MHz时钟频率下,实现了73.54 Gb/s的高吞吐率.
用于多类别分类的一种加权超球支持向量机算法
刘爽, 陈鹏, 李锡祚
2015, 32(1): 19-23,28.
摘要:
在One-Class基础上发展起来的超球支持向量机算法能有效地解决多类别分类问题.但是原始的超球支持向量机算法仍有很多需要改进的地方.经过推导和实验,得到如下结论,即超球支持向量机算法过度依赖于每个训练样本,即使该训练样本为噪音数据或是离群异常数据.因此提出在训练之前加入预处理算法,通过相似度计算删除噪音点和异常点.在训练过程中,根据公式计算每个样本的权值,区别对待每个训练样本,确保SMO求解过程迅速收敛.在测试阶段,根据测试点的位置合理选择分类规则进行正确分类.实验结果表明提出的算法可以有效减少噪音数据和异常数据对分类结果的影响,同时提高了分类精度.
1.3~2.2 GHz低噪声低功耗CMOS LC VCO的设计
陈华, 郭桂良, 张玉琳, 姜宇, 韩荆宇, 阎跃鹏
2015, 32(1): 24-28.
摘要:
基于TSMC 0.18 μm RFCMOS工艺,设计并实现了一个宽带低功耗低相位噪声的高性能压控振荡器(VCO).为实现1.3~2.2 GHz调谐范围,VCO采用7-bit(128根调谐曲线)固定电容阵列,同时也获得了超低的增益,降低了相位噪声.为弱化宽调谐范围带来的增益波动,VCO采用3-bit可变电容阵列来提升低带曲线的斜率,以期与高带一致.为实现每根曲线的宽线性范围,可变电容采用分布式偏置电压技术.为降低相位噪声,还提出了一种输出零偏置架构以及电流源噪声滤除技术.测试结果表明,调谐电压的线性范围为0.2~1.6 V;VCO输出频率范围为1.3~2.17 GHz;高带调谐曲线叠合超过50%,低带超过80%;VCO增益仅为19 MHz/V;增益波动范围为13~25 MHz/V.当振荡频率为1 312 MHz,1 MHz频偏处相位噪声为-116.53 dBc/Hz;当振荡频率为2 152 MHz,1 MHz频偏处相噪为-112.78 dBc/Hz.VCO功耗电流为1.2~3.2 mA,电源电压为1.8 V.提出的VCO既能提供51%的频率覆盖,又能实现低相位噪声,已经被成功应用于工业自动化无线传感网(WIA)射频收发机芯片中.
一种新的网络安全态势评估方法
杨宏宇, 褚润林, 李东博
2015, 32(1): 29-34.
摘要:
提出了基于隶属云的网络安全态势评估方法.首先从传输服务、资产、脆弱性、安全事件和物理设备五个维度入手,构建一种多层次、多维度、可扩展的网络安全评估指标体系,并给出各维度指标的预处理方法.然后设计了包含数据层、信息层和知识层的三层模型框架,给出了指标标准化及权重计算方法、安全态势计算流程并给出态势计算方法.最后设计了网络安全态势评估实验平台并进行了仿真验证实验.实验结果表明提出的方法对网络安全态势评估具有很好的有效性和合理性.
实时的Gammatone听感知滤波器组的FPGA实现
贾瑞, 李冬梅
2015, 32(1): 35-39.
摘要:
Gammatone听感知滤波器组能大幅度的提高数字助听器、语音增强和语音识别等语音处理系统的性能,但因其庞大复杂的计算量以及不可实时的综合方式限制了其实际应用.设计了一种高效的运算单元结构和复用架构,提出了一种通过延时补偿的方法简化其综合的方式,并在FPGA上实现了128通道的便于综合的可实时处理语音信号的Gammatone滤波器组.通过测试验证,该设计延时为20 ms,满足实时性要求,能很好地重构语音信号,并提高语音增强系统的性能.
以固态硬盘为缓存的存储技术研究
梁俊杰, 熊亚军
2015, 32(1): 40-44.
摘要:
在传统数据存储技术的基础上提出以固态硬盘为缓存的存储技术,结合固态硬盘的写缩减技术,实现热点数据与冷数据在内存-固态硬盘-机械磁盘之间的分级缓存与存储机制,从而能充分利用内存资源,增强与CPU的数据交互能力,进而有效提升大数据环境下的数据处理速度.
基于三点的时间序列关键点研究
刘永志, 皮德常, 贾学萍
2015, 32(1): 45-47,53.
摘要:
关键点(转折点及极值点)是刻画时间序列的最重要点,由此提出了一种新的基于三点时间序列关键点算法.首先,分析了三点组成的序列形态;其次,提出了转折点定理和三点转折定理,并给予了证明;最后,给出了算法及实验分析.实验结果表明该算法能精确定位序列中的关键点.
改进混沌粒子群的动态模糊神经网络参数优化及应用
匡芳君, 张思扬, 徐蔚鸿
2015, 32(1): 48-53.
摘要:
动态模糊神经网络(DFNN)的性能和学习的稳定性取决于其预设参数的选择,针对DFNN多参数优化问题,提出了改进混沌粒子群优化算法,并将其应用于DFNN神经网络预设参数寻优,以获取最佳参数组合.实验结果表明,该方法能够快速有效地提取DFNN的最优参数组合,具有精度高、收敛快、迭代次数少等特点;利用改进混沌粒子群的动态模糊神经网络构建煤与瓦斯突出预测模型,具有良好的建模效果和更高的预测精度.
分支预测与值预测在VLIW处理器中的实现
李笑天, 郭德源, 何虎
2015, 32(1): 54-59.
摘要:
为了降低超长指令字(VLIW)架构的平均跳转开销和平均访存时延,并减少VLIW程序的代码体积,提出了一种全新的将分支预测与值预测技术应用于VLIW架构的方法.首先分析现有超标量(Superscalar)架构中动态预测技术与VLIW架构中指令静态并行之间所存在的矛盾;通过拓展原有跳转指令和读内存指令,使之与不同的延时槽个数相对应,并根据不同的指令来阻塞流水线或延时写回寄存器,从而解决动态预测技术造成VLIW架构静态调度周期错乱的问题.基于Gem5仿真平台和清华大学Magnolia VLIW数字信号处理器(DSP)的基准测试程序实验表明,该分支预测与值预测技术能显著地提高VLIW架构的性能,缩小VLIW程序的代码体积.
适用于SBAS和Galileo卫星导航接收机的Viterbi译码器实现
张洪伦, 巴晓辉, 李健, 陈杰
2015, 32(1): 60-63,67.
摘要:
设计并实现了一种适用于SBAS和Galileo卫星导航系统的(2,1,7)卷积码的Viterbi译码器.由于卫星导航系统中的数据率不高,采用串行结构实现Viterbi译码器,并且多通道复用同一译码器,以节省电路面积.此外,采用改进的加比选单元并通过寄存器交换法对幸存路径进行管理,以进一步优化电路结构.为了减少RAM的使用,利用同址更新技术将路径度量累加值和幸存路径存储至RAM.译码电路通过FPGA验证,采用SMIC65 nm工艺库进行综合,该译码器逻辑电路的面积为4 738 μm2.
基于SiGe工艺的线性功率放大器设计
贯会征, 阎跃鹏
2015, 32(1): 64-67.
摘要:
基于SiGe Heterojunction Bipolar Transistors(HBT)工艺设计了一款线性射频功率放大器.该功率放大器采用三级级联结构,每一级采用自适应偏置网络,级间匹的网络集成在片内,匹配网络中的电感由绑定线实现.该功率放大器工作在2GHz,带宽50MHz,增益30dB,在1dB压缩点输出功率(P1dB)为27.1dBm,功率附加效率(PAE)为36%.该功放由3.4V电压供电,芯片尺寸1mm×0.7mm.
一种新的图像自适应并行加密算法
刘祝华, 袁文
2015, 32(1): 68-71,75.
摘要:
提出了一种新的图像自适应并行加密算法.该算法根据奇偶加密轮次对图像进行水平或垂直分组,再对分组进行子块划分,并使用相邻块像素扰动混沌映射,同时设计了新的分组扩散方法,并使用S盒完成像素非线性替代.实验结果表明,新算法具有安全、简单、高效的特点,适合并行实现.
基于GDB的多核DSP平台调试器的设计与实现
李琮, 王竹平, 费晓琪
2015, 32(1): 72-75.
摘要:
随着科技发展,多核处理器正以其高性能、低功耗等优势逐步取代传统的单核处理器成为主场的主流.如何为多核平台开发搭建可靠高效的调试环境亦成为我们所面临的问题之一.基于GDB的移植,针对多核DSP平台提出了一种调试环境的构建方法,能够满足各种主流的调试要求,并具有实现简单,可靠性高的优点.
FFT算法的DSP实现
刘美容
2015, 32(1): 76-79,84.
摘要:
在介绍FFT算法基本原理的基础上,提出一种基于DSP芯片实现FFT算法的方法.算法程序研究表明该方法可实现FFT运算,并能提高其运算速度和精度.
基于LCC的嵌入式处理器C语言编译器研究
孙桂玲, 范孟秋, 杨长锐, 毕晓朕
2015, 32(1): 80-84.
摘要:
介绍了一种为TRIC快速开发高级语言编译工具的方法.LCC是一个小型的可变目标C语言编译器,通过扩展LCC后端使其支持硬件中断等嵌入式C语言语法特性,进而实现TRIC的C语言编译器.经测试验证,此方法可大大降低移植LCC的难度和出错的概率,且能快速开发出目标处理器的编译工具.
多封闭区间三维模型的骨架提取与检索
霍磊, 吕学强, 张凯
2015, 32(1): 85-90.
摘要:
提出了动态邻接封闭区间连接方法以及基于球面特征的检索方法.依据模型封闭区间的位置关系以及所占比重对原模型的多个封闭区间进行连接,将原模型合并成一个封闭区间,计算模型各点的μ值,即测地线距离函数值,分裂区间,聚合成骨架点,去除冗余点得到连通的骨架;以μ值最小的骨架点为球心,在骨架上建立N个球面,提取球面相交的特征用于检索.实验结果表明,本文算法能有效提取多封闭区间三维模型骨架,提高三维模型的查准率.
基于跳数修正和跳距调整的DV-Hop定位改进算法
吴楠, 刘方爱, 王淑娴
2015, 32(1): 91-95.
摘要:
针对DV-HOP算法定位精度不高、对网络拓扑要求较高的缺点,提出一种新的改进算法,主要做了以下三个方面的工作:利用基于测距的RSSI方法对跳数信息进行调整;通过剔除远距离的信标节点从而减少了因路径上跳数过多所造成的误差积累;通过加权处理各信标节点的平均跳距来得到定位节点平均跳距.仿真结果表明,在不增加额外硬件开销的前提下,算法的定位精度有了明显提高,是一种可行的无线传感器节点定位解决方案.
三维彩色图像加密的改进与实现
任晓奎, 马超
2015, 32(1): 96-99,104.
摘要:
针对三维空间上的彩色图像进行加密处理具有运算量和空间需求较大、加密效率较低的问题,将彩色图像转换为三个层面上的二维灰度图像进行加工处理,加快了加密速度.为了提高算法的鲁棒性,将混沌序列改进为一种均匀分布的序列,得到了更理想的伪随机特性.针对单一混沌加密算法安全性较差的问题,将Logistic映射与Chebyshev映射相结合,获得了复杂性较高的双混沌系统.利用双混沌系统生成的混沌序列有效实现了像素混淆与扩散,对图像加密方法进行了改进.
基于三维离散余弦变换的鲁棒彩色图像水印算法
熊祥光, 韦立
2015, 32(1): 100-104.
摘要:
针对常见的彩色图像水印算法仅在亮度分量或在每一分量嵌入水印,致透明性和鲁棒性不能达到权衡的问题,提出了一种新颖的基于三维离散余弦变换的RGB彩色图像水印算法.为增强水印的安全性,先对水印图像进行异或加密和Arnold置乱处理;其次对彩色图像进行互不重叠的分块处理,并对每一分块进行三维离散余弦变换;最后对每一分块三维离散余弦变换后的第一个系数采用量化的嵌入方法嵌入水印信号.实验表明,提出的算法具有较好的透明性和鲁棒性,对彩色图像的版权保护应用具有一定的应用价值.
一种提高反熔丝FPGA容错能力的新方法
张大华, 李威, 杜涛
2015, 32(1): 105-108.
摘要:
针对反熔丝FPGA中反熔丝单元的开路故障,提出了一种提高反熔丝FPGA容错能力的新方法.该方法通过对VPR布线算法的改进,在FPGA布线时预留更多的对称布线资源以便在故障发生时用于容错处理.实验结果表明,当FPGA布线资源固定时,该方法在布线阶段有效增加了对称线段的预留量,预留量平均可增加30.4%,最高可达100%;当预留量达到100%时,FPGA的单个反熔丝故障都可以通过容错消除该故障.
基于PSO寻优相对变论域Fuzzy-Pid复合控制方法
罗健, 李浩, 戴燕晨, 魏超
2015, 32(1): 109-113,119.
摘要:
设计了Fuzzy-Pid复合控制器.其中Fuzzy控制使用一种新的相对变论域方法,该方法通过保持量化因子、比例因子和实际论域不变而只对Fuzzy控制器的输入输出信号进行扩张,从而达到相对变论域的目的.将形式简洁且绝对值小于1的幂函数作为相对变论域控制的伸缩因子,应用改进的PSO(Particle Swarm Optimization)算法对伸缩因子的相关参数离线进行寻优,采用与Pid结合的复合控制策略消除Fuzzy控制的固有静差,仿真实验结果表明该方法的可行性和有效性.
基于无线分布式的仪器预约与控制系统研究与实现
谈文蓉, 陈毅红
2015, 32(1): 114-119.
摘要:
该系统基于射频芯片全分布式无线通信协议,具有载波检测和冲突避免功能,解决多对一通信问题;采用主从一致性更新策略,解决分布式系统数据一致性问题.基于这些技术,成功研制了一套仪器设备控制管理系统,实现了仪器设备预约与使用过程控制相结合,提高了实验室仪器设备管理的自动化水平.
基于粗糙集粒子群支持向量机的特征选择方法
崔文岩, 孟相如, 李纪真, 王明鸣, 陈天平, 王坤
2015, 32(1): 120-123.
摘要:
将Filter型粗糙集属性约简方法与PSO-SVM方法相结合,提出一种新的粗糙集粒子群支持向量机(RS-PSO-SVM)特征选择方法.给出了该方法的特征选择具体步骤,并对比分析了所提方法的性能.仿真实验表明:提出的RS-PSO-SVM特征选择方法是有效的,在保证所选特征集为最优情况下,极大地缩短所用时间,可以将其应用在多维数据的特征选择中.
煤矿井下异构无线Mesh感知网络融合研究
石玲玲, 李敬兆
2015, 32(1): 124-127,130.
摘要:
在综合分析各感知网络和以太网网络特点及其异构性的基础上,提出了分层的异构网络融合网关结构模型,设计了网间通信统一的数据包格式和全网统一的地址编码方式.具有多切换接口的Mesh终端,能够根据自动切换管理技术智能地接入不同网络.网关实现了基于802.11、802.15和802.3等协议的语音业务、视频图像业务以及数据传输业务在不同网络间的无障碍通信,网关的双向通信功能,使其连通的两端网络以对等方式通信,最终实现了井下全网互联互通.
网络大数据下的冗余数据分类优化算法研究
欧阳柏成
2015, 32(1): 128-130.
摘要:
提出了基于模糊支持向量机算法网络大数据下的冗余数据分类优化方法。提取网络大数据环境下的冗余数据属性特征,为冗余数据分类提供准确的数据基础。根据模糊支持向量机相关理论,获取最优分类平面,从而实现冗余数据分类优化处理。实验结果表明,利用改进算法进行网络大数据下的冗余数据分类优化处理,能够提高分类的准确性,取得了令人满意的效果。
云环境下的CRUAC访问控制模型
常玲霞, 王凤英
2015, 32(1): 131-135.
摘要:
提出了云计算环境下的CRUAC访问控制模型.该模型以使用控制模型为基础,引入了角色的概念,并将约束信息加入到决策判定因素中.该模型能够解决使用控制模型中将权限直接分配给用户所带来的系统开发、重用和系统安全管理等复杂性问题,并且为云用户访问不同云服务器上的资源提供了一种解决方案,能够较好地满足云计算环境对访问控制的需求.
并行识别RFID自适应多叉树防碰撞算法
白乐强, 杨晰
2015, 32(1): 136-139.
摘要:
针对自适应多叉树防碰撞算法的吞吐量不稳定性和"误判"问题,提出一种并行识别的RFID标签防碰撞算法.该算法利用OVSF扩频码技术,在时隙内开拓码道,当碰撞发生时能够并行识别标签ID信息,减缓由标签数量增大而造成的碰撞累积.理论分析表明算法的吞吐量随OVSF扩频码码长增大而提高.仿真分析表明该算法有效地提高了RFID系统的防碰撞性能.
采用DWA技术的多位Σ-Δ调制器的设计
徐思龙, 李宗伟, 丛宁
2015, 32(1): 140-145.
摘要:
设计一个内部采用2位量化器的二阶单环Σ-Δ调制器.为解决反馈回路中多位DAC元件失配导致的信号谐波失真问题,该调制器采用了数据加权平均(Data Weighted Averaging,DWA)技术来提高多位DAC的线性度.Σ-Δ调制器信号带宽为50 kHz,过采样率(OSR)为64,采用MXIC公司的0.35 μm混合信号CMOS工艺实现,工作电压为12 V.后仿真结果显示,在电容随机失配5%的情况下,该调制器可以达到55.8 dB的信噪比(SNR)和60.4 dB的无杂散动态范围(SFDR).打开DWA电路比关闭DWA电路的情况下,SNR和SFDR分别提高8 dB和13 dB.整个调制器功耗为48 mW,面积仅为0.6 mm2.
基于差异化融合的语义信息检索模型仿真
王哲, 徐燕文
2015, 32(1): 146-149,155.
摘要:
提出一种基于差异化融合的语义信息检索算法,并实现模型设计和仿真.构建语义本体模型,提取关联维差异化特征,进行特征融合,采用自顶向下和分治的方法构建差异化语义信息特征的融合模型,求得融合后的差异化语义信息特征信息增益,在语义信息检索本体模型特征空间中,计算语义信息特征,将不同文本分量元素进行初始化倾向性分类处理,基于集中度、分散度和频度构建特征空间,进行信息抽取,对分层差异化特征进行融合处理,实现语义信息检索算法改进.
定位技术中基于FPGA的TDC电路设计与实现
张锋, 邓雨荣, 胡和益, 张炜, 吴秋莉, 汤其勇, 李永明
2015, 32(1): 150-155.
摘要:
分析及对比了各种定位方法和时间间隔的测量方法,针对室内定位系统,采用了到达时间差法(TDOA)来定位.设计了一种基于FPGA 的延时链内插型时间数字转换(TDC)电路,采用Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA实现这一设计.整个TDC系统分为精细时间测量模块、逻辑控制模块、粗计数器模块以及数据显示模块.首先介绍了室内定位技术和TDC的研究现状,然后描述了TDC的系统框架和每个部分的原理与设计,重点讲述了精细时间测量模块的设计,最后给出了仿真结果和TDC系统的实测结果,时间间隔测量精度小于200 ps,满足室内定位系统的需求.
一种基于页面聚类的Web概念化建模新方法
姚瑶, 王战红, 石磊
2015, 32(1): 156-160.
摘要:
Web结构优化技术在降低访问延迟、提高访问效率上具有重要作用.由此提出根据用户访问路径建立Web层次模型(WHM),利用页面相似度合并同层相似页面,从而构建Web概念化模型(WCM).实验及分析表明,WCM模型能够在适度聚类的情况下清晰地展现Web结构.此外,将WCM模型应用于预取系统,该模型所采用的聚类算法在预取效率方面明显优于传统方法,具有可行性和高效性.
粒子滤波优化的相关向量回归多步预测方法
李勇, 陈俊达, 张胜满, 常亮
2015, 32(1): 161-164,168.
摘要:
为有效削弱多步回归预测中的累积误差,提出粒子滤波优化的相关向量回归多步预测方法.采用相关向量机建立预测对象的状态特征参数回归预测模型.将回归模型作为系统状态方程,预测输出的概率分布作为重要性分布,采用粒子滤波算法对预测值进行动态修正,逼近状态的最优估计.对比实验验证了该方法的预测精度相比相关向量回归多步预测有较大的提高.
基于物联网的高速公路运行管理系统设计
刘永, 林鹰, 蒋山, 苏小军
2015, 32(1): 165-168.
摘要:
设计了一种基于物联网技术的重庆市高速公路网运行管理信息系统服务平台体系架构,主要包括交通信息感知层、云架构信息接入与管理层、交通管理与服务应用层三层结构,并分析了各层的组织结构及应用功能.其中,利用物联网技术实现交通道路、车辆、事件的状态信息全面感知及传输,运用支持物联网技术的云接入、云处理、云管理以及应用系统整合能力解决海量数据的智能分析和高效处理.系统架构方案,可以实现交通运行状态感知信息和业务管理信息的资源共享、信息交换,为全面提高高速公路网运行日常管理效率与突发事件的应急指挥能力提供有效的技术支撑.