中国科技论文

China Sciencepaper

  • 一种面向时延敏感M2M业务的Tree-splitting随机接入冲突解决算法

    卢晶晶;尹长川;

    为了解决机器至机器(machine-to-machine,M2M)业务接入对传统长期演进(long term evolution,LTE)网络造成的冲击,针对大量时延敏感M2M设备同时发起随机接入的场景,基于一种时延特性较优的Tree-splitting算法,通过估计信道负载量,引入动态前导码分配算法,提出了一种基于Tree-splitting的随机接入冲突解决动态算法。仿真时通过与静态算法对比,结果验证了所提出算法优良的时延、吞吐量特性和资源利用率。

    2016年08期 v.11 843-848+864页 [查看摘要][在线阅读][下载 275K]
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  • 基于拉锥多模光纤的高灵敏度光纤折射率传感器

    任琦睿;郭园园;赵彤;王文杰;

    使用氢氧焰对62.5/125μm芯径的多模光纤进行熔融拉锥,得到拉锥长度30mm,光纤直径3.553 2μm的拉锥多模光纤,以此制作单模-拉锥多模-单模(STMS)光纤结构的折射率(RI)传感器,此结构具有较强倏逝场,对外界折射率反应灵敏。在室温25℃条件下,将此结构中的拉锥多模光纤伸直并置于腾空状态,用液滴包裹拉锥区域,实验表明,此结构折射率传感器在折射率范围1.341 4~1.358 6内具有1 009.9nm/RIU的灵敏度,可精密监测液体折射率变化。

    2016年08期 v.11 849-852页 [查看摘要][在线阅读][下载 211K]
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  • 二级市场多段频谱诚实拍卖机制设计

    冯霞;史专;陈彦羽;孙晨杰;孙玉娥;黄河;

    为了应对日益严峻的无线频谱资源危机,着重研究了二级市场中的频谱再分配问题,采用拍卖技术为频谱资源的二次分配提供激励,设计了一种包括频谱分配和支付计算的诚实频谱拍卖机制。该机制在充分考虑频谱拍卖的诸多特性(例如局部市场特性、空间和时间维度上的可复用性等)的同时,允许买家同时购买多段频谱。为了更有效地利用频谱资源,在频谱分配时以社会效益最大化作为优化目标。证明了所研究的最优频谱分配问题是NP-难题,并因此设计了一个近似最优的频谱分配机制。仿真实验验证了所设计机制的有效性和高效性。

    2016年08期 v.11 853-859页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 基于节点相遇时间估计的DTMSN路由算法

    刘玉冲;林锋;李文藻;周激流;

    针对行人场景下节点相遇具有一定规律性的情况,提出了一种基于节点相遇时间估计的容延迟移动传感器网络路由算法(EEBR),以优化行人场景下的网络性能。通过对节点间历史相遇信息和节点间相互关系的分析,设计了一种实时估计普通节点和汇聚节点相遇概率的方法,并对发送缓冲区转发机制进行了设计。基于EEBR的行人场景数据集下的仿真结果表明,与传统的路由算法相比,EEBR算法的消息投递成功率、平均投递延迟和网络负载等关键指标更优。

    2016年08期 v.11 860-864页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
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  • 无线传感器网络中基于共享密钥的互认证和密钥协商方案

    郭琰;汪烈军;刘双;

    为了提高无线传感器网络的安全认证,提出了一种基于共享密钥的互认证和密钥协商方案,包括注册阶段、登录阶段、认证和密钥协商阶段3个部分。注册阶段,完成用户节点A和传感器节点S的注册,并存储用户节点A的伪身份ID:PIDA,伪身份信息PIA,hash函数H(·)信息和传感器节点S的身份IS。登录阶段,用户凭借身份IDA和签名S1进入智能卡获取身份信息IA。认证和密钥协商阶段,完成相互认证和共享密钥的使用。与其他方案相比,所提出的方案提供了匿名服务,避免了用户、节点的模拟攻击,并可以抵抗重放攻击、中间人攻击、DoS攻击,提高了网络的安全性。在计算开销方面,该方案的执行时间约为0.42ms,与同类方案相比较减少了计算量。

    2016年08期 v.11 865-868页 [查看摘要][在线阅读][下载 140K]
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  • RFID技术中碰撞位探测电路设计

    程桂花;陈付龙;齐学梅;左开中;

    分析连续碰撞位探测防碰撞算法,修改探测模式字的计算方法,改进碰撞位探测机制,使用Verilog HDL设计碰撞位探测防碰撞算法电路模型。电路包括读写器和标签中的碰撞位探测控制电路,在读写器端引入并行流水机制。仿真实验表明,电路能准确、快速地探测实际存在的多个连续或非连续的碰撞位串,且该电路能并行流水工作,减少碰撞时隙,提高防碰撞算法的效率,对射频识别(radio frequency identification,RFID)在快速移动领域中的应用具有实际价值。

    2016年08期 v.11 869-874+890页 [查看摘要][在线阅读][下载 363K]
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  • 基于改进型Colpitts振荡器的超宽带混沌穿墙成像雷达

    马瑞霞;刘丽;徐航;张建国;王冰洁;李静霞;

    提出了一种基于改进型Colpitts振荡器的超宽带混沌穿墙成像雷达,利用混沌相关法获得一维距离信息,通过天线扫描实现二维成像。基于时域有限差分法的数值电磁仿真和实验结果表明,该系统可对墙后人体目标进行探测,并可穿透0.2m厚的加气煤渣砖墙,对墙后的单、双金属球目标进行成像。系统的距离向和方位向分辨率分别为6cm和8cm。

    2016年08期 v.11 875-879页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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  • 道路压电微能量采集电路开发及应用效果研究

    李彦伟;殷卫永;王朝辉;封栋杰;董彪;

    分析了现有电路用于道路压电能量采集存在的技术缺陷,基于标准能量采集电路提出2种改进方案,借助仿真软件系统研究了改进电路在不同电源激励下的能量采集功效,测试并评价了改进电路的实际应用效果,表明道路压电微能量的高电压、低电流、不连续瞬时、峰值电压不一致和低频等特性决定了现有采集电路难以实现对道路压电微能量的高效采集。仿真结果表明,标准能量改进电路可稳定输出5V直流电压,且持续充电270s即可实现稳定的2.2V直流输出。

    2016年08期 v.11 880-885页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K]
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  • 基于虚拟仪器的冷原子干涉时序控制系统

    厉泽环;颜树华;贾爱爱;罗玉昆;胡青青;魏春华;

    为实现冷原子干涉系统的自动化控制,基于LabVIEW软件和配有FPGA的多功能数据采集卡开发设计了一套时序控制系统,能同步输出多路数字、模拟信号,实现了对冷原子干涉实验中的激光、磁场、CCD等器件的统一控制。测试结果表明,该系统时序调节精度优于100ns、模拟信号输出连续均匀,具有调节精度高、输出路数多和使用方便等优点,能完全满足冷原子干涉实验的要求。

    2016年08期 v.11 886-890页 [查看摘要][在线阅读][下载 366K]
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  • 针对多变量抗扰的改进分散控制器设计

    楚明辉;葛月霆;王琪;靳其兵;蒋北艳;

    提出了一种改进的分散控制器结构来加强多变量系统的抗扰性能。首先,基于相对标准增益矩阵得到一个最佳的回路配对,然后用相对干扰增益确定耦合作用对哪些回路的干扰抑制有积极作用,最后用一个指标确定需要增加哪些控制器来抵消不利于抗扰的耦合作用。确定控制器结构以后,用等效传递函数设计控制器。2个仿真实例证明,本方法对于提高多变量系统抗扰性能是有效的。

    2016年08期 v.11 891-894页 [查看摘要][在线阅读][下载 183K]
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  • A6阶梯腔体同轴辐射相对论磁控管的粒子模拟

    刘美琴;黄志娟;刘纯亮;

    以粒子模拟方法研究了A6阶梯腔体相对论磁控管的工作特性。研究表明,当外加电压为405kV时,透明阴极驱动A6阶梯腔体磁控管的最大输出功率可达1.58GW,最大功率转换效率可达72%。数值模拟发现,当二次电子发射产生时,A6阶梯腔体相对论磁控管中工作模式的平均输出功率和阳极电流降低不超过5%,小于传统光滑渐变腔体结构或者径向输出结构的15%。另外,还得到了阶梯腔体结构能够扩大功率容量,降低二次电子发射对输出功率和阳极电流的影响,并有效减少模式竞争,提高工作模式的稳定性的结论。

    2016年08期 v.11 895-897+903页 [查看摘要][在线阅读][下载 223K]
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  • 水下作业型ROV定深控制系统的设计

    魏延辉;张皓渊;

    根据水下作业型机器人(remotely operated vehicle,ROV)作业任务需要,研制了自动定深控制系统及其控制方法。设计的ROV定深控制系统主要由深度传感器及检测系统、推进器控制分配器、姿态检测系统和中心处理器组成。建立了水下作业型ROV的运动学数学模型,并进行了单自由度解耦。根据ROV控制系统特点设计了模糊比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制方法。通过仿真实验和实际试验验证,所研制的控制系统性能可靠,可实现ROV的深度自动控制。

    2016年08期 v.11 898-903页 [查看摘要][在线阅读][下载 349K]
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  • 基于混沌时域反射的电缆故障测试仪

    苏鹏程;王冰洁;刘丽;徐航;张建国;李静霞;

    为实现对电缆故障的高精度定位和在线检测,研制了一种基于混沌时域反射技术的电缆故障测试仪,并详细介绍了该仪器的硬件系统结构和软件功能。以URM43型同轴电缆线为被测对象,对该仪器的实际测试性能进行了实验分析。结果表明,该仪器可对同轴电缆短路、断路和阻抗失配等故障实现准确定位,在1 600m的测量范围内,定位结果相对误差在4.3%以下。另外,利用该仪器对构建的通信实验系统中的电缆短路、断路故障进行了在线检测(混沌测试信号对通信系统引入的误码率为10-9量级),满足电缆故障在线检测的要求。

    2016年08期 v.11 904-908+919页 [查看摘要][在线阅读][下载 355K]
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  • 基于误差矢量的选择映射序列降低OFDM信号峰均比方法

    侯俊;张上鑫;雷欣欣;惠飞;

    正交频分复用系统的高峰值会导致发送端对功率放大器的线性度要求极高,从而会降低功率放大器的效率。提出了一种基于误差矢量度量来衡量传输信号峰值平均功率比的选择映射序列算法。在考虑高功率放大器作用的条件下,通过限制选择映射序列的扰码个数,从中选取与原始序列误差矢量幅度最小的加扰信号进行传输。仿真结果表明,所提出的方法与同类方法相比,有更好的峰值降低效果和更低的复杂度。

    2016年08期 v.11 909-912页 [查看摘要][在线阅读][下载 203K]
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  • 基于折光鱼眼全景相机的双目立体视觉标定

    王珂;王亮亮;李瑞峰;张兴远;熊思睿;

    面向鱼眼立体视觉系统标定,针孔等传统成像模型对高畸变镜头建模存在不准确问题,本文基于统一球面投影机理,建立了折光鱼眼全景相机的双目立体视觉投影模型,并对此双目立体视觉系统进行了标定。标定过程中,首先利用Hough变换实现了全景图像中角点的精确检测,在此基础上,利用Levenberg—Marquardt(L-M)法对相机内、外参数进行精细化估计,从而实现相机的准确标定。相对于传统的双目鱼眼相机标定法,通过对比实验验证了双目立体视觉标定方法的优越性。

    2016年08期 v.11 913-919页 [查看摘要][在线阅读][下载 564K]
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  • 基于主成分分析的荧光分子断层成像

    张旭;侯榆青;易黄建;贺小伟;张海波;

    随着全角度非接触式成像系统的开发与应用,较大规模的多投影荧光数据能够降低荧光分子断层成像(FMT)重建问题病态性,提高重建图像质量,已广泛应用于逆问题。但采用如此大规模的数据进行重建需要消耗大量的计算内存和花费较长的计算时间。为了解决该问题,采用主成分分析对原始FMT投影数据降维,在此基础上结合稀疏正则化算法进行重建。设计了圆柱仿真实验和数字鼠仿真实验。实验结果表明,在不影响重建结果的前提下,经过主成分分析降维后投影数据规模减小,FMT的重建时间缩短大约10倍。

    2016年08期 v.11 920-925页 [查看摘要][在线阅读][下载 442K]
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  • 嵌入式hypervisor异步事件机制研究与实现

    许力彬;王忠钊;程琨;白跃彬;

    为了解决OKL4hypervisor进程间通信机制(inter-process communication,IPC)的局限性,首先为通信单元之间建立多个事件通道,然后利用异步消息实现各个单元之间的并发通信,该过程涉及事件通道的管理和事件消息的维护。实验结果表明,与OKL4现有的IPC相比,所提出的方案具有较高的传输性能。

    2016年08期 v.11 926-929+945页 [查看摘要][在线阅读][下载 203K]
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  • 一种异构网ICIC的理论分析设计方法

    安广平;吕刚明;李祥;

    作为LTE-A的关键技术之一,小区间干扰协调技术对异构网络的性能有着重要的影响。针对异构网中的小区间干扰协调问题,在综合考虑各种公平性及总体吞吐量的基础上,提出了一种异构网小区间干扰协调性能分析及其参数设计的方法。仿真结果表明本文提出的理论分析方法可以明显改善系统平均频谱效率和边缘频谱效率,从而证明了该理论分析方法的正确性。

    2016年08期 v.11 930-935页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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  • 基于傅里叶变换的回转窑物料休止角信号分析

    宋冬峰;刘小燕;徐学奎;武伟宁;

    通过实验方法研究了回转窑物料休止角信号与物料运动状态之间的关系,提出了运用傅里叶变换对休止角信号进行频域分析的方法。以一台与工业回转窑机械结构及传动方式一致的实验回转窑为平台,采用图像处理方法获取了物料休止角。通过傅里叶频谱分析方法发现休止角信号中存在较大干扰信号,对转筒圆心坐标信号的对照分析表明,该干扰信号主要由窑体转轴轴心位置偏移引起。采用高通频域滤波方法将干扰信号滤除,得到了休止角信号随时间的真实变化关系。

    2016年08期 v.11 936-940页 [查看摘要][在线阅读][下载 274K]
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  • 基于保边分解的图像分割

    王方淼;何坤;周激流;

    为改善传统CV(Chan和Vese)分割算法对自然图像分割的效果,将自然图像进行自适应保边分解,获取的卡通分量区域内部具有一致性,区域间存在显著差异且目标轮廓清晰。对卡通分量运用水平集实现目标区域分割。实验结果表明,相对于传统CV分割算法,该算法对自然图像分割的效果较好,分割测评分数较高。

    2016年08期 v.11 941-945页 [查看摘要][在线阅读][下载 275K]
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  • 基于信息素的无线传感器网络LEACH-M协议改进

    严斌亨;刘军;齐华;林语;

    针对移动无线传感器网络LEACH-M协议随机选举簇首,导致节点能耗不均匀、网络生命周期短等问题,提出了一种选举最佳簇首的ECHS(enhanced cluster head selection for LEACH-M)路由协议,将节点剩余能量与网络平均能量比较,筛选候选簇首节点,并定义信息素来衡量各候选簇首节点担任簇首的能力,保证簇首的选举兼顾节点的能量和移动性。仿真实验结果表明,该协议与LEACH-M协议相比,可有效均衡整个网络的能量消耗,延长网络寿命。

    2016年08期 v.11 946-950页 [查看摘要][在线阅读][下载 178K]
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  • 一种基于非负矩阵隐特征分析的Web服务QoS预测模型

    瞿青秀;罗辛;

    提出了一种受非负条件约束、基于不完全矩阵隐特征分析的协同过滤模型,用以在非负条件约束下,预测未知的Web服务QoS(quality-of-service)数据。其主要原理是,将非负矩阵因式分解模型中基于矩阵操作的非负更新规则,扩展为只依赖于单一隐特征的非负更新规则,以获得仅依赖于所需模型中单一隐特征、以及目标稀疏矩阵中已知元素的非负训练过程。为提高最终模型的预测精度,模型中进一步引入了Tikhonov正则化,并对隐特征的非负更新规则进行了相应扩展。在2个大型Web服务QoS数据集上的实验表明,该模型能在满足非负条件约束的前提下,准确地预测未知的QoS数据。

    2016年08期 v.11 951-956页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K]
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  • 基于GPU的多项式矩阵特征值并行计算

    杨智诚;黄友钦;傅继阳;

    以多项式矩阵特征值求解问题为背景,推导任意项式特征值计算方法,阐述了基于图形处理单元(GPU)的并行计算机理并建立Matlab快速并行计算平台。以二次特征值计算为例,分别测试基于GPU的单精度类型计算与双精度类型计算的效率与误差,同时验证公式的正确性。数值计算表明,单精度计算与双精度计算能够大幅度降低计算时间,提高计算效率,误差对比分析也表明GPU的计算结果能够满足一定的工程计算要求。

    2016年08期 v.11 957-960页 [查看摘要][在线阅读][下载 183K]
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