2010年第10期-《电子技术应用》杂志

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2010年第10期

刊出日期：2010-10-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

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Altera中国大学生电子设计文章竞赛2010

基于FPGA的高速宽带跳频发射机的中频设计

作者：段文博，崔一凡，练美英，李绍胜

作者单位：北京邮电大学信息与通信工程学院，北京100876

摘要：结合软件无线电思想和架构，利用Altera EP3C16F4 84C6作为中频信号处理器，设计了一种基于统一硬件架构的数字化高速宽带跳频发射机，实现跳频速率125kHops/s，跳频带宽320MHz。

关键词：
FPGA

跳频发射机

软件无线电

数字上变频

MSK

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基于FPGA的低成本长距离高速传输系统的设计与实现

作者：王康，郭智勇

作者单位：电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都611731

摘要：借助Altera Cyclone III FPGA的LVDS I/O通道产生LVDS信号，稳定地完成了数据的高速、远距离传输。系统所需的8B/10B编解码、数据时钟恢复(CDR)、串/并行转换电路、误码率计算模块均在FPGA内利用VHDL语言设计实现，大大降低了系统互联的复杂度和成本，提高了系统集成度和稳定性。

关键词：
FPGA

数据传输

高速

远距离

LVDS

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嵌入式技术

基于DSP+ARM架构的协议转换器设计

作者：李振峰1，李海峡2

作者单位：1.中色科技股份有限公司，河南洛阳471039；2.凯迈(洛阳)电子有限公司，河南洛阳471003

摘要：介绍基于DSP+ARM架构协议转换器的系统组成及其工作原理，给出了DSP通过EMIF接口与FPGA无缝连接的接口实现，DSP通过HPI接口与ARM高速接口的实现，以及基于ARM的高速以太网接口。简要介绍了基于嵌入式操作系统uClinux的网络编程，给出了实验结果。

关键词：
ARM

数字信号处理器

主机接口

外部存储器接口

嵌入式系统

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基于TMS320C6722的高速铁路轨道信号发送与接收模拟系统

作者：张西峰，杜普选

作者单位：北京交通大学电子信息工程学院，北京100044

摘要：介绍一套高速铁路轨道信号模拟系统，讨论了系统的硬件和软件设计方法。系统以TMS320C6722浮点DSP为数据处理核心，ARM协处理器为控制核心，能够模拟自主开发的、适合中国高速铁路的改进型数字编码和正交化FSK轨道信号的发送和解调过程。

关键词：
DSP

高速铁路信号

浮点DSP

TMS320C6722

解调

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基于HyperLynx的数字电路设计综合仿真方法

作者：樊世杰，范红旗，蔡飞，付强

作者单位：国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073

摘要：针对数字电路系统设计中存在的信号完整性、散热、电磁兼容性(EMC)等问题，结合HyperLynx仿真软件提出了一种综合仿真方法。通过雷达信号处理机的设计实例，详细描述了HyperLynx各仿真模块的功能和特点，为数字电路系统设计与仿真提供了重要参考。

关键词：
电子电路设计与仿真工具

HyperLynx

数字电路设计

综合仿真

EDA

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一类特殊导线的自动切线控制系统研制

作者：高富强1，2，陈章荣1，2，安康1

作者单位：1.重庆大学 ICT研究中心，重庆400030；2.重庆大学自动化学院，重庆400030

摘要：为了满足航空、航天等领域对带尼龙保护层导线切割的特殊要求，研制了一种专用自动切线控制系统。该系统以ARM7系列微处理器LPC2131为控制核心，采用滚轮连续运转带动导线进给，鼓风机通过加热枪管吹出高温热风烫化导线保护层，切刀高速运动切割导线的方式实现系统送线、烫线、切线一体化操作，使系统全程自动化。

关键词：
自动控制系统DCSFCS

自动切线控制系统

LPC2131

MAX6675

伺服电机

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基于S3C2440的能量色散X射线荧光光谱仪

作者：周怡君1，戴挺2

作者单位：1.东南大学机械工程学院，江苏南京211189；2.东南大学材料科学与工程学院，江苏南京210096

摘要：提出了基于S3C2440的能量色散X射线荧光光谱仪的设计方案，重点介绍了EDXRF光谱仪的硬件设计及Windows CE下高速AD转换器AD7676驱动程序的开发方法，并用实例验证了该方案可以满足元素定性分析的需要。

关键词：
微处理器微控制器

能量色散X射线荧光

WindowsCE

设备驱动

s3C2440

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一种具有自修复功能的容错数字电路

作者：廖乐根，陈晓东

作者单位：电子科技大学机械电子工程学院，四川成都611731

摘要：提出了一种针对数字电路的自修复容错方法。该方法基于胚胎细胞的可重构特性理论，用休眠细胞代替故障细胞的功能达到容错的目的。对应用实例的分析表明：在相同系统资源的情况下，所提出的方法在容错单元数上能达到整列排除法的4倍。

关键词：
自修复

容错

数字电路

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集成电路应用

基于AD6655的多通道高速数据采集系统设计

作者：陈玉生1，杨丹丹2，杨洁1，介利军1

作者单位：1．桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004；2.桂林电子科技大学计算机与控制学院，广西桂林541004

摘要：给出了多通道高速数据采集系统的具体设计方案。以AD6655为例设计4路采集系统，结合实际工程应用重点分析设计了A/D采样输入端的匹配网络、采样时钟电路和LVDS数据传送等关键技术。对采集系统的主要性能进行了测试、仿真及分析。

关键词：
数据转换

AD6655

匹配网络

LVDS

多通道高速数据采集

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GF(2m)域椭圆曲线点乘算法安全FPGA设计与实现

作者：雷咸超1，2，高献伟1，李飞2，张刚2

作者单位：1.北京电子科技学院电子信息工程系，北京100070；2.成都信息工程学院，四川成都610225

摘要：点乘算法是椭圆曲线密码体制中决定速度和硬件资源的关键部分。在深入分析混合结构乘法器并在FPGA上实现经典椭圆曲线点乘算法基础上，设计与实现了一种基于NAF编码混合结构乘法器思想的椭圆曲线点乘算法。对实现的点乘算法进行仿真测试和性能评估表明，新设计实现的基于混合结构乘法器的点乘算法在计算速度和资源使用上具有明显优势。

关键词：
FPGA

有限域

NAF

椭圆曲线点乘

算法安全

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X波段小步进频率合成器的设计及实现

作者：潘积文，李光灿，周长发

作者单位：贵州航天计量测试技术研究所，贵州贵阳550009

摘要：介绍一种小步进、低相位噪声的频率合成方法。采用直接数字合成（DDS）产生小步进信号，利用5 MHz整数步进锁相环与混频电路组合方式改善了合成器的杂散和相位噪声。

关键词：
频率合成器

相位噪声

直接数字合成DDS

小步进信号

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毫米波FMCW雷达近炸引信信号处理设计与实现

作者：杨毅

作者单位：中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳621900

摘要：引信是通过测量弹头距地面的相对高度来控制战斗部在最佳高度起爆,以提高战斗部的杀伤威力。而近炸引信的目的则是在未到达预定引爆区域而又无法避免对方拦截的情况下，引爆战斗部，以避免战斗部被对方完全破坏后的失效。针对该应用，本文在毫米波波段设计并实现了一种基于调频连续波体制的近炸引信信号处理器。

关键词：
调频连续波

毫米波

引信

信号处理

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高速全数字解调器的一种在线调试方法

作者：姜波，孙晓磊

作者单位：海军潜艇学院，山东青岛266071

摘要：提出一种高速全数字解调器的在线调试方法，灵活运用FIFO捕获并缓存包含错误信息的相关数据，解决了高速、海量数据流中难以捕获偶发性错误信息的难题，为程序缺陷分析提供条件，可直接用于高速全数字解调器的后期调试，其基本思想适应于其他高速逻辑的FPGA调试。

关键词：
SoPC

全数字解调器

FIFO

调试

FPGA

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一种基于FPGA的可配置SPI Master接口设计实现

作者：李大江，崔建明

作者单位：山东科技大学信息科学与工程学院，山东青岛266510

摘要：介绍一种基于FPGA的SPI Master Interface设计。依据SPI同步串行接口的通信协议，设计一个可配置的、高度灵活的SPI Master 模块，以满足正常、异常及强度测试要求。利用Verilog 语言实现SPI接口的设计原理和编程思想。

关键词：
FPGA

SPI同步串行接口

测试

Virtex2

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测控技术与仪器仪表

进气道原位自动检测系统设计

作者：卢建华1, 吴晓男1, 张振华2

作者单位：1.海军航空工程学院控制工程系, 山东烟台264001;2. 海军驻成都地区航空军事代表室, 四川成都610092

摘要：针对某型飞机进气道电气系统，提出了一种基于虚拟仪器技术和ATE技术的系统原位检测仪设计方案。依据VISA（Virtual Instruments Software Architecture）及IVI标准实现了非NI仪器与LabVIEW平台的通信，并针对复杂测试条件，对进气道原位自动检测系统的稳定性进行了分析。经大量仿真验证，证明设计方案正确可行，可为具体工程实现提供依据。

关键词：
进气道

原位自动检测

虚拟仪器

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熔断器老化状态多因子检测系统

作者：石颉，施海宁，姚建林，金心明，李建文，涂丰盛，杜预

作者单位：苏州热工研究院有限公司，江苏苏州215004

摘要：提出了一种熔断器老化状态多因子检测系统，可以通过多种检测手段对熔断器当前的状态进行全方位的测试。通过分析所得到的“电流-温度”曲线、“电流－温升速度”曲线、熔断电流特性曲线以及电阻变化量等检测结果，结合X－RAY检测、解体SEM检测的结果，能够综合地判定熔断器的老化状态。

关键词：
熔断器

老化状态

多因子检测

温度测量

XRAY检查

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基于PSoC的无线静载仪采集系统

作者：于謇，刘明贵，梁昊

作者单位：中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉430071）

摘要：根据静载检测系统对系统结构和功能的新需求，采用Cypress公司的CY8C24894芯片作为系统的主控部分，提出了基于子节点、汇聚节点、上位机三层结构的数据传输方案，设计了节点、传感器接口、无线传输模块等硬件电路，给出了前端数据采集、通信控制等软件流程，并成功实现USBUART仿真串口通信功能。实际测试表明，该系统操作简便、实时性强、精度高，可广泛应用于桩基承载力的静载试验中。

关键词：
PSoC

静载试验

CyFi

采集系统

CY8C24894

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基于SD卡的电能耗用记录仪设计与实现

作者：徐爱钧

作者单位：长江大学电信学院, 湖北荆州 434023

摘要：利用ARM处理器LPC2148与SD卡接口，设计了一种新颖的多参数电能耗用记录仪，用于大容量耗电数据采集。该记录仪采用FAT32文件系统，可将现场各种电能耗用数据及时保存到SD卡之中。利用SD卡的良好移动性，可方便地实现与计算机的数据交换，达到现场数据采集、室内数据分析的目的。同时SD卡内保存的数据也可以由记录仪随时读取，在液晶显示器上以文本或曲线方式进行回放。

关键词：
微处理器微控制器

ARM处理器

SD卡

文件系统

电能耗用

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多性能指标系统的控制器自设计方法及其应用

作者：石雷

作者单位：湖南大学电气与信息工程学院, 湖南长沙 410082

摘要：针对具有多指标的被控对象，提出一种基于神经网络的控制器自设计方法。算法利用并行遗传算法按照被控对象各项性能指标进化神经网络控制器，在遗传算法每代结束时利用适应性权重法根据各项指标数据计算综合适应度值，选择综合适应度最佳个体进行遗传操作，从而获得综合性能指标最佳的控制器。将算法应用于异步电机矢量控制系统的速度控制器自设计中，通过仿真实验验证了本方法的有效性。

关键词：
自动控制系统DCSFCS

遗传算法

神经网络

矢量控制

控制器自设计

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某型设备控制装置单板测试方法研究

作者：李乐1，杨锁昌1，何芝兰2，王成1，杨森1

作者单位：1.石家庄军械工程学院，河北石家庄 050003；2.桂林电子科技大学，广西桂林 541004

摘要：以通用检测平台为基础，研究了某型设备控制装置单板的测试方法。采用先进的电路仿真软件对电路板进行了原理仿真、测试仿真，确定了电路板的测试思路、测试方法。根据测试需要，提出了特殊激励信号的产生方法。最后，对该电路板进行了实际的测试验证，所得波形满足电路板的功能要求，结果证实了测试方法的有效性与合理性。

关键词：
通用电子测量

通用检测平台

电路板

测试仿真

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通信与网络

电力线通信中动态子载波组分配

作者：李圣1，徐志强2

作者单位：1.南华大学电气与电子工程学院，湖南衡阳 421001；2.华北电力大学电气与电子工程学院，北京 102206

摘要：针对电力线通信自适应OFDM系统的限制条件，探讨在每OFDM符号内各RT用户要求的约束下，研究系统总功率地窖注水分配后多子载波上的速率自适应子载波分配模型，提出一种新的动态子载波组分配算法。在典型电力线信道环境下对其仿真，并与另外两种分配算法进行比较，结果表明,本文动态子载波组分配算法的复杂度大大减小，能满足多用户资源分配的多目标要求。

关键词：
电力测试及监控

电力线通信

正交频分复用OFDM

子载波组分配

层次分析

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基于智能天线的多用户MIMO-OFDM联合发送技术研究

作者：徐晓国1, 辛洪亮2, 程欢1

作者单位：1.西安北方捷瑞光电科技有限公司, 陕西西安 710111；2.中国石油吉林石化炼油厂仪表车间, 吉林吉林 132022

摘要：提出了一种基于智能天线(SA)的多用户MIMO-OFDM联合发送(JT)方案，给出了系统模型，推导出了权向量和数据发送及检测算法。通过在TD-SCDMA系统应用环境中的仿真和分析，表明基于SA的多用户MIMO-OFDM的JT技术具有比基于多用户MIMO的JT技术更优良的误比特率性能。

关键词：
无线网络

智能天线

联合发送

多用户MIMO-OFDM

TD-SCDMA

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IEEE802.11 DCF退避机制公平性分析与改进

作者：裴冬冬, 王兴华, 向新

作者单位：空军工程大学工程学院，陕西西安 710038

摘要：详细分析了DCF使用的二进制指数退避算法的原理，通过研究竞争周期内冲突概率增加和造成竞争不公平性的原因，优化了DCF方式下的退避机制，经OPNET仿真验证，系统的吞吐量得到提高，延迟减小。

关键词：
分布式协调功能

二进制指数退避算法

竞争窗口

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用于MIMO系统双极化基站端多天线的设计

作者：王永巍，姜兴

作者单位：桂林电子科技大学信息与通信学院, 广西桂林 541004

摘要：利用缝隙耦合技术和双线馈电技术设计了一种高增益、高隔离、双极化的Ｈ型缝隙耦合天线单元，在此基础上设计了多天线系统。通过实测分析不同阵元间距对MIMO基站多天线互耦的影响，确定了最佳阵元间距，测试了此间距在频率2.14 GHz处远场方向图，实测水平极化端口处最大增益为14.89 dB,垂直极化端口处最大增益为14.78 dB，与仿真结果吻合较好。其结构简单，成本低廉，容易制作，满足MIMO基站多天线系统的需求。

关键词：
MIMO基站端

双极化

天线互耦

缝隙耦合

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基于混合遗传算法的多用户OFDM资源配置

作者：黄晨1，汪李峰2，魏胜群2

作者单位：1.解放军理工大学通信工程学院，江苏南京 210007；2.中国电子设备系统工程公司研究所，北京 100141

摘要： OFDM是认知无线电系统传输链路合适的调制技术,为了在信道状态信息未知的情况下,高效地分配多用户OFDM资源,提出了一种混合遗传算法。该算法能在误码率和总发射功率一定的情况下最大化传输速率,自适应分配各子信道及其功率。仿真表明，该方法可有效增强搜索的精确度，增加系统容量，提高频带利用率。

关键词：
无线网络

OFDM

遗传算法

模式搜索

认知无线电

查看(4920)

基于HTTP协议的跳频隐蔽通道技术研究

作者：谢慧1，严承华1，陈泽茂1，聂峰2

作者单位：1.海军工程大学电子工程学院，湖北武汉430033；2.武警山东总队通信处, 山东济南260030

摘要：针对目前HTTP隐蔽通道带宽小和容易被检测的弱点,提出一种基于HTTP协议的跳频隐蔽通道（FHCC_HTTP）技术。介绍了多种基于HTTP协议的隐蔽通道构建方法，在此基础上提出了基于跳频原理的HTTP隐蔽通道技术的设计和实现。最后对文件隐秘性、文件传输时间进行了分析和仿真测试，结果表明采用FHCC_HTTP隐蔽通道的网络流量更贴近正常用户浏览网页时的网络流量，可有效地避开IDS的检测，隐秘性好。同时由于FHCC_HTTP切换多种隐蔽通道构建方法，文件传输时间和隐蔽通道带宽较RwwwShell有明显改善。

关键词：
无线网络

跳频

隐蔽通道

http

隐秘性

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高速HART C8PSK位同步与均衡系统设计

作者：金郑华1,2, 王宏1, 杨志家1

作者单位：1.中国科学院沈阳自动化研究所工业信息学重点实验室，辽宁沈阳110016;2.中国科学院研究生院，北京 100039

摘要：提出一种新的低功耗HART C8PSK位同步与均衡结构，其中位同步初始化使位同步快速稳定，减少位同步跟踪计算频率和所需信号采样，从而降低均衡器和插值器的计算频率。同时根据HART信道特点，提出一种新的基于CSD编码的均衡器结构，使每个采样点均衡运算功耗大幅降低。整个系统通过资源复用，大量节省硬件资源。通过分析和仿真表明，该结构不仅能大幅降低功耗，而且具有很好的抗噪声性能。

关键词：
终端

高速HART

位同步

CSD编码预置式均衡器

信道估计

查看(4896)

计算机技术与应用

基于nRF24L01和Actel FPGA的智能探测系统设计

作者：何伟，陈锋, 张玲，邢岚

作者单位：重庆大学通信工程学院，重庆400044

摘要：设计了基于nRF24L01无线数据传输芯片和Fusion StartKit开发板的智能探测系统。通过开启nRF24L01的ACK PAYLOAD功能实现车载系统与上位机之间的双向通信，采用Actel公司带有APB3总线的8051S软核在Fusion StartKit开发板上构建片上系统，使用MFC编写Windows环境下的人机交互界面,实现了具有实时数据传送、自动避障、远程操控等功能的智能探测系统。

关键词：
FPGA

nRF24L01

ACKPAYLOAD

8051S

APB3总线

查看(6672)

有源RFID定位系统设计与实现

作者：

摘要：本文介绍了有源REID定位系统的设计与实现。提供了硬件平台结构设计方案，阐述了系统的定位方法以及软件工作流程。根据本方案实现的有源RFID定位系统具有定位精度高，抗干扰能力强，定位范围大等优点。

关键词：
RF微波

定位技术

读写器

定位系统

定位精度

查看(3860)

光纤陀螺监测系统设计

作者：王耀辉, 杨小军

作者单位：中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西西安710119

摘要：为了监测光纤陀螺在运行过程中因电源电压、电流及陀螺环境温度变化而直接影响其使用精度甚至系统运行出现故障等问题，设计了一种基于DSP的实时自动数字监测系统，将监测到的陀螺运行状态数据通过LCD显示；将采集到的温度信号通过接口电路传递到温控系统；当监测到系统运行异常时可自动关闭系统以达到对陀螺的保护作用。本系统提高了光纤陀螺的可靠性及安全性。

关键词：
光传输网络

光纤陀螺

无缝接口

LCD显示

数字自动监测系统

查看(5108)

基于自动调光功能的手指静脉图像采集系统

作者：管凤旭, 王科俊

作者单位：哈尔滨工程大学自动化学院, 黑龙江哈尔滨150001

摘要：当固定光强的红外光透射厚度不相同的手指时,会在图像传感器上呈现质量不一的静脉图像，产生曝光过强或过暗的现象。为采集到质量一致的手指静脉图像，设计一种自动调光电路，可根据红外透射光的强度自动调整红外发射光强，以保证红外透射光强度维持在一个相对稳定的范围。同时设计了一种基于USB2.0和CMOS图像传感器的手指静脉采集系统。实验结果表明，该系统采集的手指静脉纹路图像清晰、质量稳定。

关键词：
手指静脉图像

自动调光

CMOS图像传感器

USB2.0

插值算法

查看(6696)

基于DTMF技术与射频技术的远程控制的实现

作者：陈国强1，吴益辉2

作者单位：1.杭州职业技术学院，浙江杭州310018；2.杭州鸿雁电器有限公司，浙江杭州310013

摘要：介绍了以AT89S52单片机为控制核心，利用DTMF发送／接收一体芯片MT8880和公共电话网以及全球移动通信网（GSM），并加上ASk方式的无线射频收发技术实现远程控制。

关键词：
RF微波

控制寄存器

状态寄存器

接口电路

无线发射

查看(4712)

基于龙芯IP核SoC芯片的FPGA验证技术研究

作者：谢平

作者单位：西昌学院, 四川西昌 615000

摘要：阐述了片上系统(SoC) 设计的发展情况和现场可编程门阵列(FPGA)的独特优势，为基于龙芯I号处理器IP核的SoC设计了FPGA验证平台,并介绍了怎样利用该平台进行软硬件协同设计、SoC系统移植、IP核验证和运行实时操作系统。

关键词：
FPGA

龙芯I号处理器IP核

SOC

验证技术

查看(10772)

信息安全

基于改进PSO算法的LSSVM入侵检测模型

作者：张朝龙，江巨浪，江善和，李彦梅

作者单位：安庆师范学院物理与电气工程学院，安徽安庆246011

摘要：在基本PSO算法和线性权重下降PSO算法的基础上，提出一种并行PSO算法，将粒子群分成两组，分别采用不同的惯性权重，各侧重于全局搜索和局部搜索，根据进化代数动态调整两种算法中进化的粒子数。通过仿真实验，证明了并行PSO算法的寻优性能优于基本PSO算法和线性权重下降PSO算法。

关键词：
无线网络

PSO算法

LSSVM

适应度

入侵检测

查看(5926)

能识别二次扫描和印刷的半脆弱数字水印算法

作者：王坚, 李玉柏, 柴松

作者单位：电子科技大学通信与信息工程学院, 四川成都 610054

摘要：提出了一种能识别二次扫描和印刷的半脆弱数字水印算法。该算法利用了矩阵奇异值的特性和印刷过程中色域转换的误差,对常见的几何攻击有较强的抵抗能力，同时对原始图像扫描和印刷的次数有着严格的要求，适用于印刷品防伪。

关键词：
RFIDNFC

数字水印

半脆弱

门票防伪

奇异值分解

查看(5106)

Shearlet变换域内容自适应图像水印算法

作者：廖颀

作者单位：赣南师范学院物理与电子信息学院，江西赣州 341000

摘要：提出了一种Shearlet变换域嵌入强度因子能随图像内容自适应的水印算法。算法首先利用Shearlet变换对图像内容稀疏表示选择性，找出符合人眼视觉特性要求的水印嵌入位置,然后依据图像内容自适应地计算出水印嵌入强度因子，较好地解决了鲁棒性与可见性之间的矛盾。实验结果表明，该算法能够抵抗各种攻击，具有强鲁棒性。