2015年第12期-《电子技术应用》杂志

综述与评论

新型电磁材料微带天线的综述

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.001

作者：汪大军1，王彦虎2，廖永波2，3

作者单位：1.西南石油大学基建处，四川成都610000；2.电子科技大学能源科学与工程学院，四川成都611731； 3.电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都611731

摘要：随着无线传输产品的普及，各种设备对天线的性能要求越来越高，研制具备较高性能的天线的必要性越来越突出。新型电磁材料由于其自身的特点，能够实现一般材料所不具备的电磁特性，在高性能微带天线设计中得到了广泛的应用。同时，由于设计参数的复杂化和设计目标的多重化，全局优化算法逐渐引入到了天线设计中来，以实现对微带天线贴片和新型电磁材料结构的优化设计，大幅提升微带天线的各项性能。

关键词：
新型电磁材料

人工磁导体

微带天线

优化算法

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Small Cell发现技术的研究分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.002

作者：王振，李贵勇

作者单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065

摘要： Small Cell技术是LTE中一项重要的新兴技术，是服务热点区域，企业级用户及室内增强覆盖的必要部署手段，主要用于提升网络容量，优化网络部署。主要通过对LTE-A标准及OFDM技术的研究，同时结合Small Cell的特性，分析了当前Small Cell发现技术的相关研究现状，最后通过对比对其进行了总结与展望。

关键词：
小小区

干扰

同步信号

发现信号

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嵌入式技术

基于TMS320DM8168的RTSP服务器系统设计及实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.003

作者：付雄，卿粼波，何小海，尹雷，白勇

作者单位：四川大学电子信息学院图像信息研究所，四川成都610065

摘要：基于TMS320DM8168嵌入式平台实现了RTSP流媒体服务器的设计，详细分析了TMS320DM8168的软硬件架构、RTSP服务器的工作原理以及实现过程。以TMS320DM8168为核心，首先将采集的实时视频数据进行模数转换、预处理、H.264编码以及本地存储，然后对H.264码流进行RTP封包，最后发送到网络上进行实时传输。经测试，该系统能同时实现16路D1视频的实时监控并具有较好的实时性。

关键词：
流媒体

嵌入式平台

H.264编码

实时监控

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基于仿生机械臂的体态遥控与可视化系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.004

作者：张雨薇，林雄民

作者单位：武汉大学电子信息学院，湖北武汉430072

摘要：基于以Intel Atom E645C处理器为核心的嵌入式系统，采用多种虚拟现实和视觉传感技术，设计了灾难救援机器人系统。实现了远程控制机械臂同步模拟人体手臂动作的功能，以期能替代危险环境下的人工作业。系统采用C/S模式，服务器平台负责用户手臂动作信息的采集，客户端平台负责现场视频的采集传输以及仿生机械手臂的控制。该系统很好地实现了预期功能，实时性和鲁棒性较好。

关键词：
仿生机械臂

远程体态控制

RTP无线视频通信

运动仿真

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基于STM32的逐阳帆控制系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.005

作者：王长清1，2，余丙涛1，3，潘德强3

作者单位：1.河南师范大学物理与电子工程学院，河南新乡453007； 2.河南师范大学电磁波特征信息探测河南省高等学校重点学科开放实验室，河南新乡453007； 3.上海摩昆新能源科技有限公司,上海201100

摘要：针对传统太阳能跟踪系统现场调试复杂、可靠性不够高的问题，提出一种基于STM32的太阳能跟踪系统设计。该系统为单轴跟踪系统，通过获取太阳能板的地理位置和当前时间信息用一定算法算出太阳的方位角，驱动电机，实现对太阳的跟踪；采用基于ZigBee技术的无线通讯系统，具有群簇控制能力，简化现场调试过程；通过ModBus协议实现控制系统信息上报，便于后台管理；提供多种工作模式，提高系统的抗风、抗雪性能；通过在控制芯片片内Flash写入备份程序，保证系统主程序出现问题后，系统跳转至备份程序继续运行，提高系统的可靠性。

关键词：
STM32

μCOSII

ZigBee

Modbus

逐阳帆

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多路图像数据合成LCD显示控制器设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.006

作者：陈东旭，李宏

作者单位：宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211

摘要：针对现有LCD显示控制器处理多路图像数据合成的性能局限，提出了一种用于嵌入式系统的多路图像数据合成LCD显示控制器的设计方案。该方案以FPGA为显示控制器的核心处理器件，经视频接口和8080接口输入数据，由SDRAM协调控制器完成数据存取，最终通过合成叠加送入LCD完成显示。通过实际电路验证表明，该LCD显示控制器可以实现多路图像数据的输入、合成、显示，且性能良好、运行稳定，并具有一定的移植性和可扩展性，可应用于有特殊图像处理要求的嵌入式系统中。

关键词：
FPGA

多路

合成

显示控制器

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采用窗函数法进行数字信号截短的优化算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.007

作者：周冬跃1，林海全2，张洪林3，李学识4，黄继才1

作者单位：1.广东工业大学物理与光电工程学院，广东广州510006；2.广州致远电子股份有限公司，广东广州510660； 3.华南理工大学电子与信息学院，广东广州510641；4.广东工业大学自动化学院，广东广州510006

摘要：对数字信号进行有限点数的截短采样时，通常会发生频谱泄露。提出一种基于FPGA的矩形窗、海明窗、汉宁窗和布莱克曼窗四个窗函数的改进型信号截短算法方案，并对其资源消耗和运行速度进行优化，从而提高频谱泄露的性能。为了减少系统资源消耗和提高精度，采用了资源共享技术、选择合理的数据位宽以及为CORDIC模块选择合适的迭代次数；为了优化速度，采用了恰当的流水线技术，从而较大提高了处理速度。仿真表明，优化后的系统逻辑资源减少20%~51%，时序约束达到360 MHz，其中的布莱克曼窗对第一级旁瓣衰减达到59.3 dB。

关键词：
窗函数

信号截短

频谱泄露

优化算法

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微电子技术

摄像头模组ESD保护模型分析与电路设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.008

作者：俞晓东1，2，万国春1

作者单位：1.同济大学电子与信息工程学院，上海201804；2.宁波舜宇光电信息有限公司，浙江余姚315400

摘要：摄像头模组主要由镜头、滤色片、音圈马达、马达驱动、图像传感器等部件构成。图像传感器和音圈马达驱动都是CMOS半导体器件，对ESD(Electro-Static Discharge)非常敏感。本文的主要内容包括以下几个方面：(1)摄像头模组的ESD保护设计，主要从结构设计和电子设计两个方面来阐述，结构设计时主要对ESD敏感区的保护;电子设计时主要是对CMOS芯片的接口引脚进行保护。(2)人体模型的研究，主要讨论HBM(Human Body Model)的仿真模型的创建。(3)静电释放的波形仿真和实验, 主要讨论测试环境的建立，并对比目标和实际波形。

关键词：
静电释放

摄像头模组

马达驱动

图像传感器

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基于FPGA的硬件排序系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.009

作者：胡二猛，钱承山，张永宏，许强

作者单位：南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京210044

摘要：针对软件排序速度慢、排序数据量小以及占用CPU资源多等问题，设计了一种基于FPGA的硬件排序系统。排序过程采用DMA工作方式，不占用CPU资源；数据传输采用SISO（串行输入/串行输出）方式，减少FPGA内部布线资源，增强排序系统可靠性。利用Modelsim仿真工具对硬件排序系统进行仿真验证，仿真结果表明，硬件排序系统可以有效提高排序效率以及降低CPU使用率。

关键词：
FPGA

硬件排序

DMA

SISO

提高排序效率

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传感器系统的高精度Hybrid ADC的研究与设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.010

作者：杜微，李荣宽

作者单位：电子科技大学电子工程学院电路与系统系，四川成都611731

摘要：介绍了一种应用于传感器检测系统的高精度Hybrid ADC，此系统是基于双积分ADC与SAR ADC的混合结构。详细描述了此结构提出的理论基础、电路的具体结构，并基于此结构设计了一款16位Hybrid ADC，此系统的时钟频率为25 MHz，输入电压范围为0.5 V~4.5 V，电源电压为5 V。仿真结果显示，此结构的16位ADC的信噪比达到90 dB，有效位数可达到15位，而且仅用了28个时钟周期实现了16位ADC的转换，此结构既有双积分ADC的高分辨率的特点，还部分继承了SAR ADC的速度优势。

关键词：
SARADC

双积分AD转换器

分步

高分辨率

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数字下变频中抽取滤波器的设计及FPGA实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.011

作者：周云，冯全源

作者单位：西南交通大学微电子研究所，四川成都611756

摘要：针对软件无线电接收机数字下变频中高速数字信号的降采样需求，利用半带滤波器及级联积分梳状滤波器，设计了一种半带滤波器前置的多级抽取滤波器架构。通过Simulink搭建系统模型验证之后，利用Xilinx ISE 12.3在Xilinx xc5vsx95t-2ff1136 FPGA上实现了一种下采样率为64的抽取滤波器。Modelsim仿真结果表明，该抽取滤波器设计是有效的，达到了设计指标。

关键词：
降采样

多级抽取滤波器

半带滤波器

积分梳状滤波器

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LTE230无线通信基带芯片的设计与应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.012

作者：周春良1，张峰2，程伦3，樊文杰1，王连成1，周芝梅1，唐晓柯1

作者单位：1.北京南瑞智芯微电子科技有限公司，北京100192； 2.苏州供电公司，江苏苏州215004；3.昆山市供电公司，江苏昆山215300

摘要：在分析LTE230电力无线通信系统的基础上，针对当前LTE230终端平台存在的问题，设计出一种新型的高性能、低成本、低功耗的LTE230无线通信基带芯片。文章详述了该芯片的结构及其关键技术，并结合智能电网配用电业务带宽需求的2种典型应用场景，提出了基于该芯片的终端实现方案。

关键词：
LTE230

基带芯片

LTE通信模块

用户终端设备

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测控技术与仪器仪表

过滤材料性能检测平台测控系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.013

作者：吴恩周，马小军

作者单位：南京工业大学自动化与控制科学学院，江苏南京211816

摘要：设计完成了一套采用LabVIEW软件和西门子PLC作为上下位机的过滤材料性能检测系统，该测控系统对过滤材料进行了试验。检测结果表明，系统测量精度高、重复性好、工作稳定、用户界面良好、自动化程度高，达到了设计要求。

关键词：
过滤材料

性能检测系统

PLC

LabView

PPI协议

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基于钳位电路的碳纳米管薄膜声源系统优化

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.014

作者：游洋1，李双1，程予露1，李达2

作者单位：1.苏州大学城市轨道交通学院，江苏苏州215006；2.中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，江苏苏州215123

摘要：碳纳米管薄膜是一种由碳原子组成的新型纳米材料，可被制作成一种基于热致发声效应的扬声器。针对碳纳米管薄膜电-热-声系统的频率失真问题，提出添加钳位电路的解决方法，并进行了理论研究和实验验证。结果表明，加入钳位电路后，系统输出的声波频率与输入电压频率变为一致，且声能量显著增大，声压级提高约5 dB。与传统叠加直流偏置电压的方法相比，无需直流电源，降低了系统功耗。

关键词：
碳纳米管薄膜

钳位电路

频率失真

直流偏置电压

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一种小型双路水下电视驱动系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.015

作者：王从政1，2，3，胡松1，高椿明2，冯常1，蔡根1

作者单位：1.中国科学院光电技术研究所，四川成都610209； 2.电子科技大学光电信息学院，四川成都610054；3.中国科学院大学，北京100049

摘要：针对核电站广泛应用的双路水下电视驱动系统存在体积大且重等不足，设计并实现了一种小型10路直流电机驱动系统，完成双路水下电视的所有动作驱动。驱动系统以C8051F340单片机为核心，通过USB模块接收上位机控制指令包。根据解码指令，系统利用SPI编程2块集成功率驱动芯片DRV8823实现6路电机驱动，通过PWM驱动2片DRV8412实现4路电机驱动。试验结果表明，该电机驱动系统可同时实现10路直流电机的有效驱动，应用于双路水下电视具有可靠性高、体积小和发热少等特点。

关键词：
水下电视

电机驱动

DRV8823

DRV8412

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基于STM32的四旋翼飞行器的姿态最优估计研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.016

作者：何川1，李智1，2，王勇军2

作者单位：1.桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004； 2.桂林航天工业学院无人遥测重点实验室，广西桂林541004

摘要：为了解决传感器自身累计误差和周围环境随机误差对姿态最优估计影响的问题，提出了一种基于STM32的姿态解算系统设计方案。该系统由低成本的航姿参考系统（AHRS）和STM32F405微处理器组成。采用四元数坐标换算，将陀螺仪、加速度计和磁罗盘三者数据进行融合,姿态偏差采用双环PI控制器进行修正，并采用互补滤波算法解算出飞行器姿态信息。搭建了四旋翼飞行器半实物仿真平台，模拟飞行器空中悬停时姿态。实验结果表明，该系统较好地解决了噪声干扰与姿态最优估计问题，实现了长时间稳定地输出准确可靠的姿态数据的要求。

关键词：
四旋翼飞行器

姿态解算

四元数

互补滤波器

PI控制器

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一种自适应的主动移频孤岛检测方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.017

作者：杨恢东，吴浪，李心茹，王河深

作者单位：暨南大学信息科学技术学院，广东广州510632

摘要：针对正反馈主动移频法存在检测速度不够快，对输出电流质量影响较大的问题，提出了一种自适应的正反馈主动移频检测方法。该方法采用新的初始截断系数，根据公共点的频率化率实时地调整正反馈系数，缩短了检测时间，减小了检测盲区。同时考虑了电网的波动，避免引入的频率差对输出电流质量的影响。通过相位理论分析和MATLAB/Simulink仿真，验证了该方法的有效性及优越性。

关键词：
孤岛检测

正反馈主动移频

截断系数

自适应

电网波动

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基于DDR3-SDRAM 的高速视频传输系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.018

作者：马游春1，2，王悦凯1，2，丁宁1，2

作者单位：1.中北大学电子测试国家重点实验室，山西太原030051； 2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051

摘要：设计了一种基于多片DDR3-SDRAM多BANK存储技术的传输系统，用于高速视频图像的传输。采用Camera Link总线技术用来接收视频图像数据，采用DDR3-SDRAM用来转存数据，对系统软件进行了搭建，对数据进行编码，并对DDR3-SDRAM多BANK存储进行仿真及分析。结果表明，DDR3-SDRAM多BANK存储技术可以有效地提高DDR3-SDRAM的工作效率，满足高速视频存储的需求。

关键词：
DDR3-SDRAM

多bank

存储

高速视频

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通信技术

VANET城市场景下一种优化的地理信息路由协议

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.019

作者：赵博龙，杨洁

作者单位：中国航空计算技术研究所，陕西西安710119

摘要：车辆的高速移动以及城市场景中的障碍物使得车辆间的通信链路变得异常脆弱。而现有的多数地理信息并没有考虑链路的稳定、可靠性，产生了高的数据包丢失率和高的数据包传输时延，降低了网络性能。为此，提出了一种优化的地理信息路由协议IGR(Improved geographical)。IGR协议在数据包转发过程中，考虑了源车辆离候选车辆间的相对移动方向、候选车辆离目的车辆的距离以及beacon接收率，尊重车辆间无线链路的不稳定性事实。IGR协议择优选择具有稳定链路的车辆作为下一跳数据包转发节点。最后，评估了提出的IGR协议，并与现有的地理信息路由进行比较分析。结果表明，提出的IGR协议在数据包传输时延、数据包传输率性能优于GPCR和RBVT-R协议。

关键词：
车联网

地理信息路由

贪婪转发

beacon接收率

相对方向

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一种改进型多用户正交差分混沌键控

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.020

作者：张刚，孟维，张天骐

作者单位：重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆400065

摘要：基于差分混沌键控(DCSK)和相关延迟键控(CDSK)提出一种新型的混沌扩频通信方案——改进型多用户正交差分混沌键控（MA-ODCSK）。该方案结合Walsh码和符号函数的各自特点，克服了DCSK和CDSK方案存在的问题，具有传输速率高、可靠性高、保密性好等优点。仿真证明，由于Walsh码的正交性，多用户干扰得到很好的抑制。在用户数一定时，MA-ODCSK比FM-DCSK、FM-EDCSK性能更加优良。

关键词：
多用户

Walsh码

传输速率

比特误码率

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一种基于协方差矩阵的MU-MIMO干扰消除算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.021

作者：杨中豪，王琼

作者单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065

摘要： LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)系统有高速率、低时延的需求。但是，系统中的干扰严重影响了终端接收信号质量，限制了系统性能的提升。对于小区间的同频干扰，重点研究了干扰消除性能较优的IRC(Interference Rejection Combining)算法。针对目前IRC算法的两种经典的协方差矩阵估计方案—基于数据信号和基于DM-RS参考信号的协方差矩阵估计方案的优点与不足，给出了一种基于样本点选取的协方差矩阵估计的改进方案。仿真结果表明，改进后的IRC算法较基于DM-RS参考信号的协方差矩阵估计的IRC算法有1 dB～2 dB的性能增益，因此更适用于受同频干扰比较严重的LTE-A系统中。

关键词：
MIMO

干扰消除

LTE-A

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认知Ad-Hoc网络中一种实时信道分配路由协议

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.022

作者：朱江，郭兵，段昂

作者单位：重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室，重庆400065

摘要：针对认知无线Ad Hoc网络中授权用户的活动将影响认知用户间路由稳定性的问题，提出了一种实时信道分配路由协议。该协议采用动态源路由协议（DSR）的路由发现机制，在路由建立阶段，提出综合路由度量标准来选择路由；在数据发送阶段引入IN MESSAGE数据包，使路由中间节点可以掌握其下一跳节点信道环境的变化，从而进行实时信道分配。仿真对比表明，实时信道分配路由协议有效提高了分组的投递率，减少了路由重建次数。

关键词：
认知无线电网络

路由协议

信道分配

分组时延

分组投递率

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一种LTE自适应参数MMSE信道估计算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.023

作者：常志伟1，2，卜智勇1，景振海3

作者单位：1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050； 2.上海科技大学信息学院，上海200031；3.上海瀚讯无线技术有限公司，上海200050

摘要：在工程中，为了达到高速率的数据传输和良好的外场接收性能，LTE系统通常采用最小均方误差（MMSE）信道估计方法。针对传统的MMSE算法对多径时变信道的适应能力较差，提出了一种自适应参数MMSE信道估计系数调整算法。通过对信道均方根时延扩展（RMS Delay Spread）和对信噪比的估计，自适应地调整信道估计参数并生成准最佳的MMSE信道估计系数进行滤波。仿真结果表明，此算法比固定系数的MMSE信道估计算法有更好的信道估计性能。

关键词：
最小均方误差估计

自适应参数

均方根时延扩展

信噪比

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无人机通信中的非对称物理层网络编码研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.024

作者：袁全盛，胡永江，王长龙

作者单位：军械工程学院无人机工程系，河北石家庄050003

摘要：物理层网络编码可以提高无线通信系统的性能。针对无人机组网通信的环境特点，建立了无人机组网通信中的非对称双向中继信道模型，研究了该模型中的物理层网络编码，提出了非对称多阶相移键控物理层网络编码方案，推导出该方案的中断概率、误码率等无人机组网通信系统的主要性能指标的理论表达式。通过实验，验证了所提出方案及其理论分析的正确性，分析了各种非对称相移键控调制方式下的系统性能，为物理层网络编码在无人机组网通信中的设计以及性能评估提供了理论依据。

关键词：
无人机

物理层网络编码

非对称调制

相移键控

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网络与信息安全

SVD分解和离散小波域特征值量化的安全数字语音水印算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.025

作者：戴冬1，卫娟1，王磊2

作者单位：1.河南机电高等专科学校计算机科学与技术系，河南新乡453003； 2.西南财经大学经济信息工程学院，四川成都610074

摘要：针对传统数字语言水印算法鲁棒性较差、复杂度较高等问题，提出一种基于SVD分解和离散小波域特征值量化的安全水印算法。该算法以离散小波变换的特征值量化为基础，利用离散小波变换将每帧数字语音转化到小波域，再利用SVD奇异值分解计算近似系数特征值，而不是细节系数部分；最后，使用量化后的特征值嵌入水印比特位信息。实验结果表明，当量化步长和所选帧长较高时，该算法能有效抵御过滤攻击、加性高斯白噪声攻击、重采样攻击和剪切攻击，其中高斯白噪声攻击和剪切攻击的误码率几乎为0。相比其他优秀算法，该算法具有更好的鲁棒性。

关键词：
数字语音水印

近似系数

离散小波

特征值量化

SVD奇异值分解

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智能配电网中具有隐私保护的数据安全认证方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.026

作者：徐琳，温蜜，李晋国

作者单位：上海电力学院计算机科学与技术学院，上海200090

摘要：针对智能配电网信息采集系统的隐私安全、存储与通信开销等问题，提出了一种具有隐私保护的数据安全认证方案。该方案融合数据隐私保护和数据完整性认证构建了一个安全可靠的数据传输协议。理论分析和实验结果表明，该方案不仅在节点数量众多的情况下大大降低了节点的存储与通信开销，而且加入了隐私保护，提高了传输的安全性，更加适用于智能配电网信息采集系统。

关键词：
智能配电网

Merkle树

隐私保护

Hash函数

认证协议

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基于秘密身份的高安全性RFID网络协议

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.027

作者：吴代文1，熊永华2

作者单位：1.湖南工业职业技术学院，湖南长沙410208；2.中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083

摘要：针对现有的RFID安全协议计算成本较高及无法抵御完全的主流RFID攻击，提出一种基于秘密身份与单向hash函数的轻量级安全协议。第一阶段，标签向数据库注册，数据库为标签分配一个一次性的秘密身份与一个唯一的秘钥；第二阶段，基于一次性秘密身份与单向hash函数进行标签-阅读器-数据库之间的双向认证，实现了对各种攻击的检测与抵御能力。最终，将本协议与近期性能较好的双向认证协议进行比较。结果表明，本协议与其他协议的计算成本、内存需求接近，且具有完全的攻击抵御能力。

关键词：
单向散列函数

RFID网络

秘密身份

鲁棒性

双向认证

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一种适合太赫兹纳米传感网的多跳路由协议

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.028

作者：王之瑜，徐娟

作者单位：同济大学电子与信息工程学院，上海200092

摘要：无线纳米传感器网络是一种新型的传感网，网络中的纳米节点可以在太赫兹带通信。目前对太赫兹纳米传感网的研究主要集中在物理层，而对路由协议方面的研究较少，因此提出一种基于网络状况的多跳路由协议。该协议限制了候选节点的区域，保证多跳转发的方向；考虑了太赫兹信道的特性，建立链路代价函数以权衡传输能耗、信道容量和传输距离；以一定的概率在多个代价最优的节点中选择下一跳节点，从而延长网络的生存期。仿真结果表明，所提出的路由协议具有吞吐量大和能耗低的特点，适合作为太赫兹纳米传感器网络的路由协议。

关键词：
纳米传感器网络

太赫兹

多跳路由

分子吸收

信道容量

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一种抵抗智能电网数据注入攻击的认证密钥机制

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.029

作者：李文琴1，范会联1，文俊浩2

作者单位：1.长江师范学院计算机工程学院，重庆408100；2.重庆大学软件学院，重庆400044

摘要：对智能电网中新兴的坏数据注入攻击进行了探讨，它通过篡改传感数据对电力系统进行欺骗。对此提出了一种以簇为分界线的两层加密认证机制，即簇内认证密钥加密采用同态加密的对称算法，簇间的认证采用密钥基于内容生成方式的对称加密技术。通过仿真验证，本机制性能良好，减少了密钥动态更新的开销，增强了网络结构上的认证性，能够有效地防御错误数据注入攻击。

关键词：
智能电网

坏数据注入

同态加密

密钥认证

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基于SDN构架的DoS/DDoS攻击检测与防御体系

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.030

作者：张世轩，刘静, 赖英旭, 何运，杨盼

作者单位：北京工业大学计算机学院，北京100124

摘要：针对DoS/DDoS的攻击检测算法大多应用于攻击的目的端，只能实现检测效果、并不能缓解攻击的问题，提出利用SDN架构的集中控制等特点，在攻击的源头实现流量实时监控，使用源IP防伪、接入层异常检测、链路流量异常检测形成多重防御体系，尽可能早地发现攻击，逐渐过滤异常流量，实现网络层DDoS攻击在源端的检测和防御。提出防御体系概念，便于应用更先进的检测算法完善防御体系。

关键词：
软件定义网络

拒绝服务攻击

异常流量检测

防御体系

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计算机技术与应用

基于Gzip压缩算法的彩色QR码生成与识别方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.031

作者：陈元枝1，邓艳1，史绍亮2，姜文英1

作者单位：1.桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004；2.中国科技开发院广西分院，广西南宁530022

摘要：黑白条码由于数据容量的局限性已无法满足用户需求，据此在Gzip压缩算法的基础上设计了一种彩色QR码的生成和识别方法。该方法的编码颜色为2k种时，每个模块可编码k个二进制数据。通过增加编码颜色和Gzip压缩算法显著提高了彩色QR码的数据容量。本文设计的彩色QR码的编码颜色可任意选取，解码时不需要利用参考颜色构成的调色板对彩色码进行偏色处理，计算复杂度大幅减小，并且保留了黑白QR码的鲁棒性和可靠性。分析对比了4种颜色和16种颜色QR码的数据容量和计算复杂度，结果表明基于Gzip压缩算法的彩色QR码是一种高效的信息嵌入方法。

关键词：
彩色QR码

数据容量

编码

条码识别

Gzip

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复杂环境下的多工件定位研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.032

作者：刘念1，邹湘军1，叶敏1，罗陆锋1,2，王成琳1

作者单位：1.华南农业大学工程学院，广东广州510642；2.天津职业技术师范大学机械工程学院，天津300222

摘要：为了获取工业流水线上工件精确的位姿信息，提出一种在复杂环境下同时定位多个工件的方法。首先在复杂环境下采用基于边缘梯度的匹配算法及图像金字塔搜索策略快速识别多个目标，得到目标在图像坐标系中的精确位置信息。然后通过张正友棋盘标定法对单目摄像机进行标定，获得摄像机的内参数及畸变参数。最后，通过优化最小二乘法建立了一种图像坐标系到世界坐标系间的转换关系，实现目标由图像坐标系到世界坐标系中的精确位姿定位。实验表明该方法能在杂乱背景、部分遮挡及非线性光照等环境下，准确地定位工件，鲁棒性较高；识别目标的平均时间在0.5 s以内，工件在x-o-y平面的定位误差小于1 mm、姿态角度定位误差小于1°，可以满足工业应用中复杂环境下的实时性和精度要求。

关键词：
单目视觉

边缘梯度

摄像机标定

坐标转换

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LO型曲线的自适应遗传算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.034

作者：徐明明，宋宇博

作者单位：兰州交通大学机电技术研究所，甘肃兰州730070

摘要：标准的遗传算法在设置交叉算子和变异算子时使用固定的值，这样在求解复杂的优化问题时会存在解的多样性差和早熟的缺点。传统的自适应算法在收敛速度和解的多样性上是有效的，但是在算子调整的过程中，对算法演化过程中不同阶段的侧重不够（搜索空间、搜索精度、优秀模式的保存及进化动力），这样会使算法的收敛速度变慢并且减少优良解的多样性。提出一种改进的自适应调整算法来提高收敛速度及优良解的多样性，用Logistics曲线按照个体的适应度对交叉和变异算子的大小进行非线性调整，使得算子在演化的过程中满足不同阶段对搜索空间和搜索精度的要求。通过实验验证，新算法在收敛速度、稳定性及优良解的多样性上比传统的自适应遗传算法有优势。

关键词：
遗传算法

自适应

性能改进

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基于贝叶斯Stackelberg博弈的Web安全问题研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.033

作者：钱震1，蔚承建1，王开2，陈学森1，刘凯3

作者单位：1.南京工业大学电子与信息工程学院，江苏南京210009； 2.东南大学信息科学与工程学院，江苏南京210018；3.解放军理工大学国防工程学院，江苏南京210007

摘要：随着基于Web环境的互联网应用越来越广泛，Web应用的安全问题日益突出。针对黑客攻击Web应用的问题，提出一种基于贝叶斯Stackelberg博弈的Web安全应用模型。模型中提出了一种改进的收益计算方法，在综合考虑成本和收益参数的同时，将防御者的最优反击纳入考虑范畴，能够更加准确地计算攻防双方的支付矩阵。模型利用领导者的优势，利用DOBSS计算防守方的最优混合策略，分析证实了模型和分析方法的有效性。

关键词：
贝叶斯博弈

混合策略

WEB应用安全

Stackelberg均衡

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面向异构网络的整车控制器标定系统的实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.035

作者：张俊峰，肖兵，童天涯

作者单位：华南理工大学自动化科学与工程学院，广东广州510640

摘要：为了满足日益复杂的新能源汽车电控系统的标定要求，采用工业界广泛认可的匹配标定规范ASAP作为标定系统软件开发标准，采用国际通用的XCP标定协议，基于TI公司的多核芯片TMS320F28M35E20B，实现了一套面向异构网络的新能源车整车控制器测量与标定系统。主要包括A2L文件解析器的设计、测量和标定模块的设计、XCP协议栈的实现及底层软件系统的设计。软件系统采用模块化和分层表示，结构清晰，成功在实验室台架上完成测量标定工作，效果良好。

关键词：
XCP协议

A2L文件解析器

测量与标定

异构网络

整车控制器

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一种适用于GMR-1与FDD-LTE系统间联合切换方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.036

作者：黄俊伟，闫闯

作者单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065

摘要：针对陆地通信与卫星通信间切换研究较少以及其系统间切换研究不成熟的情况，首先对卫星通信GMR-1与陆地通信FDD-LTE间切换技术、切换方法进行了深入的研究，然后通过分析卫星通信与陆地通信各自具有的特点，提出了一种基于TOPSIS（逼近理想点排序法）的联合垂直切换判决算法。将网络的接收信号强度、带宽、时延、费用、满意度5个属性作为TOPSIS算法的输入，并引入切换定时器、总接收信号强度和持续时间进行切换控制，对输出网络进行切换判决，切换正确率得到了很大的提升。这种切换策略与基于滞后门限策略相比，平均切换次数降低，很好地避免了切换中乒乓效应，系统服务等级升高，用户的体验得到改善。

关键词：
切换判决

GMR-1

FDD-LTE

TOPSIS

切换定时器

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智能电网

变电运维安全隐患及其解决方案探讨

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.037

作者：孙兴，王孜航，牛明珠，祁广源，于泓漪，吴江宁

作者单位：国网大连供电公司，辽宁大连116000

摘要：近年来，随着变电设备的不断更新和变电运维一体化工作的逐步展开，给变电运维人员的安全管理工作带来了新的挑战，而做好对安全隐患的预控可以极大的提高安全管理水平。针对目前变电运维工作面临的新挑战、新问题，介绍了变电运维工作中的安全隐患和隐患预控的概念，并对变电运维工作中常见的安全隐患及其防范措施进行了详细的分析，提出了全面解决安全隐患的方法并建设性的提出变电运维作业时的安全隐患解决流程，对安全隐患进行了有效的预控，从而有效保证作业人员及设备的安全,保障电网的安全稳定运行。

关键词：
电力系统

变电运维

安全隐患

隐患预控

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语音平台架构调整研究与应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.038

作者：张春秋，刘宏国，杜颖，谢季川，袁家录，李凤奎

作者单位：国网山东省电力公司电力科学研究院，山东济南250001

摘要：随着山东省电力公司95598所有话务接听业务集中到国家电网公司，山东公司按照国网公司统一要求使用新的中继网关替换现有AVAYA语音呼叫平台，替换下来的设备总体较为先进，服役年限较短，软件硬状态非常良好。山东公司通过对替换下来的AVAYA语音呼叫平台进行改进，一部分作为新增的国网网关的备份系统，另一部分则重新作为新业务话务平台使用。该方案充分利用了现有设备，提高了95598核心系统的可靠性，同时为新业务开展提供了可靠的系统平台。

关键词：
中继网关

备用系统

语音呼叫平台

应急系统

切换

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输电断面的多角度认识与搜索方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.039

作者：杨万清，尚亚男，姜学朴，张葆刚，刘林，刘冰

作者单位：国网大连供电公司，辽宁大连116024

摘要：输电断面一直是电力系统安全分析和事故应急处理的重要监控和分析控制对象。从潮流转移断面、输电通道以及电磁环网三种类型进行输电断面的多角度认识分析工作，并在此基础上进行搜索方法研究。首先阐述了潮流转移因子概念以及基于此定义的潮流转移断面，并提出利用割点和前k路径搜索潮流转移断面；其次提出联络线的确定方法，并基于联络线开展节点收缩分区研究，最终根据潮流同向性原则确定输电通道；最后指出电磁环网作为输电通道的一个特例，能够表明输电通道的多电压耦合关系。以新英格兰39和IEEE118节点系统进行的输电断面搜索方法实例研究证明了本文搜索策略的准确性和有效性。

关键词：
输电断面

搜索方法

潮流转移断面

输电通道

电磁环网

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电力通信网综合评价指标体系建设与实证分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.12.040

作者：耿亮1，刘柳1，金鹏2，汪强3，吴燕1，孟宪楠1

作者单位：1.北京国电通网络技术有限公司，北京100070；2.辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，辽宁沈阳110004； 3.许昌许继昌南通信设备有限公司，河南许昌461000

摘要：电力通信网多年来随着电网的发展一直在不断地发展变化中，通过对电力系统通信专业及公网运营商的调研与分析，制定了电力通信网指标体系的设计原则及方法。在此基础上，提出了一套完备的电力通信网指标体系，并通过实例分析，验证了指标体系的科学性、合理性。研究成果能够为电力通信网的规划设计、运行维护提供科学有益的参考和决策依据，具有一定的实际意义。