2011年第01期-《电子技术应用》杂志

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2011年第01期

刊出日期：2011-01-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

下一期

嵌入式技术

Windows CE 6.0 Multi-bin的设计与实现

作者：蔡昌，黄俊，罗小华，邓娜

作者单位：(重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065)

摘要： Windows CE操作系统存在启动速度慢的现象。为此在解析系统镜像文件和研究镜像文件下载函数的基础上，设计了一种在Windows CE系统Bootloader中实现Multi-bin的方法。通过调用Bootloader中的BootPart支持库的接口函数，借助BinFS文件系统，从而减少了系统的启动时延，增加了用户的可用内存，降低了客户的等待时间，最终达到提高客户用户体验（QoE）的目的。

关键词：
嵌入式操作系统

BinFS

WindowsCE

Bootloader

Multi-bin

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反射式全景视频实时平面显示技术的FPGA实现

作者：喻洋，梁栋，冯晓文，马义德

作者单位：(兰州大学信息科学与工程学院，甘肃兰州730000)

摘要：介绍了反射式全景图像展开原理，分析了图像产生锯齿失真和阶梯化现象的原因，提出了解决问题的算法，并设计了FPGA实现的系统硬件结构。

关键词：
FPGA

反射式全景视频

实时

平面显示

虚拟场景

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基于ARM和FPGA的便携人工地震数据采集系统设计

作者：李从庆1，2，王夫运2，薛兵3

作者单位：（1.中国地震局地球物理研究所，北京100081；2.中国地震局地球物理勘探中心，河南郑州4500

摘要：介绍了一种基于Atmel AT91SAM9G20（ARM926EJ-S核）低功耗微处理器和Actel AGL600（低功耗Flash-based FPGA）并融合嵌入式Linux技术的便携式人工地震数据采集系统的设计原理和实现方法。该设计引入动态电源管理技术，根据系统负载自动进行微处理器工作频率调节和外围I/O设备的工作模式调整。本数据采集系统功耗低、体积小，野外使用安装便捷，对降低数据采集成本、延长系统有效工作时间、提高野外工作效率有着积极意义。

关键词：
FPGA

嵌入式Linux

AT91SAM9G20

CPU动态调频

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嵌入式多参数微小型水质监测系统的设计

作者：廖海洋，杜宇，温志渝

作者单位：（重庆大学新型微纳器件与系统技术国家重点学科实验室；微系统研究中心，重庆400044）

摘要：结合嵌入式技术和GPRS无线网络技术，提出一种新型多参数微小型水质监测系统。采用ARM9处理器S3C2440A作为主控制器，控制单片机工作﹑采集光谱数据和GPRS数据传输。单片机作为辅助控制器，对7种水质参数指标实时测量。采用触摸屏作为人机交互工具。

关键词：
微处理器微控制器

多参数

微小型化

嵌入式技术

GPRS

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扶正器测试系统研究与实现

作者：邹彦艳，刘均

作者单位：（大庆石油学院电气信息工程学院，黑龙江大庆163318）

摘要：根据扶正器结构与测量需求，设计实现了扶正器综合测试系统。系统综合利用了管道压力、光电和应变测量等多种手段，完成了扶正器在旋转过程中的推力、转速、推出偏差角的测量，从而为扶正器的检验与校正提供了有力手段。

关键词：
自动测试系统

扶正器

测试系统

应力测量

偏差角测量

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便携式国产大飞机维修辅助设备的设计与实现

作者：包江奇，黄炜

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：设计开发了以ARM处理器为核心的便携式国产大飞机维修辅助设备PMA。设备以Samsung公司的S3C2440及其外围扩展模块为硬件实现平台，采用嵌入式操作系统Linux，在QT/Embedded图形用户界面基础上完成系统应用软件开发。

关键词：
ARM

嵌入式系统

便携式维修辅助设备

s3C2440

可穿戴

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集成电路应用

基于CORDIC改进算法的DDS设计

作者：何伟，逯金涛，李佳，邬丽娜

作者单位：（重庆大学通信工程学院，重庆400044）

摘要：采用CORDIC算法实时计算正弦值的方法，替代传统DDS中的正弦查找表，显著节省了硬件资源，极大提高了转换速度以及DDS的频率和相位分辨率。将基于改进的并行流水结构的CORDIC算法作为IP应用于高端DDS芯片中，同时利用Matlab的M语言进行仿真与调试，可以直观地看到该改进算法的输出波形。

关键词：
电子电路设计与仿真工具

直接数字频率合成

CORDIC算法

Matlab

DDS

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基于CORDIC算法的NCO实现

作者：冯亮1，肖辉1，姚振东2

作者单位：(1.中国科学院大气物理研究所，北京100029；2.成都信息工程学院电子工程学院，四川成都61

摘要：介绍了CORDIC算法的原理，给出了为满足某一技术指标而设计的NCO的分析过程，给出了软件仿真波形和硬件实现波形的对比。

关键词：
SoPC

NCO

CORDIC

FPGA

CycloneIII

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基于AD9857的卫星通信发射机的设计与实现

作者：池方玉，姜泉江，陈晓挺，刘会杰

作者单位：（中国科学院微小卫星联合重点实验室，上海200050）

摘要：介绍了AD9857的工作原理，分析了AD9857的主要特点及典型应用电路。在此基础上，给出了一种基于AD9857的卫星通信发射机的实现方案，并结合实现及调试，归纳了AD9857在应用中应该注意的问题，给出了经验证可行的解决方案。

关键词：
卫星通信

数字上变频

AD9857

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基于高速嵌入式系统的信号完整性分析

作者：郭土华，徐晓

作者单位：华南理工大学理学院，广东广州510640

摘要：提高信号完整性、减小串扰和反射是高速电路系统设计能否成功的关键。本文基于以ARM1176JZF-S S3C6410为核处理器的嵌入式开发系统，对高速电路进行了研究。通过信号完整性仿真分析，解决了DDR SDRAM差分时钟信号的反射问题和视频输出信号的串扰问题。

关键词：
微处理器微控制器

信号完整性

S3C6410

差分时钟信号

仿真

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超高频RFID标签芯片基带处理器的低功耗设计

作者：付然，文光俊，咸凛

作者单位：电子科技大学通信与信息工程学院射频集成电路研究室，四川成都611731

摘要：设计了一种符合ISO18000-6B协议的超高频无源电子标签的数字基带处理器，芯片采用TSMC 0.18 μm 1P5M嵌入式EEPROM的混合CMOS工艺实现，己成功通过流片，并对其进行了验证和测试。从测试结果看，本芯片完成了符合ISO18000-6B协议的所有强制命令以及部分建议命令，达到完成标签盘存操作、读写操作以及锁存和查询锁存等基本功能。

关键词：
RFIDNFC

超高频

电子标签

低功耗

射频识别

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一种用于14 bit SAR ADC的数字自校准算法

作者：郑敏，何明华，杨尊先

作者单位：（福州大学物理与信息工程学院，福建福州350003）

摘要：为了实现高精度14 bit的逐次逼近型SAR（Successive Approximation）模数转换器ADC，提出一种数字自校准算法。该算法通过切换两种电容阵列的工作状态，得到电容之间的失配误差，并在ADC正常工作时，将得到的电容误差加载到电路中达到在转换过程消除失配的目的。最后对一个失配误差为0.5%的14 bit的SAR ADC系统模型进行参数仿真，结果验证了本数字校准算法的正确性和有效性。

关键词：
数据转换

SARADC

数字校准

电容失配

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测控技术与仪器仪表

基于畸变校正的双目立体摄像机线性标定

作者：崔莉娟, 朱洪俊, 王金鹏

作者单位：西南科技大学制造科学与工程学院, 四川绵阳621010

摘要：利用透视变换原理建立双目立体摄像机数学模型，全面考虑了镜头的径向畸变和切向畸变，提出一种线性求解摄像机参数的标定方法，改变了以往的摄像机标定依赖于非线性优化的缺点,避免了非线性优化的不稳定性。该标定方法在单摄像机模型的基础上，加入对双摄像机相对位置的确定,通过成像过程中坐标系之间的转换，较好地实现了双目立体摄像测量系统的标定。

关键词：
摄像机标定

双目立体摄像

镜头畸变

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基于DSP与LabVIEW的汽车行驶姿态参数采集系统设计

作者：熊玉1，韩峻峰2，潘盛辉3，陈乐珠1

作者单位：(1. 桂林电子科技大学，广西桂林541004；2. 广西机电职业技术学院，广西南宁5300

摘要：设计了一种基于TMS320F2812与LabVIEW的汽车行驶姿态参数采集系统。利用ADIS16355AMLZ三轴陀螺仪灵敏度高、集成度高、测量精度高等特点，系统采用DSP对汽车行驶姿态进行实时数据采集，并通过SPI接口实现两者之间的通信，上位机采用LabVIEW作为开发平台，通过串口实现DSP与上位机的通信。

关键词：
DSP

TMS320F2812

ADIS16355AMLZ

LabView

数据采集

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一种空间相机的数据通信系统设计

作者：张培坤1,2，高伟1，宋宗玺1

作者单位：1.中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安 710119； 2.中国科学院研究生院，北京 100039

摘要：在空间相机数据采集应用中，为了满足电路板体积重量以及可扩展性的要求，利用FPGA作为主控芯片，控制相机进行数据采集和传输。在数据通信系统中，FPGA替代了传统的单片机作为CAN总线的主控制器，并给出了详细的硬件电路设计方法。在对CAN协议控制器SJA1000进行功能及时序分析后，利用硬件语言对其通信流程进行设计。实践证明，在严格的时序逻辑下，FPGA能够控制CAN总线稳定正确地对相机数据进行收发。

关键词：
FPGA

空间相机

数据通信

CAN总线

SJA1000

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滑动频率估计算法在微波测量液位中的应用

作者：朱磊，董亮，苗凤娟，刘树东

作者单位：齐齐哈尔大学通信与电子工程学院, 黑龙江齐齐哈尔161006

摘要：在微波测量液位的系统中，正弦信号的频率估计是实现液位测量的关键。比较并分析了离散FFT变换的两种正弦信号频率估计方法：Rife比值法和三角形法,提出了一种滑动频率估计方法，通过实时确定比例因子，得到了滑动频谱校正算法。实验结果表明，该方法频率估计精度较高，估计性能优于单一的Rife法、三角形法，适合于低信噪比条件下的实时信号处理。

关键词：
测试测量仪器

液位测量

滑动频率估计

数据长度

精度

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一种基于偏振原理和FPGA的调光系统设计

作者：安雨飞，林军，山其君，姚益武，徐萍萍

作者单位：（北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京100124）

摘要：设计了一种光强自动调节系统。通过光电传感电路实现光电信号的转换，使用FPGA对数据进行实时处理，并以实验环境光照强度测试结果为参照对所测光强进行线性变换修正，进而查表获得舵机偏转角度的控制量，通过改变偏振片偏振化方向夹角来调节入射光强。自动调光系统测量精度较高，实时调节性较好，鲁棒性较强。

关键词：
FPGA

光线调节

自动控制

偏振片

Cyclone

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基于S3C2440和AD9248的高速采集系统的设计

作者：张自嘉, 徐向明

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：设计了一个利用高速A/D、FIFO以及ARM9实现的高速数据采集系统。通过ARM9控制高速A/D转换和FIFO的读写，并采用大容量的板载数据存储器，可以实现较长时间的连续采集。设计了网络接口和USB接口实现数据的保存和传输，并设计了GPS授时模块接口以实现多个站点的同时数据采集。

关键词：
微处理器微控制器

数据采集

AD9248

FIFO

s3C2440

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通信与网络

HARQ和AMC跨层联合的协作系统丢包率分析

作者：曾懿文，戴翠琴，王光宇，陈前斌

作者单位：重庆邮电大学移动通信重点实验室，重庆400065

摘要：为了对抗实际无线信道中多径衰落和更好适应时变的信道状况，在协作通信系统中将链路层HARQ和物理层AMC进行跨层联合。分析了I-HARQ、II-HARQ、III-HARQ三种混合自动重传方案，根据协作系统模型得到系统状态转移图，将协作系统丢包率(PER)转化为链路丢包率，得到了Nakagami-m信道条件下中继接收错误率，依据Nakagami-m信道条件下的跨层设计方案，得到链路平均丢包率表达式。仿真结果表明,对于HARQ和AMC跨层联合系统，协作中继能明显改善其丢包率。

关键词：
无线网络

HARQ

AMC

协作中继

跨层设计

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Chirp超宽带无线通信技术在矿井下的应用研究

作者：高飞，尹洪胜，张传祥

作者单位：中国矿业大学信息与电气工程学院, 江苏徐州 221008

摘要：针对目前矿井下无线通信状况，提出了把Chirp-超宽带无线通信技术应用到矿井下的设想。介绍了线性调频超宽带无线通信技术及其数字特性，得出相同的信噪比下Chirp-BOK UWB比2-PPM UWB有较小的误码率的结论，探讨了线性调频超宽带无线技术用于矿井下通信的可行性，并指出超宽带信号在矿井巷道中的传播特性研究对于设计矿井下UWB无线通信系统的重要性。

关键词：
无线网络

Chirp超宽带

无线通信技术

调频脉冲

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高速数字电路的串音现象研究

作者：廖惜春, 王健, 廖雷

作者单位：五邑大学信息学院，广东江门529020

摘要：在数字信号的高速传输中，信号完整性的问题已越来越受到硬件工程师的高度关注。串音现象是信号完整性的问题之一，随着印刷电路板的布线密度增加，尤其是长距离并行线的布局，更容易发生串音现象。从上升沿时间、跨分割平面、传输模式、中间保护线是否接地四个方面阐述了影响串音的因素，并提出了相应的解决方法。

关键词：
音频设备

速数字电路

信号完整性

串音

串音抑制

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差分跳频噪声归一化接收机性能分析

作者：周志强, 李少谦, 程郁凡

作者单位：电子科技大学通信抗干扰国家重点实验室, 四川成都 610054

摘要：差分跳频系统的信号检测方法是差分跳频系统的关键技术之一。如果在接收端采用序列检测，能大幅提高差分跳频系统性能。提出了差分跳频噪声归一化接收机，并对该接收机在部分频带干扰Rayleigh衰落信道下的性能进行了分析，采用复变函数相关理论，给出了衰落信道下的误码界；计算机仿真结果表明其理论分析的正确性，同时可看出采用噪声归一化接收机能显著提高系统性能。

关键词：
无线网络

差分跳频

噪声归一化

部分频带干扰

Rayleigh衰落

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Ka频段抗雨衰自适应功率控制算法

作者：王艳岭，达新宇

作者单位：空军工程大学电讯工程学院，陕西西安 710077

摘要：为了降低雨衰对Ka频段卫星通信的影响，提出了一种简单的自适应功率控制算法。该算法可根据低频段或低降雨率的雨衰数据预测高频段或高降雨率的雨衰，并且可通过算法的不同参数的选取，提高预测精度。仿真结果表明，该算法具有较好的精度和补偿效果。

关键词：
Ka频段雨衰功率控制卫星通信

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MIMO-OFDM系统信道估计中的最优导频设计

作者：袁静1，高永安2

作者单位：1. 杭州电子科技大学，浙江杭州 310018； 2. 中国电子科技集团公司第五十研究所，上海 200063

摘要：为了使基于空频域导频信道估计的MIMO-OFDM系统能实现最优性能,研究了此导频结构所允许的极限保护频带宽度以及最佳初始导频位置。通过设置OFDM的保护频带宽度和调整初始导频位置，避免部分导频信号落入保护频带中。仿真结果表明,当保护频带小于等于极限保护频带宽度时，系统能得到最优性能。

关键词：
无线网络

MIMO-OFDM

信道估计

空频域导频

保护频带

查看(9418)

计算机技术与应用

脑电信号的分析和监测

作者：张雪燕1，冯姚震1，马敏飞1，杨晟刚2

作者单位：1．宁波广播电视大学信息技术系，浙江宁波 315016； 2. 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室，河北秦皇岛 066004

摘要：通过对脑电信号时频均谱熵的分析，研究用于描述临床手术麻醉深度的实时监测参数。随机采集33例麻醉状态下脑电信号序列，分析其时频均谱熵变化趋势，判断病人的神经活动状态。实验结果显示，脑电信号的时频均谱熵值随着麻醉深度的增加而减少，当肌电熵值接近零时，病人进入麻醉状态。表明时频均谱熵算法简单、计算所需数据序列短、抗干扰强，采用时频均谱熵对脑电信号进行分析，可为临床麻醉深度监测提供一种实时的方法。

关键词：
麻醉深度监测

脑电信号

时频均谱熵

肌电熵

EEG

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分阶段K邻居模型在入侵检测系统中的应用研究

作者：宋林红1,2，周颢1,2，赵保华1,2

作者单位：1. 中国科学技术大学计算机科学与技术系，安徽合肥230027; 2.安徽省计算与通讯软件重点实验室，安徽合肥230027

摘要：分阶段K邻居模型(KNS)是一种可用于入侵检测系统中的数据挖掘模型。KNS先将节点状态分成不同的阶段，然后为每个节点查找同阶段内K邻居和不同阶段邻居，最后分别对阶段内部邻居和阶段邻居的相关属性进行统计挖掘，最终得到节点的阶段评价值。实验将KNS模型应用在基于WLAN数据包的入侵检测系统中，通过比较节点的阶段评价值是否异常判断是否存在入侵。结果表明,KNS可以快速地处理数据包并有效地检测攻击。

关键词：
分阶段K邻居模型

入侵检测系统

数据挖掘

无线局域网

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基于加速度传感器的保险箱报警系统设计

作者：朱国忠, 雷声, 潘敏, 陈玮

作者单位：浙江大学生物传感器国家专业实验室,生物医学工程教育部重点实验室, 生物医学工程系, 浙江杭州

摘要：针对目前保险箱被盗的不同方式，提出了基于加速度传感器检测的短信报警系统，通过GSM模块，实现语音、短信和电话三种不同的报警方式。介绍了系统的各个模块，并给出了相应的软件流程和算法实现。实验结果表明，该系统稳定性好，报警率达100%，有效地提高了保险箱的防盗报警能力,具有很高的实用价值。

关键词：
微处理器微控制器

加速度传感器

GSM模块

语音报警

短信报警

查看(8488)

基于远程桌面连接的现场设备远程控制

作者：耿庆安1, 刘娜1, 张镭1,2

作者单位：1. 北京石油化工学院自动化系，北京102617； 2. 北京化工大学信息科学与技术学院, 北京100029

摘要：传统的远程控制系统，不仅造价高、维护不便，而且远程控制信号的传输距离受传输介质物理特性的限制。为此，利用Windows XP中的远程桌面连接，在A3000过程实验装置上实现了计算机远程控制，构建了新型的、经济实用的远程控制系统，使系统维护更加方便快捷。

关键词：
自动控制系统DCSFCS

远程桌面连接

A3000

现场设备

远程控制

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基于3G网络的远程无线综合监控系统

作者：王铭, 倪平, 王冬, 李道德

作者单位：(四川大学电气信息学院, 四川成都 610064）

摘要：利用3G网络实现了同时对多个分散的远程地点的综合监控。系统通过3G网络建立客户端与服务端之间的通信连接，利用Microsoft的关于数字视频的软件开发包VFW提供的视频采集、回放等API接口实现视频的采集，经H.264编码压缩后进行传输。服务端PC通过COMM控件收集监控终端数据，控制数据由TCP协议传输，视频数据由RTP协议传输。客户机端接收到图像后通过双线性内插算法对图像进行呈现，并实时显示被监测环境数据，达到远程无线监控的目的。

关键词：
2.5G3G

3G

VFW

H.264

远程监控

查看(4714)

基于全局运动补偿的多运动目标检测方法研究

作者：王洪斌1, 赵振涌2, 顾彪1, 殷永凯1, 贾桂敏1

作者单位：1. 天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室，天津300072; 2. 北京自动化控制设备研究所，北京100074

摘要：提出了一种动态背景下的对多个运动目标检测的完整方法。利用基于宏块匹配的六参数全局运动估计方法进行全局运动补偿，有效地消除了摄像机在非稳定运动情况下对目标检测性能带来的不利影响。同时在宏块匹配前进行了预处理，通过预判提取纹理信息丰富的宏块，并在宏块匹配的过程中采用九点十字搜索算法取代传统的三步搜索算法，减少了匹配数据量。通过六参数运动模型计算得到摄像机全局运动参数，然后对运动背景进行全局补偿。补偿后经过后处理提取运动区域。实验证明，本方法能够有效地检测出动态背景下的运动目标。

关键词：
动态背景

目标检测

全局运动补偿

九点十字搜索法

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信息安全

抗故障攻击的专用芯片存储单元设计

作者：朱巍巍，严迎建，段二朋

作者单位：解放军信息工程大学电子技术学院, 河南郑州 450004

摘要：在复用检测和线性校验码检测的基础上，提出互补存储、奇偶校验和汉明码校验三种存储单元的抗故障攻击防护方案。应用这三种方案，用硬件描述语言Verilog设计了三种抗故障攻击双端口RAM存储器，在Altera 公司的器件EP1C12Q240C8上予以实现。通过仿真验证，三种带故障检测的RAM具有较高的故障检测概率，而对硬件芯片性能影响不大。

关键词：
IC设计软件

故障攻击

分组校验

互补存储

奇偶校验

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随机脉冲干扰对雷达信号分选的影响

作者：张林虎1,2, 雷武虎1,2, 蒲晓丰1,2

作者单位：1. 解放军电子工程学院，安徽合肥 230037; 2. 安徽省电子制约技术重点实验室，安徽合肥 230037

摘要：验证了k已知条件下K-means聚类分选算法的准确性,并以此建立评估随机脉冲干扰效果的评价标准，通过软件仿真，得出影响干扰效果的随机脉冲参数规律,为工程实现提供了一定的理论依据。

关键词：
K-means聚类分选算法

随机脉冲干扰

干扰效果评价准则

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不可连接的前向安全可撤销匿名代理签名体制

作者：段明秀，鲁荣波，李建锋

作者单位：吉首大学数学与计算机科学学院，湖南吉首 416000

摘要：将前向概念引入匿名代理签名中，提出一个不可连接的前向安全可撤销匿名代理签名体制，其特点在于代理签名人的身份除对原始签名人外是保密的，代理签名人可以根据原始签名人的授权产生前向安全的签名，验证者可以验证代理签名的正确性，但无法揭示代理签名人的身份，出现争议时原始签名人可以揭示代理签名人的真实身份，而这个过程不需要可信中心参与。