2018年第01期-《电子技术应用》杂志

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2018年第01期

刊出日期：2018-01-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

下一期

综述与评论

信息中心网中移动性缓存策略研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172975

作者：段洁，韩健，唐红

作者单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065

摘要：信息中心网络已经成为下一代网络体系结构研究的热点，ICN架构的典型特征就是利用内置缓存来提高内容的传播效率。随着移动用户数量的不断增加，未来移动用户也将访问ICN网络，因此开展ICN网络移动场景下的缓存研究是十分有意义的。在介绍了ICN网络后，接着从多方面着重介绍支持移动性缓存的方案，随后对ICN网络中传统缓存方案与移动性缓存方案进行比较和归纳，最后对移动性缓存方案的发展与挑战进行展望，为移动性缓存后续研究提供有益参考。

关键词：
信息中心网络

缓存

移动用户

移动性缓存

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微电子技术

基于FPGA的PCIe总线接口的DMA控制器的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172445

作者：王之光，高清运

作者单位：南开大学电子信息与光学工程学院天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室，天津300350

摘要：采用Altera公司FPGA提供的PCIe PHY IP和Synopsys公司提供的PCIe Core IP提出了一种PCIe总线接口的DMA控制器的实现方法，并搭建了4通道的PCIe传输系统。利用Synopsys VIP验证环境对系统进行了仿真验证，利用Altera Stratix V EX系列FPGA搭建平台进行了实际传输验证，验证了数据读写的正确性，在进行DMA读写事务操作时总线带宽峰值分别达到了1 547 MB/s和1 607 MB/s，能满足大部分实际应用中对数据传输的速率要求。

关键词：
PCIe

可编程逻辑阵列

直接存储器存取

IP

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埋入式基板中传输线间串扰问题研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172119

作者：黄伟，黄春跃，翟江辉

作者单位：桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004

摘要：选取埋入式基板中的传输线宽度、传输线厚度、传输线耦合长度、耦合间距和基板介电常数5个参数作为关键因素，建立了五因素四水平16种参数水平的正交实验表，进行了极差分析。结果表明：传输线间耦合间距对串扰影响最大，其次是传输线耦合长度，而基板介电常数、传输线宽度和传输线厚度对串扰影响较小；最优参数组合是W4T4S4L1D1，即传输线宽度15 mil，传输线厚度70 μm，传输线间耦合间距2 mm，耦合长度5 mm，介电常数4.3。

关键词：
埋入式基板

传输线

串扰

正交设计

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基于全同态MAC的消息认证算法设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171964

作者：潘钊，张跃军，丁代鲁

作者单位：宁波大学电路与系统研究所，浙江宁波315211

摘要：针对通信信道中数据传输的安全性和认证问题，通过对全同态加密和消息认证码(Message Authentication Code，MAC)算法的研究，提出一种基于全同态MAC的消息认证算法设计方案。该方案首先在接收端对消息进行全同态加密，结合MD5算法对加密后的数据进行扰乱处理，将处理后的数据在信道中传输。然后，在接收端检测消息在传输信道中是否被篡改，再对数据执行全同态解密，进而确保消息传输的可靠性。最后，在SMIC 65 nm工艺下完成硬件设计，DC综合后电路面积为21 911 μm2，在1.2 V电压下最高工作频率可达到204 MHz，功耗为5.73 mW。

关键词：
全同态加密

MAC算法

消息认证

信息安全

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众核片上资源动态划分与管理研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172089

作者：贾民政1，付方发2

作者单位：1.北京工业职业技术学院电气与信息工程学院，北京100042；2.哈尔滨工业大学微电子中心，黑龙江哈尔滨150001

摘要：为了提高芯片的可扩展性多采用基于NoC的分簇管理方案，现有的基于应用的动态实时分簇管理方案已有较深入的研究，然而关于固定分簇方案的研究较为缺乏，包括在该方案下的核级容错策略。在此背景下设计了一种基于固定分簇方案的核级容错策略，提出了片上区域重划分算法，并完成了芯片的MATLAB建模及实现。进行了故障注入实验，将区域重划分算法与随机分簇算法就分簇后的片上平均曼哈顿距离进行比较，得到了比较好的结果，加入侧边冗余核之后，将区域重划分算法与工程常用的行列替换策略进行比较，结果也表明该算法优于行列替换策略。

关键词：
多核处理器片上系统

片上网络

分簇算法

核级容错

冗余核

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可编程可伸缩的双域模乘加器研究与设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172194

作者：李嘉敏，戴紫彬，王益伟

作者单位：郑州信息科技学院，河南郑州450001

摘要：模乘和模加减作为椭圆曲线公钥体制的核心运算，在ECC算法实现过程中使用频率极高。如何高效率、低成本地实现模乘模加减是当前的一个研究热点。针对FIOS类型Montgomery模乘算法和模加减算法展开研究，结合可重构设计技术，并对算法进行流水线切割，设计实现了一种能够同时支持GF(p)和GF(2n)两种有限域运算、长度可伸缩的模乘加器。最后对设计的模乘加器用Verilog HDL进行描述，采用综合工具在CMOS 0.18 μm typical 工艺库下综合。实验结果表明，该模乘加器的最大时钟频率为230 MHz，不仅在运算速度和电路面积上具有一定优势，而且可以灵活地实现运算长度伸缩。

关键词：
长度可伸缩

双域运算

模乘加减

流水线

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一种低温漂高电源抑制比带隙基准源的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171992

作者：青旭东1，2，钟黎1，2，王永禄2，秦少宏1，2，陈振中1，2

作者单位：1.重庆邮电大学光电工程学院，重庆400065；2.模拟集成电路重点实验室，重庆400060

摘要：在传统的电流模电压基准结构下，基于一阶补偿后的电压基准输出特性，设计了一个简单的高、低温补偿电路，在宽的温度范围内(-50~150 ℃)，显著提高了电压基准的精度。同时，对电路进行简单的改进，输出电压获得了高的电源抑制比。对设计的电路采用TSMC 65 nm CMOS工艺模型进行仿真，在1.5 V的电源电压下，PSRR为-83.6 dB，温度系数为2.27 ppm/℃。

关键词：
电压基准源

低温漂

高电源抑制比

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嵌入式技术

带通采样星载AIS非相干接收机的FPGA实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172175

作者：唐然1，2，吴虹1，2，程树军3，赵迎新1，2

作者单位：1.南开大学电子信息与光学工程学院，天津300350； 2.天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室，天津300350；3.天津七一二通信广播股份有限公司，天津300462

摘要：针对星载船舶自动识别系统(AIS)接收机接收信号带宽窄、多普勒频偏大，以及系统复杂度要求低的特点，在FPGA上设计了一种带通采样的AIS非相干接收机，采用两级数字下变频结构来降低FPGA处理压力，并减少逻辑资源消耗；采用数字鉴频和低通滤波的方法实现AIS信号的非相干解调。在AD9246+Xilinx xc4vlx80 FPGA的核心板上进行了AIS信号的解调测试，验证设计的正确性。该设计方案占用资源少，有利于AIS设备的小型化，并降低了硬件成本。

关键词：
带通采样

GMSK

非相干解调

数字鉴频

FPGA

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Nucleus PLUS自旋锁测试方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172506

作者：李亚爽，姬希娜，王振，何涛

作者单位：许继电气股份有限公司，河南许昌461000

摘要： Nucleus PLUS是新一代的嵌入式实时多任务操作系统内核。在多核操作系统环境下，同一时刻多任务同时访问内核，自旋锁可以很好地处理不同处理器之间存在的同步与互斥问题，但自旋锁如果使用不当，极易产生死锁，造成应用层功能无法实现，所以很有必要对自旋锁展开重点测试。通过对自旋锁机制的研究，提供了一种针对自旋锁的测试方法，避免自旋锁在使用中产生死锁。

关键词：
NucleusPLUS

自旋锁

死锁

测试方法

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光电扫描测量网络信号采集模块设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172527

作者：花明浩，杨凌辉

作者单位：天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津300072

摘要：针对工作空间测量定位系统（wMPS）等基于光电扫描的测量网络对光平面信息检测的要求，提出了一种基于可编程器件的光平面信息检测与区分的系统。该设计使用Xilinx公司的Zynq芯片，在FPGA中设计逻辑电路实现对光平面的电脉冲信息捕获与锁存，并设计符合AXI总线通信协议的IP核增加通信速度。通过仿真表明，该设计具有时间开销小、实时性强等优点，提高了系统效率，同时可应用于其他光学定位设备中，提高定位精度。

关键词：
可编程器件

光电扫描

光平面检测

定位系统

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工业在线气体检测仪的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172186

作者：王换换，王晓荣，刘超

作者单位：南京工业大学，江苏南京211816

摘要：针对传统气体检测仪器测量精度低、稳定性差以及可测组分单一等问题，设计出一种用于工业气体分析的多通道在线检测仪。所谓的多通道，即可采用多种类型传感器，通过不同的搭配测量不同的气体成分。系统部分选用工业级芯片STM32F407作为检测仪信号分析和处理的核心，以新型数字式红外传感器S-Module作为主要的检测手段；此外，还通过智能化的手段，实现检测仪测量、记录一体化。通过测试，该气体检测仪具有稳定性好、测量精度高、抗干扰能力强的特点，可满足工业现场气体浓度检测的基本需求。

关键词：
多通道

智能化

模块化

STM32F407

数字式红外传感器

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基于FreeRTOS和MQTT的海洋监测网络框架

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172451

作者：朱明辉1，2，赵信广1，2，尤星懿1

作者单位：1.山东科技大学电气与自动化工程学院，山东青岛266590；2.山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛266100

摘要：设计基于实时操作系统的海洋监测网络框架，用于实时监测海洋信息，保护海洋环境。采用STM32单片机应用实时操作系统FreeRTOS实现，通过各种传感器在海下采集数据，并使用MQTT协议（消息队列遥测传输）进行数据传输，实时监测海洋环境。通过在FreeRTOS操作系统上进行任务设计，并对海流计、水深计采集的数据进行传输，最终实现海洋环境实时监测。

关键词：
单片机

FreeRTOS

传感器

MQTT

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测控技术与仪器仪表

基于4通道时间交织的FPGA高速采样系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172139

作者：李宇1，2，刘崇庆2，3，吕立钧3，谭洪舟3

作者单位：1.广东药科大学信息工程学院，广东广州510006； 2.华为技术有限公司，广东深圳518129； 3.广东顺德中山大学-卡内基梅隆大学国际联合研究院，广东顺德528300

摘要：时间交织采样是提高模数转换器采样率的一种有效途径。为了完成时间交织采样的通道失配误差方法评估，提出并设计了一套基于4通道时间交织的FPGA高速模数转换采样系统。系统由前端模拟电路、采样阵列、多相时钟电路模块、基于FPGA的数据缓冲与修正处理模块构成。系统采样输出数据通过上传到上位机进行显示与性能指标分析。测试结果表明，该TIADC系统通过对失配误差的数字后端补偿后能稳定工作在1 GS/s采样率。其采样有效位与平均信噪比分别达到7.03 bit与44.1 dB，可以应用于采样失配修正方法的验证与评估。

关键词：
时间交织

采样系统

FPGA

多相时钟电路

失配校正

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输送带纵向撕裂监测系统图像采集处理器研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172886

作者：万全婷，苗长云，孟德军，刘意

作者单位：天津工业大学电子与信息工程学院，天津300387

摘要：提出了一种多视点输送带纵向撕裂故障在线监测系统的设计方案，实现了输送带纵向撕裂的检测，提高了输送带的检测宽度，降低了线阵CCD相机与线阵LED光源方位调整的难度；提出了一种图像采集处理器的设计方案，实现了对多路线阵相机图像的采集、处理及传输。以TMS320C6678为核心设计了图像采集处理器的硬件电路。在集成开发环境CCS上，基于SYS/BIOS系统设计了图像采集处理器的软件，实现了对多路线阵相机的控制、多核调度及与上位机的通信。实验表明，该图像采集处理器实现了多路输送带图像的采集、处理和高速传输，最多可连接4路线阵相机，每路相机采集速率可达25 Mb/s，可用于多视点输送带纵向撕裂故障在线监测系统。

关键词：
多视点

输送带

纵向撕裂

线阵CCD相机

多核调度

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融合网联车辆的智能家居协同监控系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172398

作者：高丽英

作者单位：上海适居暖通工程有限公司，上海201204

摘要：随着移动通信技术的快速发展，使万物互联互通的物联网概念得以实现，物联网相关技术得到广泛研究，为诸多行业带来了新的发展机遇。尤其是智能汽车和智能家居两大行业。“三网融合”的车联网交通体系日趋成熟，使人们出行的安全、效率、环保、个性化得到大幅改善；4G时代的到来和移动终端的普及，使移动远程监控成为智能家居的发展特色。为了有效利用用户行车时间，向用户提供更舒适、更便捷、更及时的智能家居服务，创新性地将网联车辆和智能家居融合，基于二者间的实时高效全面信息交互，设计了一种智能家居协同监控系统，并对系统实现方案、软硬件架构及典型功能进行了说明。

关键词：
车联网

智能家居

车载终端

协同监控

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基于FPGA的VPX时间统一系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172617

作者：王振，李建宏，张大松，王肖楠，黄毅龙

作者单位：华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要： IRIG-B时间码(B码)因其性能优越，实现和使用方法简单易行，被广泛应用于靶场时间信息传递和各系统的时间同步，成为时统设备首选的标准码型。但随着大规模集成电路和可编程技术的发展，以及靶场对时统设备的稳定性、精准性和集成度要求越来越高，原有的IRIG-B码时统设备已不能满足要求。为了解决这些问题，提出了一种基于FPGA的VPX时间统一系统设计方案。该方案具有可靠性高、集成度高、操作简单、功能拓展性强、体积小等优点, 并具有更广泛的实际应用价值。

关键词：
时统系统

FPGA

IRIG-B码

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基于CFAR和摆角自修正多目标交通雷达算法优化

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172160

作者：曹林1，于琳1，王东峰1，2，李华楠1

作者单位：1.北京信息科技大学通信工程系，北京100101；2.北京川速微波科技有限公司，北京100018

摘要：基于FSK体制多目标交通雷达进行了多目标检测算法的相关研究与优化。多目标检测时，采用恒虚警检测方法设置自适应检测门限进行处理。同时，对于由雷达安装摆角引起的系统抓拍性能下降问题，采用基于样本统计特性的雷达摆角自修正算法，提高了目标检测率以及场景适应性。实际道路测试表明，多车道、多目标的有效抓拍率达到95%，具有很好的多目标监测效果。对于多目标交通雷达推广应用具有很大的现实意义。

关键词：
交通雷达

目标检测

摆角自修正

有效抓拍率

查看(10774)

基于Mie散射低浓度烟尘检测系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172221

作者：孙灵芳1，2，张召鹏1

作者单位：1.东北电力大学自动化工程学院，吉林吉林132012； 2.东北电力大学节能与测控技术研究中心，吉林吉林132012

摘要：针对我国低浓度烟尘排放要求，以Mie散射为理论基础，设计了一款低成本、高精度的低浓度烟尘检测系统。通过理论分析获得散射光强与烟尘浓度呈线性关系，设计了激光发射单元、信号接收单元以及STM32数据处理单元，分析激光调制驱动原理及微弱信号选频放大原理。利用LabVIEW软件编写上位机程序，通过上位机前面板对检测数据进行实时显示。实验结果表明：该系统灵敏度高、响应速度快、重复性好，并且可以长时间地在线测量，具有很好的实用性。

关键词：
低浓度烟尘

Mie散射

线性拟合

STM32

上位机

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国产化微小型星敏感器研究及应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172768

作者：郑拓，王冠雅

作者单位：北京微电子技术研究所，北京100076

摘要：星敏感器是航天飞行器姿态控制的重要组成部件。基于国产抗辐射CMOS APS芯片和SoPC控制芯片，设计一款微小型星敏感器的光学及电学系统，最终实现星敏感器的小型化、国产化。以研制一台国产化微小型化星敏感器作为切入点，研究其参数的设计、系统的构建、使用性能等关键技术问题。最终研制的星敏感器符合预期设计，能够完成基本功能。

关键词：
星敏感器

国产化

小型化

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通信与网络

基于特征值对数分布的频谱感知算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172127

作者：杨雪梅1，徐家品2，何希2

作者单位：1.四川大学锦江学院电气与电子信息学院，四川眉山620860；2.四川大学电子信息学院，四川成都610065

摘要：利用样本协方差矩阵几何平均特征值的对数分布特性，提出了一种新的频谱感知算法。该算法基于样本协方差矩阵最大最小特征值之差与几何平均特征值的比值，通过比较该比值与门限的大小来判断主用户是否占用分配频谱，不需要知道主用户信号和噪声的先验信息，得到了十分简单的判决门限表达闭式。仿真结果表明，在低信噪比、低协作用户数以及低样本点数的条件下，所提算法能获得更优的感知性能；并且所提算法的感知性能较为稳定，受样本中极端值和虚警概率的影响均较小。

关键词：
频谱感知

样本协方差矩阵

几何平均特征值

感知性能

查看(9494)

一种基于统计排序的网络流量特征选择方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172203

作者：刘纪伟，赵月显，赵杨

作者单位：国家计算机网络与信息安全管理中心河北分中心，河北石家庄 050021

摘要：利用网络流量的统计特征进行流量的分类识别需要从众多的特征中选取最优特征集合，以避免冗余和不相关特征造成的系统模型复杂度过高、分类准确率和效率下降等问题。针对该问题，提出一种基于统计排序的网络流量特征选择方法。首先利用基于统计方法定义的特征选择系数生成初始特征子集，再将基于分类准确率构建的特征影响系数作为特征评估排序的依据，对初始特征子集进行二次特征选择，生成最优特征子集。实验结果表明，该方法在保证分类整体准确率的同时有效减少了流量统计特征的个数，在分类效果、效率以及稳定性之间实现了较好的平衡。

关键词：
网络流量分类

特征选择

统计排序

特征影响

查看(12598)

一种双田字型太赫兹波导定向耦合器的设计方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171504

作者：王颖，张斌珍，段俊萍，孙玉洁

作者单位：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：基于分支线耦合原理，设计了一个双“田”字型的太赫兹波导定向耦合器。在分支线靠近中间部位插入一条横向贯穿三分支线的横线，用同样的方法形成两分支线，可以有效提高带宽。分支线底部即在靠近波导宽边的地方进行了加粗，目的是增加分支线的应力，提高加工的可行性。使用电磁仿真软件HFSS对该耦合器进行分析和优化，结果显示，该耦合器在313～383 GHz频带内耦合度为6.3±0.2 dB，且耦合度具有较好的平坦性，接近于一条直线，隔离度小于-20 dB,平均插入损耗为0.6 dB，接近于0 dB，每个端口的回波损耗小于-20 dB。

关键词：
定向耦合器

双田字型

耦合度

波导

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SAW温度传感器测温系统中的天线设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171099

作者：齐本胜，韩燕，谈俊燕，蔡春华

作者单位：河海大学物联网工程学院，江苏常州 213022

摘要：为实现对电力设备接点的测温，设计了基于声表面波的无源无线温度传感器的测温方案，具体研究其天线设计以及天线和传感器的匹配方法。方案中读写器天线采用平面倒F天线，传感器天线采用法向模螺旋天线。通过仿真分析和优化设计使得两款天线的谐振频率均为915 MHz，驻波比均小于1.5，达到了系统要求。通过改变馈点位置实现了平面倒F天线的匹配，法向模螺旋天线的匹配采用了Smith v2.0软件，最终两款天线的阻抗均为50 Ω。

关键词：
声表面波温度传感器

平面倒F天线

法向模螺旋天线

查看(14956)

基于混合CPW和微带结构的超宽带滤波器

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172107

作者：王琼1，夏鑫淋2，史春辉3，黄宇1

作者单位：1.成都理工大学工程技术学院，四川乐山614000； 2.中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心，四川成都610000； 3.国网吉林省电力有限公司信息通信公司，吉林长春130021

摘要：提出了一种新型的混合共面波导和微带结构的超宽带带通滤波器。通过将中间微带替换成交指耦合线，在下通带边缘产生一个传输零点，使得滤波器的选择性得到极大提升。此外，引入了耦合短路枝节以进一步提升其选择性和带外特性。实测结果表明，提出的滤波器具有不错的带内和带外性能。其具有陡峭的选择性，尺寸紧凑(0.49 λg×0.47 λg)，插入损耗低，且上阻带宽。该滤波器的相对带宽达123%（2.75～11.55 GHz），回波损耗优于15 dB。并且，最终的加工实测结果和仿真结果基本一致。

关键词：
超宽带

带通滤波器

CPW-微带过渡

耦合短路枝节

宽阻带

查看(11224)

多天线RFID系统物理层安全优化方案的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171201

作者：宋慧颖，高媛媛，沙楠

作者单位：中国人民解放军理工大学通信工程学院，江苏南京210000

摘要：近年来，射频识别（RFID）技术作为构建“物联网”的关键技术受到人们的关注，如何保证RFID系统的通信安全也成为一个重要的挑战。基于物理层层面，研究了一种多天线无源RFID通信系统的安全传输性能，采用人工干扰（AN）技术，提出两种不同的安全优化方案：基于“发送功率最小化”以及“合法接收端信干噪比最大化”，并分别给出两类方案的特例“零空间方案”，接着利用半正定松弛以及凸优化的数学方法对方案进行优化。仿真证明，采用AN的两类方案安全性能均优于无AN方案，并且达到节省功率以及提高合法用户接收信噪比的目的，对功率受限的RFID设备具有重要的意义。

关键词：
多天线

射频识别

物理层安全

人工干扰

半正定松驰

查看(12078)

一种基于双频连接的小小区发现方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171450

作者：雷珍珠，黄磊，申滨

作者单位：重庆邮电大学移动通信技术重点实验室，重庆400065

摘要：在小小区大量部署的异构蜂窝网络中，用户进行异频扫描所检测的载波数相比传统部署场景会大量增加，因此用户能耗也会相应增长。提出一种新的基于双频连接的小小区发现策略，以解决网络边缘用户在进行小小区发现时的能效问题。通过灵活的异频扫描策略，大大减少用户进行异频检测的能量消耗，相对于现有的基于射频指纹数据库的小小区发现方案，该方案实现简单且频谱利用率高。仿真表明，该方案能有效降低用户能耗，提高用户异频扫描有效性，同时避免高速移动用户进行异频扫描。

关键词：
小小区发现

双频连接

异频扫描

能效

查看(8274)

计算机技术与应用

基于形式化方法的有限域乘法器的建模与验证

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171176

作者：张杰1，王少超1，关永2

作者单位：1.北京化工大学信息科学与技术学院，北京100029；2.首都师范大学信息工程学院，北京100048

摘要：针对有限域乘法器设计正确性的问题进行研究，阐述了有限域乘法器在高阶逻辑定理证明器HOL4中进行形式化建模和验证的过程。通过分析电路的结构特性和时序特性，提出了结合层次化和基于周期的形式化建模方法，构建4位多项式基有限域乘法器的形式化模型；最后在HOL4系统中完成对其相关性质的验证。实验结果证明了该有限域乘法器设计的正确性，同时表明所提出的建模方法对时序逻辑电路的验证是有效的。

关键词：
形式化方法

定理证明

有限域乘法器

时序逻辑电路

HOL4

查看(9086)

基于Qt的PLC板级工装测试方法研究与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.170986

作者：杨志明，傅一帆，闵晓霜，赵德政

作者单位：华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要： PLC板级工装测试系统主要对N系列全国产化PLC单板模块的硬件连通性及其基本功能进行测试，为简单硬件设计及问题查找定位提供软件支持与验证。一般的板级工装测试产品，不同板卡测试环境不同，操作复杂，且大部分是手动测试，人力物力成本太高。提供一种基于Qt的跨平台PLC板级工装测试方法与系统，是对PLC单板模块功能及接口的自动化测试系统。实际测试表明，该系统可以大幅度提高测试效率，节约测试成本。

关键词：
电路板工装测试

测试方法

PLC

QT

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基于高斯局部二值模式的纹理特征分类方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171014

作者：黄辰1，费继友1，2，刘晓东2

作者单位：1.大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028；2.大连交通大学动车运用与维护工程学院，辽宁大连116028

摘要：纹理描述在图像分析和模式分类领域具有极为重要的意义。为提高特征描述的鲁棒性，提出了一种基于高斯局部二值模式的纹理特征提取方法。首先，采用加强预处理使高斯滤波获得不同尺度的图像，从而构建多尺度的图像金字塔；其次，为提升旋转不变性和抗噪声能力，提出具有主方向特征的二值模式；最后，在不同尺度上提取3种有效的局部二值模式联合构造纹理描述，并通过直方图降维。试验结果表明，该特征具有较好的可区分性和有效性，可以有效应用到视觉图像的纹理分类中。

关键词：
纹理特征

高斯滤波

局部二值特征

图像分类

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光伏组件内部参数辨识与输出特性研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171551

作者：杨宏超，程若发，吕彩艳，王雪微

作者单位：南昌航空大学信息工程学院，江西南昌330063

摘要：基于光伏组件的物理模型快速准确地识别其内部参数对于预测光伏阵列的输出特性、跟踪最大功率点和电池故障模型的特性是非常重要的。而传统数学解析的参数辨识方法存在着辨识参数不准确，一般的智能优化算法精度都优于数学解析法，但现有的粒子群参数辨识方法存在着易陷入早熟和迭代次数过多等问题。对此，提出了一种改进量子粒子群算法，对光伏组件内部5参数进行准确辨识，并对其外部输出特性进行预测。通过MATLAB仿真算例和实际测试数据对该方法进行验证，证明其准确性和适用性。

关键词：
光伏组件

参数辨识

量子粒子群

输出特性

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一种面向微博文本的命名实体识别方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.179024

作者：李刚，黄永峰

作者单位：清华大学电子工程系NGN实验室，北京100084

摘要：命名实体识别是自然语言处理领域的一项基础性技术。近年来微博等网络社交平台发展迅速，其独特的形式对传统的命名实体识别技术提出了新的挑战。故提出一种基于条件随机场模型的改进方法，针对微博文本短小、语义含糊等特点，引入外部数据源提取主题特征和词向量特征来训练模型，针对微博数据规模大、人工标准化处理代价大的特点，采取一种基于最小置信度的主动学习算法，以较小的人工代价强化模型的训练效果。在新浪微博数据集上的实验证明，该方法与传统的条件随机场方法相比F值提高了4.54%。

关键词：
命名实体识别

微博

条件随机场

词向量

主动学习

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电源技术与应用

基于快速模型预测控制的超级电容城轨充电

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171187

作者：余世科，李皓，于博泉，黄培莉

作者单位：中国船舶重工集团第705研究所昆明分部，云南昆明650032

摘要：超级电容作为一种新能源设备已经应用到了城轨列车中。常规时储能式城轨超级电容仅需在停站的30 s内充满电就能保证列车到下一站的正常运行。而这也要求充电设备提供快速上升无尖峰的大功率充电电流。考虑到充电需求及超级电容模型复杂性，将该充电问题构建为一个模型预测控制问题，通过一种改进的内点法对所构建的目标函数进行求解。相较于传统的内点法，仅选用一个经过试验验证的固定障碍参数进行求解。同时引入一种暖启动机制，将每一时刻的最终解作为下一时刻的初始解。两种机制的引入大大简化了目标函数的求解过程，实现了模型预测控制在大功率快速充电控制中的高效应用，控制效果达到预期。仿真及试验验证了所设计算法的有效性。

关键词：
储能式城轨

超级电容

模型预测控制

内点法

暖启动

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IGBT全桥逆变隔离驱动辅助电源的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171304

作者：汤健强，周凤星，胡晚屏

作者单位：武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉 430081

摘要：全桥逆变电路作为大功率变换器的主要拓扑形式，其功率开关管工作的可靠性对电路的稳定运行具有关键性的作用。针对高压电源IGBT全桥逆变主电路专用驱动模块M57962L隔离供电的问题，设计了具有11绕组，9路隔离输出的反激式开关电源。详细介绍了反激变压器的设计方法以及基于三端集成稳压器TL431与线性光耦PC817的二阶环路补偿网络，包括磁芯的选取、匝数、线径、原边电感、气隙的计算以及环路补偿网络的理论分析与Saber仿真分析。仿真分析与样机测试结果表明：该电路设计有效，输出电压稳定，纹波小于100 mV，负载调整率高，在驱动源头上解决了IGBT运行的可靠性问题。

关键词：
反激式开关电源

全桥逆变

高频变压器

环路补偿

SABER仿真

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定频移相控制高效LLC谐振变换器的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171447

作者：刘志远，邵如平，王夏东

作者单位：南京工业大学电气工程与控制科学学院，江苏南京211816

摘要：在宽范围电压输入下，LLC谐振变换器为了获得高的电压增益，往往造成大量的原边导通损耗。提出了一种定频移相控制LLC谐振变换器的数字充电设计方案。在对其拓扑结构原理分析的基础上，完成对主电路参数和变压器的设计。基于DSP芯片TMS320F28033作为控制核心，分析了该方案软件实现过程。最后设计了一台350 V~500 V输入，200 V/5 A输出的样机，通过仿真和实验结果验证了设计的可行性，证明了该设计具有较小的原边导通损耗且在全负载范围内工作效率达到92%以上。

关键词：
LLC谐振变换器

定频移相

较小导通损耗

全负载

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一种基于Buck-boost级联二次型Buck拓扑的LED驱动电源

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.170585

作者：廖志凌，刘康，丁蔓菁，吴超，姜宇珺

作者单位：江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212001

摘要：提出了一种新型的LED驱动电源，分析了其工作原理和工作特性。主电路拓扑基于二次型Buck和Buck-boost变换器，通过级联，共用一个开关管，简化了拓扑结构和控制策略，降低了控制成本。采用两级式级联结构，消除了原二次型Buck拓扑结构的输入电流过零死区问题,进一步提高了功率因数，改善了输入电流的总谐波失真（Total Harmonic Distortion, THD）。同时，开关管的占空比工作在更合理的区域。最后通过实验验证了理论分析的正确性。

关键词：
LED驱动电源

buck-boost

二次型Buck

过零死区

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Buck三电平变换器在水冷磁体电源中的应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.171073

作者：李晨琨1，2，刘小宁1，陈思明2

作者单位：1.中国科学院合肥物质科学研究院强磁场中心，安徽合肥 230088；2.中国科学技术大学，安徽合肥230026

摘要： Buck三电平变换器具有减小输出电压纹波、降低开关管电压应力等优点，考虑将该变换器应用到强磁场中心的水冷磁体电源中,可大大优化电源性能。介绍了Buck三电平变换器的工作原理，对其进行参数设计和控制方法分析,并搭建了Matlab/Simulink仿真模型，比较原方案和新方案的运行情况。仿真结果显示新方案显著减小了输出电压纹波。