2018年, 第46卷, 第5期　刊出日期：2018-05-25

  

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  基于快速语义修复的操作系统隐藏对象检测技术

  李勇钢, 崔超远, 乌云, 孙丙宇

  电子学报. 2018, 46(5): 1025-1031. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.001

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  与传统的入侵检测系统相比，基于虚拟机自省的入侵检测系统的抗干扰性更强.但由于存在语义鸿沟问题，即低层的硬件字节信息与操作系统级语义之间的差异，导致入侵检测系统的通用性和实时性下降.针对此问题，本文提出了Vlhd，一种基于语义鸿沟修复方法的rootkit隐藏对象检测技术.Vlhd将系统分离成离线和在线模块两部分.在线模块用于即时地在虚拟机外部重构虚拟机语义视图；离线模块用于离线地提取操作系统语义知识，并向在线模块提供语义服务.通过对各类Linux操作系统和多种rootkit进行入侵检测试验，发现Vlhd对rootkit的隐藏对象检测效果良好，通用性强.Vlhd的单次扫描时间为34ms，对系统引入了1.1%（扫描周期设置为8s时）的性能开销.
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  基于重新匹配策略的ε约束多目标分解优化算法

  张磊, 毕晓君, 王艳娇

  电子学报. 2018, 46(5): 1032-1040. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.002

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  针对MOEA/D算法中权重向量与个体分配不合理，导致种群多样性降低的问题，提出基于重新匹配策略的ε约束多目标分解优化算法.首先，对Tchebycheff分解策略进行理论分析，推导出关于多样性和收敛性的定理，从而为研究MOEA/D算法奠定理论基础.其次，为有效解决由于随机为权重向量分配个体造成种群多样性降低的问题，提出权重向量和个体间的重新匹配策略，合理地为权重向量分配个体，改善种群多样性.最后，提出的个体比较准则较好地兼顾多样性和收敛性，提高了算法的约束多目标优化性能.通过与5种优秀算法的对比实验结果表明，该文算法所求得的近似Pareto最优解集的分布性和收敛性均得到一定提高，相比于对比算法具有一定的优势.
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  基于特征聚类的稀疏自编码快速算法

  付晓, 沈远彤, 付丽华, 杨迪威

  电子学报. 2018, 46(5): 1041-1046. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.003

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  稀疏自编码网络在自然语言、图像处理等领域都取得了显著效果.已有的研究表明增加网络提取的特征个数可以优化稀疏自编码网络的处理效果，同时该操作将导致网络训练耗时过长.为尽可能减少网络的训练时间，本文提出了一种基于特征聚类的稀疏自编码快速算法.本算法首先根据K均值聚类最优数确定本质特征的个数，再由网络训练得到本质特征，并通过旋转扭曲增加特征的多样性，使网络处理效果得到提升的同时，减少网络训练耗间.实验在标准的手写体识别数据库MNIST和人脸数据库CMU-PIE上进行，结果表明本文所提算法能在保证网络正确率有所提升的同时，大幅度缩短网络训练耗时.
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  面向大规模认知诊断的DINA模型快速计算方法研究

  王超, 刘淇, 陈恩红, 黄振亚, 朱天宇, 苏喻, 胡国平

  电子学报. 2018, 46(5): 1047-1055. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.004

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  在教育教学的过程中，如何诊断学生的知识水平是一个重要的问题.传统方法大多由教师根据学生的表现和成绩进行人工判断，存在效率低、主观性强的问题，且难以做到针对大量学生的个性化诊断.近年来，认知诊断模型中的DINA模型被广泛应用于诊断学生个性化知识掌握程度.然而传统DINA模型大多基于小样本数据，当面对在线教育带来的大规模数据处理需求时，存在收敛速度慢的问题，难以实际应用.针对DINA模型计算时间过长的问题，本文首先给出了DINA模型的收敛性证明，并提出了三种能够加速DINA求解的算法：（1）增量算法，它将学生数据划分为多个学生块，每次迭代只访问其中一个学生块；（2）最大熵方法，它只访问在极大化模型熵的过程中影响较大的学生数据；（3）基于前两者的混合方法.最后，本文通过真实数据和模拟数据上的实验，分析证明了三种方法均能在保证DINA模型有效性的情况下，达到几倍至几十倍的加速效果，有效地改善了DINA模型的计算效率.
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  基于情景感知的低交互移动双因素认证系统

  刘冬, 陈晶, 杜瑞颖, 何琨

  电子学报. 2018, 46(5): 1056-1061. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.005

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  针对传统双因素认证缺乏可用性的问题，本文提出了一种基于情景感知的低交互移动双因素认证系统.用户通过本系统登录网站时，除输入用户名和口令外，只需点击令牌程序的认证键即可完成认证，平均登录时间不超过5秒.同其它可用性加强的移动双因素认证系统相比，本系统能够抵抗同一环境下的攻击者，而且支持用户手机浏览器进行网站登录.最终安全分析和实验结果证实了本方法的有效性.
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  基于MapReduce的增广动态Skyline查询处理方法

  丁琳琳, 崔子强, 尹显坤, 王俊陆, 宋宝燕

  电子学报. 2018, 46(5): 1062-1070. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.006

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  Skyline查询能够计算大规模的数据集中满足多个标准的最优解，被广泛应用于多目标决策等领域.动态skyline查询作为skyline查询的一种重要变体，其结果随着查询点的不同而动态改变，为用户在指定查询要求方面提供了更大的灵活性.然而，随着数据量的不断增加，动态skyline查询会产生大量的查询结果，忽略了查询点的维度方向性和数据的全局整体性，给用户的选择带来极大困难.因此，需要进一步优化动态skyline查询的结果集，提高全局整体性，过滤冗余数据.针对上述问题，提出一种基于MapReduce的增广动态skyline查询处理方法.该方法将原始数据按照维度信息进行分区，在多个节点并行计算动态skyline，优化传统动态skyline结果集，同时提供全局更优的结果供用户选择.在此基础上，针对用户给出某些维度的容忍度的情况，提出一种引入用户容忍度的增广动态skyline查询处理方法.该方法可以根据用户容忍度缩减增广动态skyline查询的原始数据集，很大程度上减少中间结果的比较次数，并且提高了结果集的准确度.大量实验证明，基于MapReduce的增广动态skyline查询处理方法具有更好的有效性、准确性和可用性.
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  基于软件网络加权k-核分析的关键类识别方法

  潘伟丰, 宋贝贝, 胡博, 李兵, 姜波

  电子学报. 2018, 46(5): 1071-1077. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.007

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  识别关键类可以帮助人们尽快理解不熟悉的软件系统.尽管目前已有一些关键类识别方面的工作，但是大部分方法构建的依赖图是无权的，未考虑类之间交互的种类及次数.有鉴于此，提出了一种基于软件网络加权k-核分析的关键类识别方法.首先，用加权类耦合网络抽象类（接口）、类（接口）间的交互及其次数；然后，引入加权k-核分解方法计算类的加权核数；最后，以加权核数作为类重要性的量度指标，降序排列所有类，并通过过滤得到候选关键类.真实软件上的数据实验验证了本文方法的有效性.
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  OFDM系统中基于压缩感知恢复由限幅和HPA产生的非线性失真研究

  杨霖, 宋坤

  电子学报. 2018, 46(5): 1078-1083. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.008

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  正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）系统的主要缺点之一就是有较高的峰均功率比（Peak to Average Power Ratio，PAPR），降低了功率放大器（High Power Amplifier，HPA）的工作效率，同时HPA引入的非线性失真，恶化了系统的误比特率（Bite Error Rate，BER）性能.本文所提算法将限幅和HPA引入的非线性失真视为一个整体来考虑，利用与限幅噪声在时域上的近似稀疏性，对整个非线性过程进行建模.发送端通过限幅降低了OFDM信号的PAPR，在接收端，选取受噪声干扰小的可靠性观测向量，最小化信道噪声的影响，基于非线性模型计算得到的参数，利用压缩感知（Compressive Sensing，CS）算法能有效地恢复总的非线性失真信号，提升了系统的BER性能.
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  融合锚词抽取的海量短文本主题层次挖掘

  吕品, 计春雷, 汪鑫, 罗宜元

  电子学报. 2018, 46(5): 1084-1088. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.009

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  从短文本集中挖掘不同粒度的主题、构建主题的层次结构在舆情分析、视觉检测、语义挖掘和图谱构建等方面具有重要应用.围绕如何从短文本集中分层次地挖掘主题，在修改传统短语定义的基础上，提出了融合锚词抽取的海量短文本主题层次挖掘框架.提出的主题层次挖掘框架首先基于词共现图实现主题推断和锚词抽取；然后，应用关联规则挖掘频繁锚词短语；最后，采用排序方法量化锚词短语以寻找最具代表性的主题短语.与已有的基于词共现图构建主题层次的方法相比，融合了锚词抽取的词共现图分析方法更有利于构建层次更高的主题.在2个实际的中文短文本数据集上执行实验，结果表明提出的方法挖掘的短语能较好地解释主题和用于分类预测.
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  互联网动态地址命名与解析服务

  朱亮, 徐恪, 冯梅

  电子学报. 2018, 46(5): 1089-1094. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.010

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  命名解析机制作为互联网的核心组件，其固化的静态设计以及可扩展性的缺失是导致体系结构陷入僵化的主要原因.针对网络核心层面的创新困境，提出了一种动态的命名与解析服务，允许按需设计、构建和部署多样的地址策略，灵活支撑顶层业务需求.基于xml的通用地址描述规范通过精心抽象的元素属性以及灵活的组合方式，提供了对异构命名模型的统一表达和解释能力；动态解析服务基于预先配置的对象绑定拓扑，支持新型命名空间、协议实体以及解析机制的透明引入.试验表明，通用命名与解析服务具备良好的可扩展性和时间性能，相比传统互联网地址系统，能够赋予网络核心层面的演进能力，从而为体系结构维度的创新提供良好支撑.
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  基于稳定匹配的认知无线网络协作物理层安全机制

  冯晓峰, 高新波, 宗汝

  电子学报. 2018, 46(5): 1095-1100. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.011

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  在Underlay认知无线网络中，次用户被允许在主用户进行数据发送时接入主用户的频谱.此时，主用户将对次用户和窃听者造成干扰.利用协作干扰技术，主用户产生的干扰可以被用来改善次用户的物理层安全.基于此，本文针对包含多个主次用户的Underlay认知无线网络，提出了一种新的协作物理层安全机制.为了在保证主用户通信质量的前提下，最大化网络中次用户的总的安全容量，该机制将对次用户进行合理的频谱接入选择和功率控制.另外，考虑到个体理性和自私性对于频谱接入稳定性的影响，该机制利用稳定匹配理论将频谱接入选择问题建模为一对一的双边匹配问题，通过构建主次用户之间的稳定匹配来保证频谱接入的稳定性.仿真结果表明，使用本文所提安全机制，可以在保证主用户通信质量的前提下，稳定而又有效地改善网络中次用户获得的总的安全容量.
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  大函数ISFPRM面积优化方法

  瞿婷, 王伦耀, 罗文强, 夏银水

  电子学报. 2018, 46(5): 1101-1106. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.012

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  针对以往在ISFPRM优化过程中只能处理小规模电路的不足，提出了一种新的乘积项十进制表示和处理方法来实现大电路ISFPRM面积优化.具体包括：ISFPRM多位变量的十进制数表示，基于二进制插值的极性转换方法，以及基于整数的位运算遗传算法实现ISFPRM面积优化.提出的算法能有效地避免以往算法在处理输入较多的函数时效率低下甚至无法工作的情况，算法的性能用MCNC标准电路作为测试.实验结果表明，提出的算法可以处理输入变量个数为199个的大电路，算法的速度对待处理电路的变量数不敏感特点，引入不确定项后，电路面积优化明显.
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  数据相等问题的安全多方计算方案研究

  窦家维, 李顺东

  电子学报. 2018, 46(5): 1107-1112. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.013

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  安全多方计算是国际密码学界近年来的研究热点.本文主要研究科学计算中多个数据相等问题的安全多方计算，目前关于这个问题的研究还很少.本文设计了一种新的编码方法，以新的编码方法与ElGamal同态加密算法为基础，分别利用秘密分享技术和门限密码体制构造了两个在半诚实模型下能够抵抗合谋攻击的保密判定协议，应用模拟范例证明了协议的安全性，效率分析表明所设计的保密计算协议是高效的协议.并进一步设计了恶意模型下的安全计算方案.
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  面向大数据定价的委托拍卖方案

  尹鑫, 田有亮, 王海龙

  电子学报. 2018, 46(5): 1113-1120. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.014

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  大数据合理定价是当前大数据交易中亟待解决的具有一定挑战性问题之一.本文针对大数据定价困难问题，基于Micali-Rabin的安全计算技术提出一种具有大数据定价功能的安全委托拍卖方案.在方案中首先基于Micali-Rabin的随机向量表示方法设计满足标价密封性的大数据拍卖及验证算法.其次，基于Merkle树和Bit承诺协议实现大数据交易中数据的完整性和底价的不可否认性，特别是在定价阶段，利用一种特殊的多方安全计算协议隐藏大数据的底价，以此保障了大数据交易的公平性.最后，方案安全性和性能分析表明，该方案特别适用于大数据交易场景下的数据委托拍卖.
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  基于频域波形合成的盲空间分集均衡器设计

  陈紫阳, 胡赟鹏, 沈智翔, 沈彩耀

  电子学报. 2018, 46(5): 1121-1127. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.015

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  针对频率选择性衰落信道下的多天线盲接收问题，本文提出了一种新的"合成器-均衡器"盲空间分集均衡器结构.基于频域波形合成、均衡器与软符号信息的联合处理框架，首先设计了频域BLOCK-SUMPLE迭代算法，对多路信号频域合成权值进行联合估计，实现频率选择性衰落信道下的波形合成.在此基础上，利用均衡器输出软符号信息重构合成参考，对权值相位予以修正，实现对等效合成信道的优化补偿.与传统盲空间分集均衡算法相比，上述算法实现无需训练序列辅助，并且优化了信号分集合并性能，降低了均衡器的设计难度.仿真结果表明，采用新型结构可有效改善衰落信道下的盲接收效果，逼近最佳空间分集均衡器性能.
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  沟道宽度对65nm金属氧化物半导体器件负偏压温度不稳定性的影响研究

  崔江维, 郑齐文, 余德昭, 周航, 苏丹丹, 马腾, 魏莹, 余学峰, 郭旗

  电子学报. 2018, 46(5): 1128-1132. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.016

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  随着MOS器件尺寸缩小，可靠性效应成为限制器件寿命的突出问题.PMOS晶体管的负偏压温度不稳定性（NBTI）是其中关键问题之一.NBTI效应与器件几何机构密切相关.本文对不同宽长比的65nm工艺PMOSFET晶体管开展了NBTI试验研究.获得了NBTI效应引起的参数退化与器件结构的依赖关系，试验结果表明65nm PMOSFET的NBTI损伤随沟道宽度减小而增大.通过缺陷电荷分析和仿真的方法，从NBTI缺陷产生来源和位置的角度，揭示了产生该结果的原因.指出浅槽隔离（STI）区域的电场和缺陷电荷是导致该现象的主要原因.研究结果为器件可靠性设计提供了参考.
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  基于行运算器思想的DRSTOP控制信息生成方法

  宋凯

  电子学报. 2018, 46(5): 1133-1138. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.017

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  双旋光结构三值光学处理器（DRSTOP）具有数据位可重构和巨位数并行两大特性，可同时处理数千位的数据，在计算位数宽度很大的运算请求时，速度远远高于电子计算机.DRSTOP的超强运算能力需要依靠相应的控制信息来实现.本文阐述了DRSTOP的原理和结构，提出了基于行运算器思想的DRSTOP控制信息生成方法.基于该方法，DRSTOP可以自动化的完成用户提交的运算请求，进而能够作为一个强大的计算节点，融入并行平台，解决大规模数据计算问题.最后，本文针对所提出的控制信息生成方法进行了一系列实验验证，实验结果表明，该方法正确、完备、可行.
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  多元检测线圈在石油拼接套管的远场涡流检测中的应用

  罗清旺, 师奕兵, 王志刚, 张伟, 李焱骏

  电子学报. 2018, 46(5): 1139-1145. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.018

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  在基于远场涡流的拼接套管检测中，拼接套管各管道分析的复杂性会因为远场涡流两次穿透套管壁的特性而增加.当发射线圈处于缺陷位置时，作者已提出基于双接收线圈的伪峰移除方法.当发射线圈处于正常管道位置时，伪峰移除方法并不能移除检测信号中发射线圈处管道的信息，所以本文提出弥补该不足点的方法.该方法首先通过去伪峰方法将检测信号中发射线圈附近的管道情况统一转化为无缺陷的情况；然后，采用维纳去卷积滤波器获取拼接套管上缺陷（接箍可视为缺陷）的位置信息，并根据缺陷位置反向定位拼接套管正常位置.最后，统一移除检测信号中发射线圈处管道的信息.该方法通过仪器测试科索#1井得到验证，有利于提高远场涡流在拼接套管检测分析中的实用性.
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  具有L型栅极场板的双槽双栅绝缘体上硅器件新结构

  代红丽, 赵红东, 王洛欣, 石艳梅, 李明吉

  电子学报. 2018, 46(5): 1146-1152. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.019

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  为了降低绝缘体上硅（SOI）功率器件的比导通电阻，同时提高击穿电压，利用场板（FP）技术，提出了一种具有L型栅极场板的双槽双栅SOI器件新结构.在双槽结构的基础上，在氧化槽中形成第二栅极，并延伸形成L型栅极场板.漂移区引入的氧化槽折叠了漂移区长度，提高了击穿电压；对称的双栅结构形成双导电沟道，加宽了电流纵向传输面积，使比导通电阻显著降低；L型场板对漂移区电场进行重塑，使漂移区浓度大幅度增加，比导通电阻进一步降低.仿真结果表明：在保证最高优值条件下，相比传统SOI结构，器件尺寸相同时，新结构的击穿电压提高了123%，比导通电阻降低了32%；击穿电压相同时，新结构的比导通电阻降低了87.5%；相比双槽SOI结构，器件尺寸相同时，新结构不仅保持了双槽结构的高压特性，而且比导通电阻降低了46%.
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  芯片散热微通道仿生拓扑结构研究

  吴龙文, 卢婷, 陈加进, 王明阳, 杜平安

  电子学报. 2018, 46(5): 1153-1159. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.020

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  为提升高热流密度芯片的散热能力，借鉴自然界中众多具有优良传质传热特性的网络拓扑，设计了多种仿生微通道拓扑结构.利用数值模拟方法，分析了不同拓扑结构的散热效果及压降特性，结果表明不同拓扑结构的散热能力存在一定差异，且芯片热流密度越高差异越明显.对数值分析中综合性能优秀的蜘蛛网结构的散热特性进行了理论分析，并通过3D打印加工了微通道散热器，测试表明其散热能力和压降相对现有平直微通道均有明显提高.
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  一种分数阶巴特沃斯滤波器的有源电路设计

  庞轶环, 胡志忠

  电子学报. 2018, 46(5): 1160-1165. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.021

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  本文将分数阶的低通滤波器的传递函数通式近似设计为Butterworth滤波器，在确定阶数与截止频率之后计算得到传递函数的系数.继而，本文通过该传递函数设计电路，进行仿真并电路实现.本文设计的电路在任意阶数下都只需要修改小部分元件便可得到预计截止频率，具有很强的灵活性，方便对比研究各阶分数滤波器.
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  基于边攻击成本的复杂网络鲁棒性研究

  王尔申, 王玉伟, 庞涛, 曲萍萍, 姜毅

  电子学报. 2018, 46(5): 1166-1172. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.022

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  传统的复杂网络边攻击策略有效性研究中往往忽略边的攻击成本因素，针对这一问题，文中提出了基于边攻击成本的复杂网络鲁棒性研究方法.该方法将边的攻击成本因素考虑在内，采用边的权重近似衡量边攻击成本，以最大连通子图相对值作为网络鲁棒性度量指标.在考虑边攻击成本时对合成网络和真实网络的鲁棒性进行了研究，并分析了边权重对真实网络鲁棒性的影响.实验结果表明：在边攻击成本较小时，边权由小到大策略攻击网络效果较好；对于合成网络来说，采用边权由大到小攻击策略时，BA（Barabasi-Albert）无标度网络比WS（Watts-Strogatz）小世界网络的鲁棒性强；真实复杂网络鲁棒性可以通过调节边权得到优化.与现有方法相比，利用该方法研究复杂网络鲁棒性较符合实际，仿真实验验证了所提方法的有效性和可行性.
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  一种基于压缩感知的同频多辐射源数量估计及定位方法

  谷晓鹏, 谢树果, 常青, 杨美玲

  电子学报. 2018, 46(5): 1173-1178. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.023

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  本文提出了一种基于压缩感知的多辐射源数量估计及定位方法，能够较为准确地对未知的多个无线电辐射源的数量估计并定位.方法通过移动监测，在区域内部分位置上获取场强值.在对场强值进行预处理后，利用目标源的空间稀疏性，结合传播模型及压缩感知方法进行粗定位，用较少场强值重构计算出区域内未知同频辐射源数量.在此基础上进行二次定位确定辐射源的位置，提高了定位的准确度.通过对算法进行仿真与实验验证，证明了本文方法的有效性.
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  基于SVR的粮仓储粮重量在线检测模型

  张德贤, 张苗, 张庆辉, 张元, 吕磊

  电子学报. 2018, 46(5): 1179-1185. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.024

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  粮仓储粮重量自动检测是国家粮食安全的重要保障技术.本文针对粮堆散粒体特性，建立了粮仓储粮重量与粮仓底面和侧面压强的数学关系，证明了基于压力传感器进行粮仓数量在线检测的可行性.提出了基于内外圈两圈布置的压力传感器布置模型和基于多项式展开的粮仓储粮重量检测模型，利用内外圈传感器输出值均值的多项式展开构建粮仓储粮重量估计.针对实仓检测中内外圈传感器输出值均值存在较大波动的问题，提出了基于SVR的粮仓储粮重量检测模型，给出了SVR输入项序列的具体提取方法，设计了具体的建模算法.实验表明，实验粮仓检测模型建模与预测结果的误差小于±3%，证明了所提出的粮仓储粮重量检测模型与方法的有效性，可以满足国家粮仓储粮重量检测的要求.
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  分布式声源定位系统节点最优布局方法及性能研究

  闫青丽, 陈建峰

  电子学报. 2018, 46(5): 1186-1193. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.025

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  为提高基于到达时间TOA（Time of Arrival）的分布式声源定位系统在应用中的定位精度，推导出各节点测量性能存在差异条件下定位误差的CRLB（Cramer Rao Lower Bound），遵循探测区域定位误差的平均CRLB最小的最优准则，对目标以均匀分布和高斯分布概率出现的情形，采用自适应遗传算法进行最优布局仿真研究.仿真结果表明，基于节点观测性能的最优布局与声源出现的概率分布直接相关；且与不考虑节点性能时的最优布局相比，提高了定位区域的整体定位精度.
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  GPS驯服CPT原子钟方法研究

  李铎, 吴红卫, 顾思洪

  电子学报. 2018, 46(5): 1194-1199. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.026

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  本文针对全球定位系统（GPS，Global Position System）接收机输出秒脉冲（1PPS，1 Pulse Per Second）信号的特点，以及相干布居囚禁（CPT，Coherent Population Trapping）原子钟输出频率信号的特性，设计并实现了GPS驯服CPT原子钟方案.我们建立了适合抑制1PPS信号抖动的卡尔曼滤波模型，通过理论推导和计算获得了相应噪声参数，并采用卡尔曼滤波器与平均滤波器相结合，对CPT原子钟输出频率实施滤波处理，并用GPS接收机输出的1PPS信号实施频率校准，所实现GPS驯服的CPT原子钟输出频率的中短期频率误差降低半个量级，天频率稳定度提高一个量级.
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  位屏蔽多叉树搜索射频识别防碰撞算法

  莫磊, 陈伟, 任菊

  电子学报. 2018, 46(5): 1200-1206. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.027

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  针对RFID树型防碰撞算法中时隙数多、数据通行量大等问题，提出了一种改进的多叉树防碰撞算法，阅读器准确检测碰撞位并向标签反馈碰撞位信息，标签对阅读器已知的ID位进行屏蔽，把ID号转换成连续碰撞的序列号.阅读器利用屏蔽位信息和标签返回的碰撞位编码信息，对标签进行分层分类搜索.通过对标签ID进行屏蔽，阅读器和标签间仅发送对方不知道的碰撞位信息.该算法减少了碰撞时隙和识别时隙，避免了空闲时隙，减少了阅读器和标签间的数据通信量.理论分析和仿真结果表明，该算法减少了系统的时隙总数和数据通信量，提高了阅读器的识别效率.
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  磁共振脑组织弹性成像的数值仿真算法

  单翔, 李炳南, 向馗

  电子学报. 2018, 46(5): 1207-1212. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.028

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  磁共振弹性成像技术主要面向组织器官的生物力学属性检测，能够直观地导出定量弹性分布图.脑部组织的病变往往会引起其生物力学属性的变化，而且相对于其他影像指标更为灵敏，所以进行磁共振脑组织弹性成像研究具有重要意义.但是，由于组织结构复杂，磁共振脑组织弹性成像研究还处于起步阶段.直接在磁共振平台上进行脑组织弹性成像实验研究的成本比较高，而且受实验条件的限制，缺乏灵活性.本文先期通过数值模型仿真弹性波在不同组织器官中的传播过程，有效地克服了实际成像实验误差给研究带来的影响，对研发高效的脑组织弹性波驱动装置和精确的弹性重构算法具有指导意义.同时，针对已报道的仿体模型相对简单，与真实脑组织结构差异过大的问题，本文建立了专门的解析模型并开发了相应的开源算法，能够有效支撑磁共振脑组织弹性成像的数值仿真研究.
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  全双工信息与能量同传系统的鲁棒性预编码及高能效时隙分配方案

  谢显中, 陈九九, 扶渝茜

  电子学报. 2018, 46(5): 1213-1221. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.029

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  最近全双工信息与能量同传系统（FD-SWIPT）受到高度重视，区别于现有研究，本文在最大化多天线FD-SWIPT系统的和速率的同时，考虑了其鲁棒性和能量效率，并提出了一种FD-SWIPT系统的鲁棒性预编码及高能效时隙分配方案.由于优化涉及的因素很多，这是一个多个变量的非凸优化问题，在数学上很难求解.首先，为减少全双工系统中自干扰对和速率造成的影响，基于奇异值分解及最小均方误差算法对系统自干扰进行消除；然后，固定时隙分配因子，在自干扰信道存在估计误差的情况下，基于一阶泰勒凸逼近对原优化问题进行鲁棒预编码设计，并给出相应的迭代算法；进一步，提出了不同约束条件下的时隙分配方案，并推导了不同方案下的时隙分配因子的最优解.最后，通过仿真实验与现有结果比较，验证了本文方案的性能优势.
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  基于正交定向耦合器组合的微波功率测量方法

  杜百廷, 林宏翔, 黄贵荣, 刘伟

  电子学报. 2018, 46(5): 1222-1226. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.030

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  定向耦合器广泛应用于微波系统的功率测量.但定向耦合器的方向隔离度有限，两个方向的耦合输出信号存在一定程度地串扰，影响功率测量的准确性.为了解决这一问题，本文提出一种正交耦合测量方法.该方法采用一对相位差为90°的定向耦合器同时测量功率，通过对测量结果的计算处理，可消除方向串扰的影响.推导了正反向传输功率与正交耦合器组合功率测量值的关系，分析了正交偏差所产生的误差.为了确定耦合器的正交状态，提出了一种准确测量两个定向耦合器之间相位差的方法.实测表明正交耦合方法可有效提高功率和驻波比测量的准确性.
科研通信
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  异构无线网络中新的成本感知网络切换方案

  马彬, 汪栋, 谢显中

  电子学报. 2018, 46(5): 1227-1233. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.031

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  针对异构无线网络中用户希望通过较低的花费获取最满意的网络服务的需求，本文提出了一种以用户为中心的成本感知网络切换方案.首先，根据用户能够获取到的网络传输速率建立用户服务满足度模型，并结合归一化的网络费用，将网络切换问题转化为一个多目标优化问题.考虑到网络阻塞是由于大量用户同时选择同一个网络导致的，将这种背景下的用户决策行为转化为EI Farol酒吧问题，通过求解该问题纳什均衡状态下的用户获取网络服务的概率来得到用户服务满足度的期望值.最后，通过考虑用户服务满足度回报率将所构建的多目标优化问题转化为一个最大化问题.仿真结果表明本文算法能够提高网络总吞吐量，降低用户切换阻塞率，使网络负载更加均衡.
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  概念的属性约简及异构数据概念漂移探测

  邓大勇, 卢克文, 黄厚宽, 邓志轩

  电子学报. 2018, 46(5): 1234-1239. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.032

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  粗糙集是粒计算的一种重要方法，数据异构性是大数据的一种特征.针对异构数据问题，探索了粗糙集属性约简的本质，提出了概念属性约简的定义，它兼容值约简、Pawlak约简和并行约简.探究了概念属性约简的性质，提出了异构数据的属性约简方法和概念漂移探测方法.理论分析和示例表明了这些方法的有效性.为粗糙集、粒计算融入大数据的时代潮流提供了一种新方法.
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  一种3阶Mash结构的Σ-Δ音频数模转换器

  来新泉, 陈勇, 叶强, 龙燕

  电子学报. 2018, 46(5): 1240-1245. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.033

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  针对传统的Mash结构由于各级失配导致信噪比低的问题，本文采用一阶相位累加器来实现传统的sigma-delta（Σ-Δ）架构，并将其采用硬件描述语言来实现，这样整个系统均在数字域实现，从根本上解决了各级间的失配问题.在插值滤波器的设计上，使用优化了的半带滤波器结构和级联积分梳状滤波器，节省了硬件资源.电路采用的是Magnachip 180nm 1P4M标准CMOS工艺，芯片面积只有0.2025mm²（0.45×0.45），实测芯片得到的信噪失真比（SNDR）达到90dB.
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  动态模糊密度的多分类器融合算法

  李艳秋, 任福继, 胡敏

  电子学报. 2018, 46(5): 1246-1252. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.034

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  在分析现有模糊密度计算方法的基础上，本文从分类器的隶属度分布和输出一致性两方面探索计算模糊密度的新方法，提出一种基于决策信任度和支持度的动态模糊密度赋值方法，旨在根据各分类器识别具体目标时输出的客观信息，实时地刻画分类器在融合系统中的可靠性.在表情识别上的实验结果表明，本文方法可以有效提高模糊积分融合的决策性能，降低单分类器输出不可靠决策信息的干扰，是一种有效的多分类器融合方法.
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  基于空间结构化推理深度融合网络的RGB-D场景解析

  王泽宇, 吴艳霞, 张国印, 布树辉

  电子学报. 2018, 46(5): 1253-1258. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.035

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  为了弥补RGB-D场景解析中卷积神经网络空间结构化学习能力的不足，本文基于深度学习提出空间结构化推理深度融合网络，内嵌的结构化推理层有机地结合条件随机场和空间结构化推理模型，该层能够较为全面而准确地学习物体所处三维空间的物体分布以及物体间的三维空间位置关系.在此基础上，网络的特征融合层巧妙地利用深度置信网络和改进的条件随机场，该层可以根据融合生成的物体综合语义信息和物体间语义相关性信息完成深度结构化学习.实验结果表明，在标准RGB-D数据集NYUDv2和SUNRGBD上，空间结构化推理深度融合网络分别实现最优的平均准确率53.8%和54.6%，从而有助于实现机器人任务规划、车辆自动驾驶等智能计算机视觉任务.
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  H2H与M2M共存场景下的上行资源分配算法

  蒋继胜, 朱晓荣

  电子学报. 2018, 46(5): 1259-1264. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.036

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  未来网络中将有大量的机器与机器（machine-to-machine，M2M）通信终端，比人与人（human to human，H2H）通信终端至少要多出2个数量级，网络中传统的资源分配算法无法满足新业务的通信需求.基于H2H与M2M共存场景，本文通过分析M2M终端特性，提出了一种基于背包模型的分级传输的资源分配算法，此分配算法优先保障H2H与时延敏感的M2M通信业务的服务质量（Quality of Service，QoS），同时充分考虑时延非敏感的M2M的业务特性，节省能量消耗.仿真结果表明该算法能够提高资源利用率，同时满足H2H与M2M业务的QoS.
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  三维空间非平稳车载几何信道模型的研究分析

  江浩, 张在琛, 党建, 吴亮

  电子学报. 2018, 46(5): 1265-1268. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.037

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  本文提出一种新型的三维空间非平稳车载几何信道模型.我们采用圆柱体描述发射端（Mobile Transmitter，MT）以及接收端（Mobile receiver，MR）附近运动的车辆，而采用椭圆柱描述路边静止的建筑物.由于发射端和接收端的相对运动而使得本文提出的模型呈现时变非平稳几何特性.针对提出的三维空间信道模型，作者深入研究其统计特性，比如时域相关特性以及多普勒功率谱分布.仿真结果和过去研究结果进行比较，进而验证本文提出的信道模型能够很好地描述车载无线通信环境.
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  地震应急预案体系超网络模型研究

  朱国宾, 刘明亮, 杨依, 邰媛媛, 张景

  电子学报. 2018, 46(5): 1269-1273. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.038

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  分析了我国现行应急预案体系的特点与问题，提出了基于地域、主体和资源约束的应急预案体系超网络模型，并以汶川地震为研究案例，构建了相应的超网络模型并对此进行了超网络特征分析.研究结果表明，本文所构建的超网络模型具有高的聚集系数和较小的平均路径长度，具有小世界效应，更好地揭示各层级预案间、同层级预案间的协同趋势，为同类研究提供较好的范例.
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  TMWSNs中一种确保数据完整性的高能效时空Top-k查询协议

  马行坡, 危锋, 梁俊斌, 李然, 马文鹏, 祁传达

  电子学报. 2018, 46(5): 1274-1280. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.039

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  时空Top-k查询是TMWSNs（双层移动无线传感网）中的一类重要查询.在敌对环境中，攻击者易通过捕获TMWSNs中的关键节点来破坏时空Top-k查询的数据完整性.提出一种确保数据完整性的时空Top-k查询处理协议VIP-TQ.该协议利用虚拟化节点技术与绑定加密技术通过构建传感器节点的数据预处理方法、数据存储节点的时空Top-k查询处理方法以及Sink端的数据完整性验证方法来实现TMWSNs中时空Top-k查询的数据完整性保护.理论分析和实验结果显示，VIP-TQ能够以100%的概率侦测出不完整的时空Top-k查询结果，并具有相对已有方案更高的能效性.
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  电子学报. 2018, 46(5): 1281-1282.

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