以系统总速率最大化为目标,提出了一种基于信道误差模型的多用户MIMO下行系统保障用户QoS的资源分配机制.基站应用空分多址接入(SDMA),同时支持多个用户,利用线性预编码方法抵消用户间的干扰,提出发射端在非理想信道信息情形下提供用户QoS保障的自适应调制方案.为降低系统复杂度,提出应用于实际系统的次优算法.仿真结果表明:所提出的次优算法在将指数级复杂度变为线性复杂度的同时,性能非常接近最优算法.

研究了视频传送时的信道时间分配问题.根据视频帧的不同重要性和长度等,预留不同带宽,从而加强公平性.同时利用不同方法对不同重要程度的视频帧进行差错保护,从而提高实时视频业务的性能.在此基础上,提出了一种保证服务帧率公平的高优先级帧最小瞬时权重优先的信道时间分配算法.仿真表明:所提算法较已有算法在同等公平性下可解帧率平均提高5%,在网络负载严重的情况下能提高11%.

以随机点过程和Palm积分为数学模型基础,对移动通信系统仿真模型中常用的随机路点(RWP)运动模型的合群特性进行了分析.指出大量服从RWP模型的节点共同运动时,会表现出一种天然的倾向于区域中心的合群特性,而非均匀分布.通过定义合群密度,给出了RWP模型在一般凸区域内的合群密度的计算方法及一维线段和正方形区域上的合群密度显式.通过两个实例仿真验证了分析结论.

进行了L波段双通道数字相关综合孔径辐射计原理样机的研制,论述了样机系统的结构与设计.综合孔径辐射计的工作原理是通过测量目标场景亮温的空间频域分布,再对其反演得到场景的亮温分布,其基础是干涉测量.使用1.4 GHz的噪声源和模拟移相器,通过对系统输出进行数字互相关处理,进行了样机系统的干涉测量原理性实验.实验结果表明:系统可将双通道之间的相位差完整地测量出来,解决了综合孔径干涉式辐射计技术中的数字互相关处理这一关键技术.

提出了用同步电路设计工具和同步FPGA进行设计和验证异步电路原型的方法,设计并验证了一款异步坐标旋转数字处理器(CORDIC).首先设计出同步CORDIC电路,并得到关键路径延时数据,然后采用和同步类似的数据通路,用组合电路设计的异步握手控制单元取代同步电路的时钟,利用FPGA的内部进位链来匹配数据通路的延时.整个电路全部采用Xilinx公司的FPGA设计工具ISE7.1进行设计和验证,布局布线后的仿真结果表明异步CORDIC处理器工作正确,利用同步电路设计工具,可以快速验证异步电路原型,缩短异步电路的开发周期.

设计了一种结构特殊的迟滞比较器.电路为单端输入,翻转电压以及迟滞电压均由电路内部产生,通过对电路内部的参数调节即可改变翻转电压和迟滞电压的具体值.电路自身具有一个结构简单的电流源产生电路,不需要从外界获取偏置电压、仅由电源供电,因此有很强的独立性.通过0.6μm CMOS工艺来实现,HSpice仿真结果表明:在3 V的工作电压下翻转电平可设置在100~240 mV之间,迟滞电压能精确到5 mV,瞬态响应时间小于1μs.

在分析脉冲频率调制(PFM)对开关电源轻负载效率提升的基础上,设计了一款新颖的PFM升压DC-DC转换器控制芯片,内部采用独特的低压偏置产生电路和单稳态电路,结构简单(仅有21个双极型晶体管——BJT(bipolar junction transistor),它与外接高性能元件配合构成驱动LED(lightemitting diode)的高效升压电路.HSPICE仿真结果表明:在BCD-0.6μm-30 V工艺下,最低工作电压只需0.9 V,效率高达94%以上,达到了设计预期的结果,具有很好的应用前景.

在开关电源中,输出电压反馈电阻的大小正比于其消耗功耗.为提高芯片系统效率,提出了低反馈电阻技术,低反馈电阻技术关键在于产生低的参考电压与反馈采样电压进行误差放大.给出了低至18 mV的基准电压电路的设计过程和仿真结果,设计了一种基于双极型、互补型、双扩散金属氧化物半导体(BCD)1.6μm工艺的功率LED照明驱动芯片以验证低反馈电阻技术.系统仿真结果表明:电路的运行效率高达95.6%,输出电流纹波系数为(2.14%)/V.

采用固相反应法制备了一系列Pb(Zr0.52Ti0.48)O3压电陶瓷,研究了过量PbO对PZT陶瓷相成分的影响.用X射线衍射对陶瓷的相结构进行了分析,采用场发射扫描电镜对断面形貌进行表征,并用能谱仪对微观区域的陶瓷成分进行测试.实验结果表明:当PbO缺乏时,陶瓷上表面易出现由PbZrO3分解产生的ZrO2,下表面易出现PbTi3O7和焦绿石相.当PbO过量时,陶瓷微观区域的成分会发生波动,成分的一致性也将受到破坏.此外,过量PbO还将使PZT相结构发生向富钛方向的移动.采用先进的陶瓷制备工艺有助于克服成分波动和相结构变化现象.

采用互相关代替自相关的方法计算基准图子图的相关长度,引入子图均值标准化的方法计算基准图子图的地形熵,使得它们的计算值和基准图子图的匹配概率之间具有良好的单调性.以相关长度、地形熵和粗糙度作为反映基准图子图适配性的特征向量,采用最小二乘支持向量机作为分类工具,将基准图子图划分为适配的和非适配的两类,并由适配的基准图子图类构成地形匹配区.实验结果表明所提出的方法能够有效地规划出所需的三维地形匹配区.

提出了一种适用于低信噪比条件下的实孔径雷达机场目标图像匹配定位算法.通过对实孔径雷达图像中机场目标的检测识别,实现匹配定位.算法包括机场跑道检测及跑道端点定位两个阶段,分别采用了线特征滤波技术及目标背景的对比度信息.首先通过线特征滤波预处理和投影变换检测机场跑道所在的直线,然后利用机场在实孔径雷达图中的结构特征,根据机场及周围背景的对比度来定位跑道端点.实验结果表明:在成像条件较差的情况下,该算法仍能保证较高的匹配定位准确度.

为了支持传统的MOG游戏在Internet上运行,提出并实现了一种基于延迟聚集覆盖网络技术的在线游戏对战平台PKTown.PKTown构建了一种延迟聚集的无结构化覆盖网络,在广域网内模拟出局域网的特征,实现了游戏信息的共享以及游戏包路由,降低了游戏节点之间的通信延迟.为了对上层游戏软件屏蔽底层覆盖网络,PKTown提供了一种访问覆盖网络的统一的游戏接口来屏蔽各类MOG游戏等之间的差异,实现了平台的游戏无关性.测试表明:PKTown具有良好的可扩展性,节点之间通信延迟小.

针对现有对等网中声誉管理的不足,基于预投票的声誉管理协议,提出了一个适用于超级节点对等网SP2PRep,在SP2PRep中,叶子节点预先向超级节点汇报声誉投票,声誉查询仅在超级节点层进行.给出了SP2PRep协议描述、实现的消息格式和体系结构.分析和仿真表明:SP2PRep既满足了声誉投票的安全性需求,又能够减少网络带宽消耗、提高声誉查询效率和快速识别恶意节点.SP2PRep协议能够很好地改善超级节点P2P系统的安全状况,促进它们的应用.

研究了RSA签密技术.基于Coron的通用填充方法,提出了一种使用RSA的混合签密方案RSA-HS.基于RSA问题的困难性假设,可以证明该方案在随机预言(RO,Random Oracle)模型下是安全的.仿真结果表明:该方案能签密任意长度的消息,以一种简单的方式提供不可否认性,并且其通信开销仅为一个RSA模长.在消息恢复带宽方面,该方案明显优于传统的StE方案.

提出了一种适用于网格环境下的隐私保护计算模型.针对当前网格安全研究中对数据隐私性保护的不足,将GSI(网格安全基础件)与同态加密技术、安全点积协议以及数据扰乱算法等多种安全技术相结合,实现在一个互不信任的网格环境中,对各参与节点隐私性数据进行保护,成功避免了传统的隐私保护计算中繁琐的一对多(多对多)的交互式加密,当节点动态变化时,恢复计算仅涉及到构成隐私保护模块的三个节点.安全及动态性分析结果表明:该模型及相关应用算法既提供了数据的隐私性保护,又能良好地适应节点数目众多和动态变化频繁的网格环境.同时给出了基于G2PC模型的具体隐私保护算法——网格环境下的隐私保护方差计算.

现有过程规范面向特定的业务领域且缺乏必要的语义信息管理机制,导致跨企业的业务协作和过程集成难以有效实施.针对这一问题,提出了一种基于本体元建模理论的过程模型注册元模型.其中基本模型用于注册和管理不同组织构造的、基于不同描述语言的过程模型的公共结构信息,过程控制模型用于记录过程模型中的语义信息和附加语义标识.通过两个应用场景的案例说明使用该元模型能够有效注册和管理各类异构过程模型,为实现过程模型之间的语义互操作提供了保障.

针对现有的CSCW系统不能有效地保障终端平台的可信性以及安全策略和上层应用实施的完整性等问题,提出了基于可信计算技术的CSCW访问控制架构和协作站点间的基于角色的委托授权策略,分别描述了安全策略与共享对象密钥的分发协议、角色委托协议及策略完整性实施协议等.应用实例表明:该框架基于完整的协作实体-平台-应用信任链的构建,提供了可信的协作实体身份与访问控制平台,依赖平台远程证明和策略分发实现了在本地站点上的完整性实施;同时角色委托提高了协同工作能力,也减轻了服务器端集中式策略执行的负担.

提出了一种基于IP组播的通信机制,根据网络广播通信的特点,利用组播减少屏幕共享所需带宽,针对组播的不可靠传输和屏幕数据的特点,给出一套有限质量保证协议.一方面将传输区域细分成小矩形后对各自数据独立压缩和传输以尽量减少丢包的影响;另一方面通过融合丢失、更新区域,并作为新传输数据来调整数据的生存期,避免冗余重传.实验表明这种传输机制能明显地节省网络带宽,提供较好的显示效果.

基于现场可编程门阵列(FPGA)的定制的光纤通道适配器,提出了其设计思路和系统结构.依据光纤通道的协议处理需求进行了软硬件功能划分,在此基础上论述了硬件部分与固件部分的设计与实现.系统采用软硬件协同设计开发模型,硬件实现FC(fibre channel)协议中的FC0,FC1及FC2层部分功能,固件实现FC2层,FCP(fibre channel protocol for SCSI)层、登陆与发现和资源管理功能.固件各功能模块间通过队列进行通信,同时采用了集中的事务管理机制,对事务进行集中管理、定时处理.通过与光纤通道适配器产品互连调试验证了其软硬件功能符合协议标准,能正常运行.

运用优化方法研究了液压系统污染控制问题,在考虑液压元件污染敏感性和过滤器纳垢量等约束的基础上,建立了典型液压系统过滤装置的运行成本优化模型.通过对假想事例的分析,阐述了该优化模型的具体应用方法,通过求解模型可以获得液压系统污染度的状态信息与系统过滤运行成本等的关系,从而对吸油路、压力回路及回油路是否需要安装过滤器以及何时更换或清洗滤芯做出最优决策.仿真研究表明:当污染物侵入/产生率较高时,系统的污染度较高,低精度的过滤器不能有效滤除污染物而保护敏感性元件,必须将高、低精度的过滤器结合起来使用,方能既满足液压元件污染物耐受度要求又能降低系统维护运行成本.

研究了snake模型在目标检测中的应用.分析了传统目标分割方法的不足和snake模型在目标检测中的优势,即在目标检测中能充分利用已知的目标形状信息;研究了传统snake模型在用于目标检测时存在的难以收敛到凹陷区域的问题;提出了适合目标检测的新的snake算法.在新snake模型中,能量函数的外力项用傅里叶描述子来构成.实验结果表明新的snake模型能使轮廓收敛到凹陷区,可以实现目标的检测.这一结果丰富了目标检测的方法,拓宽了snake方法的应用范围.

研究了并发Java程序控制流模型的建模问题.通过深入分析并发Java程序设计语言的语义以及带抑止弧Petri网的建模能力,提出了一种并发Java程序控制流模型——CJCFM,并给出了从并发Java程序构造该模型的方法.CJCFM以带抑止弧Petri网为基础,简单直观,可模拟程序实际运行过程,对并发程序的理解、分析和测试有很大帮助.通过对现有开源Petri网实验平台PIPE的功能进行扩展,可在该平台中直接构造并执行CJCFM.借助成熟的Petri网理论与算法,可验证CJCFM的各种性质,从而达到对源程序进行分析的目的.实验表明:CJCFM能有效协助理解、分析和测试并发Java程序.

一般形式的线性规划问题在找不到基本可行解或对偶问题的基本可行解时,无法用传统的单纯形法或对偶单纯形法求解,即"两看一算"算法.为了解决这个问题,结合两种"两看一算"算法,提出了一种新的算法——部分基变量算法.该算法首先从部分基变量出发,由初等行变换将LP问题转化为准典式,然后由初等行变换找到全部可行基变量,最后用对偶单纯形法得到最优解.对算法的正确性和可行性进行了严格证明,提出算法的实现方式并举例进行了说明,对算法的特点进行了讨论.分析表明所提出的算法是实现线性规划问题求解的较为理想的算法.

为满足降低数据丢失风险,提高数据和应用系统可用性的需要,在研究粗波分复用技术特点的基础上,利用粗波分复用光电转换模块设计了存储扩展接口,对接口的电气特性进行了测试.测试结果表明:接口的电气特性良好,对信号具有放大的作用.同时,对基于该接口构建的城域网范围内光纤通道存储扩展系统原型的读写性能进行了测试,测试结果显示,20 km距离的存储读写吞吐率达到了14 Mbit/s,为构建同城容灾系统提供了一种新方法.

在策略分层思想的基础上,综合考虑策略的纵向求精和横向决策两方面因素,将策略安全级引入策略的求精操作中,作为某一策略层次上多种求精方案的横向决策依据,在系统可允许的安全级别范围内,提供准确而灵活的策略求精和决策机制,为基于策略的安全防护中安全策略的自动化执行和实施提供有力的支持.

基于低噪声电路设计原则,给出了一种用于核磁共振测井仪的前置放大电路.电路采用低噪声双极性晶体管MAT02作为第一级放大,采取负反馈稳定电路的增益,然后经过低噪声集成运放进行第二级放大,从而可提高整个前置放大电路的噪声性能.通过等效噪声模型的方法,定量计算了整个电路的噪声特性,同时得到了设计低噪声电路的一般性结论.计算表明:电路在源电阻为96Ω的情况下,电路的最低噪声系数为1.5dB;电路的等效噪声电压为0.57 nV/Hz,在经过屏蔽的实验环境下,测得的等效噪声电压约为0.87 nV/Hz.

分析了氧化铝生产工艺中物料平衡计算的特点,研究了拜耳法生产工艺流程和拜耳法物料平衡计算的数学模型.针对传统粒子群算法(PSO)存在的不足,给出了具有变异因子并能很好跳出局部最优解的新型粒子群算法(IPSO),并应用于氧化铝生产中的物料平衡计算.计算结果表明:优化后的粒子群算法具有较强的全局搜索能力和较高的收敛精度,是进行拜耳法物料平衡计算的有效方法.

结合电力系统定时限保护整定计算的特点,提出了一种新的实用断点计算方法.定义了配合环网和死锁环网的概念,并通过预整定形成死锁环网;在所得死锁环网基础上,将依赖函数扩充分为主依赖函数和后备依赖函数,根据主/后备依赖函数中元素的特点判断死锁环网中是否存在特殊网络结构并进行相应的处理,同时动态地将主依赖函数或后备依赖函数为空的保护从待选断点保护中删除,以保证每一步的断点计算都是针对环网进行.算例表明:本方法能较好地满足国内电力系统定时限保护逐级配合整定计算的要求.

根据变极电机的特点,建立链型等效电路的计算模型,对传统中小型三相感应电机电磁设计程序作了改进.基于Visual C++6.0研制了三相单绕组变极鼠笼式异步电机CAD系统.实际算例表明:该系统计算结果准确,对于快速地利用计算机进行变极电机设计具有很强的实用性.

将希尔伯特-黄变换方法用到黄河三门峡站的天然年径流水文的分析与识别中,分解得到不同尺度下的固有模态函数;与小波分解方法对比,仿真出的径流变化成分不仅在时域上,而且在频谱上把低频信号中奇异信号的局部变化刻画出来,并具有更加清晰的物理意义;为水文径流序列的演变模式研究提供了一种新的分析方法.

为了深入研究波形板内的液滴分离和二次携带现象的机理,优化波形板结构,针对波形板汽-水分离器展开了冷态实验分析.实验采用空气与雾化水混合而成的汽水混合物模拟湿蒸汽,分别对无钩、单钩和双钩这三种板型在不同速度下的分离效率进行了测量,并对实验数据进行多元线性回归分析,获得了可以指导设计的波形板分离效率的无量纲经验公式.实验表明:双钩波形板的分离效果最好;在入口流速较低时,提高流速有利于提高分离效率,但在流速超过临界破膜速度6.7 m/s后,二次携带现象明显,导致分离效率降低.

针对一类特殊的鲁里叶系统(混沌鲁里叶系统)的同步问题进行研究,应用脉冲控制方法实现混沌鲁里叶系统的鲁棒同步.在一定的假设条件下,得到其脉冲同步的充分条件,并设计一个简单控制器同步混沌鲁里叶系统.最后,通过研究数值示例说明脉冲控制器是一种有效的同步镇定工具,脉冲控制方法具有简单高效的特点.

在研究离散变量型的优化设计的基础上,建立了离散变量虚实网格结点集;提出了拟3维空间和拟n维空间概念;导出了可计算结点的计算公式;导出了拟n维空间离散变量网格迭代优化方法.解决了在一般工程结构设计实践中,多采用连续变量优化设计加圆整的办法得到近似的离散型结果.然而对高精度要求的工程结构,该方法的计算结果往往与实际相差较大.通过钻井用大型车装井架的实例计算表明,所提出的方法简单易施、可靠性高、收敛快.

针对传统BP神经网络具有易陷入局部极小等缺陷,采用遗传算法(GA)对BP神经网络(初始权值、阈值)进行了优化,将人工智能技术和激光扫描测量技术有机结合,建立了金属板材数字化渐进成形回弹预测的遗传神经网络模型,对计算结果与BP神经网络预测结果进行比较,表明遗传神经网络预测值与实测值之间具有很高的相关性和精确度,该模型可用于预测渐进成形工艺参数与回弹量之间的映射关系,为金属板材数字化渐进成形回弹量的预测开辟了一条新的途径.

探讨了平面多边形的Voronoi图的性质,提出了一种新的求解平面多边形的Voronoi图的算法,其核心思想是单独考虑每个Voronoi图对象,分开计算其分治区,然后再构成一个具有拓扑关系的Voronoi图.这种计算方法较其他现有算法(比如二分法)大幅度提高了求解Voronoi图的成功率,在VC++平台上得到了实现,并应用于快速成形的等距线扫描工艺中.该算法求解平面切片的轮廓的Voronoi图和生成等距线速度快,可以实时生成切片轮廓的全部等距线.试验证明:算法可以减少制件特别是类似大平面制件的翘屈变形,提高制件整体质量.

在平面各向异性三参数Barlat-Lian屈服准则的基础上加入两个横向剪切应力分量xσz和σyz,提出了一个改进的5参数Barlat-Lian屈服准则,结合BT或BWC壳单元,模拟了板料在成形过程中的各向异性行为.当屈服函数指数M=2时,改进的Barlat-Lian屈服准则可以退化成Hill48屈服准则,当各向异性参数r0=r45=r90=1时,可退化成Von Mises屈服准则.应用自主版权的板料冲压成形快速模拟软件FASTAMP,以圆筒件为例,将模拟结果与试验结果进行比较,验证了改进的Barlat-Lian屈服准则的正确性.