Journal of Zhejiang University

Current Issue: <FITEE>

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering (former title: Journal of Zhejiang University SCIENCE C (Computers & Electronics), 2010-2014)

ISSN 2095-9184 (print); ISSN 2095-9230 (online); CN 33-1389/TP; Monthly.

FITEE is an international peer-reviewed journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, DBLP, IC, Scopus, JST, CSA, etc. It covers research in Electrical and Electronic Engineering, including Computer Science, Information Sciences, Control, Automation, Telecommunications, and related disciplines.

Impact factor: 0.308 (2011), 0.297 (2012), 0.380 (2013), 0.415 (2014), 0.392 (2015), 0.622 (2016), 0.910 (2017), 1.033 (2018), 1.604 (2019), 2.161 (2020), 2.526 (2021).

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering

ISSN 2095-9184 (print), ISSN 2095-9230 (online), monthly

2015 Vol.16 No.8 P.617-706

<<< CONTENTS >>>

Computer & Automation

A novel multimode process monitoring method integrating LDRSKM with Bayesian inference

Shi-jin Ren, Yin Liang, Xiang-jun Zhao, Mao-yun Yang

DOI: 10.1631/FITEE.1400263 Downloaded: 2626 Clicked: 13805 Cited: 0 Commented: 0(p.617-633) <Full Text> <PPT> 2148

Chinese summary <227> 一(yī)種融合貝葉斯推理與LDRSKM的多模态過程監測算法

目的：針對複雜(zá)多模态工(gōng)業過程故障監測存在的問題，充分(fēn)利用過程數據的局部和非局部幾何信息，同時實現數據聚類和低維子空間選擇，提高非線性、非高斯多模态過程監測性能。
創新點：提出融合局部鑒别正則化軟k-均值與貝葉斯推理的多模态過程監測算法。該方法充分(fēn)利用過程數據的局部和非局部幾何信息，較好地發揮了無監督學習和有監督學習的優點，提高了模态數據的分(fēn)離(lí)性和解釋性，監測性能良好。
方法：該方法分(fēn)爲二個階段：第一(yī)階段，首先，考慮過程數據的局部和非局部幾何信息，提出一(yī)種局部保持的正則化軟k-均值聚類算法（LPRSKM）。然後，建立有監督學習與無監督學習的統一(yī)框架，提出融合LPRSKM與廣義線性鑒别分(fēn)析算法(GELDA)的局部鑒别正則化軟k-均值算法(LDRSKM)(圖1)。第二階段，使用核支持向量數據描述(KSVDD)對各局部子空間建立監測統計量及控制限。然後，基于貝葉斯推理方法建立多模态過程全局監測統計量。最後，在TE仿真平台對所提方法進行仿真分(fēn)析。
結論：針對非線性、非高斯的多模态過程監測，提出一(yī)種新的數據劃分(fēn)和最優低維子空間選擇的叠代算法來提高不同模态數據的分(fēn)離(lí)效果。在此基礎上使用KSVDD和貝葉斯推理方法，較好地解決了多個非高斯和非線性的過程模态的監測準确性和可靠性問題。

關鍵詞組：多模态過程監測；局部鑒别正則化軟k-均值；核支持向量數據描述；貝葉斯推理

A scalable and efficient IPv4 address sharing approach in IPv6 transition scenarios

Guo-liang Han, Cong-xiao Bao, Xing Li

DOI: 10.1631/FITEE.1500022 Downloaded: 2673 Clicked: 9823 Cited: 1 Commented: 0(p.634-645) <Full Text> <PPT> 1837

Chinese summary <171> IPv6過渡場景中(zhōng)的可擴展高效IPv4地址共享機制研究

目的：在IPv6過渡方案中(zhōng)，研究同時具有良好可擴展性、靈活性和IPv4地址共享效率的IPv4地址共享機制，以促進IPv6的過渡進程。
創新點：在已有IPv6過渡機制基礎上，提出一(yī)種混合的數據通路動态切換機制，可以兼顧已有的無狀态機制和有狀态機制的優點，從而實現良好的可擴展性、靈活性、安全性和高效的IPv4地址共享。該機制尤其适用于IPv4地址匮乏但用戶數量很多的網絡，可以在保證用戶體(tǐ)驗的同時充分(fēn)促進該網絡向IPv6的過渡。在此機制基礎上，提出根據實際情況進行靈活的地址規劃的方法。
方法：首先，針對當前的IPv4地址共享機制的不足，提出并設計混合的數據通路動态切換機制，其中(zhōng)動态切換的過程由用戶側網關完成。然後，設計該機制的組成模塊，并分(fēn)别讨論其實現算法和細節。接下(xià)來，将整個系統實現并部署在連接至IPv6骨幹網CERNET2的清華大(dà)學校園網中(zhōng)，通過實際流量數據分(fēn)析該機制對有狀态通路和無狀态通路上流量和端口消耗的影響，驗證該機制的可行性和有效性。最後，在此機制基礎上，提出根據實際情況進行靈活的地址規劃的方法。
結論：本文所提方法可以有效地使用有限的IPv4地址而不降低終端性能。實驗結果（圖6-8）驗證了所提方法的有效性。該方法尤其适用于具有大(dà)量用戶且希望使用有限IPv4地址的網絡。

關鍵詞組：IPv6過渡；CGN；A+P；地址共享；地址規劃

Computational Mathematics

New computational treatment of optical wave propagation in lossy waveguides

Jian-xin Zhu, Guan-jie Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1400406 Downloaded: 2367 Clicked: 6626 Cited: 0 Commented: 0(p.646-653) <Full Text> <PPT> 1718

Chinese summary <27> 有損耗波導中(zhōng)光傳播的新計算處理

目的：通過改進算子步進方法,實現快速、高精度計算光在有損耗波導中(zhōng)傳播性态，有效指導光波導的優化設計。
創新點：提出用共轭微分(fēn)矩陣在算子步進方法中(zhōng)進行局部基轉換，避免了求逆運算。所提處理方法提高了步進計算的穩定性，改善了傳播計算精度。
方法：針對光波在有損耗波導中(zhōng)傳播的數學模型-帶有複折射率的Helmholtz方程，對基于DtN（Dirichlet-to-Neumann）映射(把邊值問題化爲初值問題)的單側重構算子步進求解方法進行改進。一(yī)方面用切比雪夫僞譜方法離(lí)散方程的橫向算子，另一(yī)方面爲避免求逆，采用共轭微分(fēn)矩陣在算子步進方法中(zhōng)實施局部基轉換；最後，用改進所得的算子步進求解方法計算波在有損耗波導中(zhōng)的傳播性态。
結論：對帶有複折射率的Helmholtz方程的邊值問題求解，提出了改進算子步進求解方法。實施該方法能快速、高精度地求解此問題，并得到光波在有損耗波導中(zhōng)傳播真實性态，進而有助于光電器件的優化設計。

關鍵詞組：伴随算子；正交；切比雪夫；僞譜方法；共轭微分(fēn)矩陣；Dirichlet-to-Neumann映射

Boundedness of Marcinkiewicz integral with rough kernel on Triebel-Lizorkin spaces

Chun-jie Zhang, Fang-fang Ren, Yu-huai Zhang, Gui-lian Gao

DOI: 10.1631/FITEE.1500082 Downloaded: 2212 Clicked: 6260 Cited: 0 Commented: 1(p.654-657) <Full Text> <PPT> 1687

Chinese summary <28> 帶粗糙核的Marcinkiewicz積分(fēn)在Triebel-Lizorkin空間的有界性

目的：研究帶有徑向粗糙項的Marcinkiewicz積分(fēn)，證明這類積分(fēn)算子也有Triebel-Lizorkin有界性。
創新點：沿用向量值奇異積分(fēn)将粗糙核算子光滑化的思路，證明轉後的算子具有更好的光滑性條件。
方法：首先利用本文作者之前文章的方法，把帶徑向粗糙項的Marckinkiewicz積分(fēn)轉化成研究一(yī)些具有一(yī)定光滑性的算子(需反複利用向量值奇異積分(fēn)定理)。然後，利用微分(fēn)指标較低時，Triebel-Lizorkin空間的一(yī)個等刻畫，把Triebel-Lizorkin有界性轉化成向量值的Lebesgue空間有界性。于是我(wǒ)們隻需要研究這些有光滑性算子的向量值Lebesgue空間有界性，這整套方法是作者之前系列文章的一(yī)個整體(tǐ)思路。本文也利用這套思路，在該框架下(xià)，研究轉化後算子的核，得到關于這個核的更精細估計，從而推廣了原有結果。
結論：對于帶有徑向粗糙項的算子，同樣可以得到一(yī)般的Marcinkiewicz積分(fēn)在Triebel-Lizorkin空間的有界性。

關鍵詞組：Marcinkiewicz積分(fēn)；Triebel-Lizorkin空間

Electrical & Electronic Engineering

Review: Enhancing power transfer capability through flexible AC transmission system devices: a review

Fadi M. Albatsh, Saad Mekhilef, Shameem Ahmad, H. Mokhlis, M. A. Hassan

DOI: 10.1631/FITEE.1500019 Downloaded: 11568 Clicked: 13979 Cited: 7 Commented: 1(p.658-678) <Full Text> <PPT> 2152

Chinese summary <212> 綜述：利用柔性交流輸電系統（FACTS）裝置增強電力傳輸能力

概要：全世界對電能的需求顯著增長，但電能生(shēng)産和傳輸能力卻未相應提升。這導緻電能消費(fèi)者受多種問題困擾（如：電壓和頻(pín)率不穩定及電能質量問題）。爲解決上述問題，需提升電力傳輸網的可用功率傳輸能力。世界各地的研究者采用柔性交流傳輸系統（FACTS）裝置來提升這一(yī)能力。本文全面總結了FACTS控制器如何用于提升電力系統網的可用傳輸能力（ATC）和功率傳輸能力（PTC）；針對不同因素，讨論不同FACTS設備的分(fēn)類；結合相關統計結果，讨論FACTS設備的普及性和應用情況。此外(wài)，本文還包含六種主要FACTS裝置的操作原理及其在提升ATC和PTC方面的應用。最後針對不同的控制算法，評估FACTS裝置在提升ATC和PTC方面的性能。

關鍵詞組：柔性交流輸電系統（FACTS）裝置；可用傳輸能力（ATC）；功率傳輸能力（PTC）；人工(gōng)智能

New Technique: Flexible resonant tank for a combined converter to achieve an HPS and LED compatible driver

Jin Hu, Hui-pin Lin, Zheng-yu Lu, Feng-wu Zhou

DOI: 10.1631/FITEE.1500054 Downloaded: 2650 Clicked: 6898 Cited: 2 Commented: 0(p.679-693) <Full Text> <PPT> 1906

Chinese summary <31> 一(yī)種基于可變諧振腔的高壓鈉燈與LED兼容性驅動器

目的：高壓鈉燈(HPS)由于其成熟性、可靠性、高光效長壽命和低成本的特點廣泛應用于道路照明。LED被認爲是下(xià)一(yī)代光源，其光效不斷提高，有更好的顯色性和超長壽命。這兩種光源可能會共同存在很長時間。大(dà)規模應用中(zhōng)，需要研發生(shēng)産大(dà)量不同型号鎮流器，使用和安裝也需要用戶學習掌握不同應用知(zhī)識。工(gōng)業界裏的一(yī)種方法是通過設計多功能産品來減少産品類型，簡化研發和生(shēng)産管理，降低應用難度。類似的，對高壓鈉燈和LED具有兼容性驅動功能的驅動器，也可作爲一(yī)種選擇來适應這種多光源共同應用的情形，使得應用更爲便捷。但是由于傳統高壓鈉燈與LED的光源特性以及驅動技術完全不同，研究其兼容性驅動技術将富有挑戰性。本文研究這一(yī)技術，對解決照明應用的多光源現狀具有實用價值，也可作爲一(yī)種思路啓發其他類似應用。
創新點：通過分(fēn)析用于高壓鈉燈的LCC諧振腔驅動技術與用于LED的LLC諧振腔驅動技術，結合兩者提出一(yī)種可變諧振腔用于一(yī)種驅動器中(zhōng)來驅動高壓鈉燈與LED。驅動器根據對光源的檢測，采用數字控制技術，可将諧振腔變爲LLC或者LCC結構，以适應不同光源的負載特性。該技術保留了傳統HPS和LED驅動器的軟開(kāi)關特性以及調光功能，實現了對不同光源的兼容性驅動。
方法：研究高壓鈉燈鎮流器中(zhōng)LCC諧振變換器與LED驅動器中(zhōng)的LLC諧振變換器的拓撲與各種工(gōng)作階段，分(fēn)析它們的共性，提出新的可變諧振腔。并根據兩種光源驅動特點，分(fēn)析諧振腔關鍵參數與性能參數的關系，給出可變諧振腔的設計方法。本文所提技術用實驗方法進行了驗證。
結論：本文提出的可變諧振腔可實現對高壓鈉燈與LED的兼容性驅動，并保留傳統驅動技術軟開(kāi)關與調光的特性。這種技術使得适應多光源應用場合的兼容性驅動器成爲可能。

關鍵詞組：高壓鈉燈(HPS)；發光二極管(LED)；兼容性驅動器；鎮流器

Design of a novel RTD-based three-variable universal logic gate

Mao-qun Yao, Kai Yang, Cong-yuan Xu, Ji-zhong Shen

DOI: 10.1631/FITEE.1500102 Downloaded: 2556 Clicked: 6761 Cited: 1 Commented: 0(p.694-699) <Full Text> <PPT> 1809

Chinese summary <27> 基于RTD三變量通用邏輯門的設計

目的：爲基于RTD器件的任意n變量函數實現提供一(yī)個簡單有效的三變量通用邏輯門，簡化基于RTD器件的集成電路設計。
創新點：使用譜技術和Reed-Muller展開(kāi)提出一(yī)種新的算法。此算法可将三變量非阈值函數轉化成三變量阈值函數，并利用此算法設計一(yī)種新的基于RTD的三變量通用邏輯門ULG3。
方法：首先，介紹阈值邏輯、譜技術和Reed-Muller展開(kāi)的基本概念。然後，提出一(yī)種新的算法。此算法可将三變量非阈值函數轉化成三變量阈值函數，并發現除兩個特殊的三變量非阈值函數以外(wài)，其他所有的三變量非阈值函數都可以分(fēn)解成兩個三變量阈值函數異或的形式。最後，利用此算法并基于UTLG(圖1）設計一(yī)個新的三變量通用邏輯門ULG3(圖4）。
結論：新的三變量通用邏輯門ULG3由兩個UTLG和一(yī)個XOR3組成，對任意的三變量函數都可由一(yī)個ULG3門來實現。

關鍵詞組：RTD；阈值邏輯門；Reed-Muller展開(kāi)；通用邏輯門

Multi-stage dual replica bit-line delay technique for process-variation-robust timing of low voltage SRAM sense amplifier

Shou-biao Tan, Wen-juan Lu, Chun-yu Peng, Zheng-ping Li, You-wu Tao, Jun-ning Chen

DOI: 10.1631/FITEE.1400439 Downloaded: 2551 Clicked: 6482 Cited: 1 Commented: 0(p.700-706) <Full Text> <PPT> 1766

Chinese summary <27> 用于低電壓下(xià)SRAM靈敏放(fàng)大(dà)器工(gōng)藝變化魯棒性時序的多級雙複制位線延遲技術

目的：針對低電壓下(xià)傳統SRAM靈敏放(fàng)大(dà)器控制時序受工(gōng)藝、溫度變化而引起的較大(dà)的控制時序的波動，設計一(yī)種基于多級雙複制位線延遲技術的控制時序産生(shēng)電路。
創新點：同時采用多級和雙複制位線技術，充分(fēn)發揮兩者在降低控制時序變化方面的優點，取得整體(tǐ)上的改進。
方法：首先，分(fēn)析現有複制位線延遲技術，從統計學角度對各技術之間的關系進行分(fēn)析，進而提出一(yī)種基于多級雙複制位線延遲技術的控制時序産生(shēng)電路（圖5）。然後，針對所提電路與現有技術在最差條件下(xià)進行蒙特卡洛仿真對比，得出所提技術在最差工(gōng)作條件下(xià)，與現有技術相比具有更好的魯棒性（圖8）。最後在電壓、工(gōng)藝角以及溫度分(fēn)别變化時，對所提電路設計與現有的電路進行性能對比,得出在工(gōng)藝、電壓及溫度變化時，所提電路具有更好的穩定性（圖9-11）。
結論：針對低電壓SRAM靈敏放(fàng)大(dà)器控制時序在工(gōng)藝、電壓以及溫度變化産生(shēng)的波動，提出一(yī)種多級雙複制位線延遲技術，實現進一(yī)步降低靈敏放(fàng)大(dà)器控制時序波動的效果。

關鍵詞組：工(gōng)藝變化魯棒性；靈敏放(fàng)大(dà)器；複制位線延遲；時序變化