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

2016 Vol.17 No.9 P.841-972

<<< CONTENTS >>>

Invited Papers

Review: Applications of advanced control methods in spacecrafts: progress, challenges, and future prospects

Yong-chun Xie, Huang Huang, Yong Hu, Guo-qi Zhang

DOI: 10.1631/FITEE.1601063 Downloaded: 3475 Clicked: 6350 Cited: 1 Commented: 0(p.841-861) <Full Text> <PPT> 1968

Chinese summary <833> 先進控制方法在航天器上的應用：進展、挑戰和未來發展

摘要：本文從工(gōng)程師角度出發，對當前先進控制方法在航天器上的應用情況進行綜述。本文沒有從先進控制方法的理論研究入手，而是從工(gōng)程實際出發，重點關注包括在軌試驗、地面物(wù)理仿真實驗以及基于在軌數據的仿真實驗三類工(gōng)程應用情況。本文的目的是向工(gōng)程師們展示已獲得實際應用的先進控制方法，而不是僅僅停留在理論研究階段的方法。我(wǒ)們通過大(dà)量的文獻調研發現，盡管當前先進控制理論和方法發展得非常迅速，但是絕大(dà)部分(fēn)先進控制方法距離(lí)在航天器上實際應用還有較遠的距離(lí)。目前，國内外(wài)發射的大(dà)量航天器中(zhōng)，隻有屈指可數的極少數航天器采用了先進控制方法，其中(zhōng)H₂/H_infinity魯棒控制主要用在彈性模态較爲明顯的航天器上，MARC等自适應控制方法主要用于處理模型不确定的情況，LQR主要用于對航天器性能進行優化。望從事航天器控制的工(gōng)程師們通過本文的研究，可以對具有較強工(gōng)程應用價值的先進控制方法有一(yī)個全面的認識；同時，也向理論研究者們提出了航天器實際的工(gōng)程需求。

關鍵詞組：航天器控制；魯棒控制自适應控制；最優控制

Information schema constructs for defining warehouse databases of genotypes and phenotypes of system manifestation features

Shahab Pourtalebi, Imre Horváth

DOI: 10.1631/FITEE.1600997 Downloaded: 2695 Clicked: 6155 Cited: 1 Commented: 0(p.862-884) <Full Text> <PPT> 1834

Chinese summary <67> 用于定義系統表現特征的基因型與表型倉庫數據庫的信息圖式構造方法

概要：我(wǒ)們的長期目标是爲複雜(zá)、異構系統（如信息物(wù)理系統）的預實體(tǐ)化設計建立一(yī)個軟件工(gōng)具箱。該工(gōng)具箱的新穎性在于其利用了系統表現特征（system manifestation features, SMF）來進行跨學科的系統建模。實現該工(gōng)具箱的難點在于其倉庫的計算實現不依賴于功能設計和語言，和對于多種不斷演變的SMF（基因型、表型及實例）工(gōng)具的系統化的開(kāi)發和管理。因此，我(wǒ)們提出了一(yī)種基于信息模式構造（information schema construct, ISC）的方法用以構造相關聯的倉庫數據庫圖式以及前述的SMF。ISC從邏輯上将SMF的數據内容整合爲一(yī)組不同語義下(xià)的關系表。本文中(zhōng)我(wǒ)們給出了創建基因型和表型所必需的信息模式構造。這些信息模式構造提高了數據庫的開(kāi)發效率，并使數據之間的聯系透明化。下(xià)一(yī)步研究中(zhōng)我(wǒ)們将重點關注基于SMF實例的系統建模方法的實施細節。

關鍵詞組：信息物(wù)理系統；軟件工(gōng)具箱；預實體(tǐ)化設計；系統表現特征；倉庫；數據庫圖式；基因型系統表現特征；表型系統表現特征；實例系統表現特征；信息模式構造

Regular Papers

Autonomous fault-diagnosis and decision-making algorithm for determining faulty nodes in distributed wireless networks

Adel Khosravi, Yousef Seifi Kavian

DOI: 10.1631/FITEE.1500176 Downloaded: 2674 Clicked: 7197 Cited: 1 Commented: 0(p.885-896) <Full Text> <PPT> 1766

Chinese summary <33> 一(yī)種用于判斷分(fēn)布式網絡中(zhōng)故障節點的自主故障診斷及決策算法

概要：本文解決了具有任意易錯節點及健康接入點分(fēn)布式網絡（distributed wireless networks, DWNs）的故障診斷協定（fault-diagnosis agreement, FDA）問題。我(wǒ)們提出的新算法，可在故障樹(shù)成員(yuán)間對其中(zhōng)失效節點的認定達成一(yī)緻。該算法雖爲完全連接DWN設計，但易于适用部分(fēn)連接網絡。本文的貢獻在于通過在所有故障樹(shù)成員(yuán)中(zhōng)檢測同一(yī)失效單元列表，來減少拜占庭協議過程的比特複雜(zá)度，因而得以将惡意單元從其它相關進程中(zhōng)移除。同時，每個健康單元均對本地惡意單元列表進行檢測，從而減少了網絡中(zhōng)的包傳輸。本文提出的算法在2t+1個包傳輸輪次中(zhōng)解決了FDA問題，其單個無線節點的比特複雜(zá)度爲O(n^t+1)。

關鍵詞組：故障診斷；決策；拜占庭協議；分(fēn)布式無線網絡；一(yī)緻性

Two-level hierarchical feature learning for image classification

Guang-hui Song, Xiao-gang Jin, Gen-lang Chen, Yan Nie

DOI: 10.1631/FITEE.1500346 Downloaded: 2337 Clicked: 6831 Cited: 1 Commented: 0(p.897-906) <Full Text> <PPT> 1779

Chinese summary <33> 基于兩級層次特征學習的圖像分(fēn)類方法

概要：在圖像分(fēn)類任務中(zhōng)，不同類别之間的相似度是不同的，樣本經常被誤分(fēn)到相似度較高的類别中(zhōng)。爲了區分(fēn)高度相似類别中(zhōng)的樣本，需要更加具體(tǐ)的圖像特征，以便于分(fēn)類器能夠提高分(fēn)類性能。本文提出了一(yī)種新穎、有效的基于深度卷積神經網絡的兩級層次特征學習框架。首先，不同層次的深度特征抽取器使用遷移學習方法進行訓練。然後，從全部類别中(zhōng)抽取的通用特征和從高度相似類别中(zhōng)抽取的具體(tǐ)特征被融合成一(yī)個特征向量，并将其輸入線性分(fēn)類器進行分(fēn)類。最後，基于Caltech-256、Oxford Flower-102和Tasmania Coral Point Count三個圖像數據集的實驗證明，通過兩級層次特征學習的深度特征的表達能力十分(fēn)強大(dà)，與傳統的扁平多分(fēn)類方法相比，我(wǒ)們提出的方法能有效地提高分(fēn)類精度。

關鍵詞組：遷移學習；特征學習；深度卷積神經網絡；層次分(fēn)類；譜聚類

A dynamic signal coordination control method for urban arterial roads and its application

Guo-jiang Shen, Yong-yao Yang

DOI: 10.1631/FITEE.1500227 Downloaded: 2385 Clicked: 5757 Cited: 1 Commented: 0(p.907-918) <Full Text> <PPT> 1696

Chinese summary <32> 一(yī)種城市主幹道信号動态協調控制方法及其應用

概要：針對城市主幹道的交通流特征，提出了一(yī)種新的交通信号協調控制方法。其核心控制算法包括兩個模塊：控制子區劃分(fēn)模塊和信号協調控制模塊。本文首先分(fēn)析了相鄰交叉口的路段長度、路段交通密度以及交叉口信号配時參數對相鄰交叉口交通關聯度的影響，然後設計了基于分(fēn)層結構的相鄰交叉口交通關聯度的模糊計算方法和基于關聯度的主幹道控制子區劃分(fēn)方法。接着提出了一(yī)種控制子區協調控制算法，根據一(yī)段時間内交通流信息計算控制子區公共信号周期、路段上下(xià)行相位差和各路口的綠信比。實際應用表明該控制方法能有效降低主幹道交通流平均旅行時間和平均停車(chē)率，效果令人滿意。

關鍵詞組：城市主幹道；控制子區；協調控制；關聯度；模糊邏輯；智能交通

Attribute reduction in interval-valued information systems based on information entropies

Jian-hua Dai, Hu Hu, Guo-jie Zheng, Qing-hua Hu, Hui-feng Han, Hong Shi

DOI: 10.1631/FITEE.1500447 Downloaded: 2111 Clicked: 5430 Cited: 4 Commented: 0(p.919-928) <Full Text> <PPT> 1724

Chinese summary <36> 區間值信息系統中(zhōng)基于信息熵的屬性約簡

概要：區間值數據用來表示包含觀察值的不确定性。區間值信息系統的處理有助于拓展粗糙集理論的應用範疇。屬性約簡是區間值數據分(fēn)析的一(yī)個關鍵問題。現有針對傳統單值數據的方法不适用于區間值數據。目前，關注區間值數據約簡的研究還相對較少。本文從信息論的角度提出了一(yī)個區間值數據的屬性約簡框架，定義了區間值信息系統中(zhōng)的熵、條件熵以及聯合熵等概念，繼而構造了屬性約簡算法。實驗結果表明所構造的方法是有效的。

關鍵詞組：粗糙集理論；區間值數據；屬性約簡；熵

Physical layer security of underlay cognitive radio using maximal ratio combining

Hui Zhao, Dan-yang Wang, Chao-qing Tang, Ya-ping Liu, Gao-feng Pan, Ting-ting Li, Yun-fei Chen

DOI: 10.1631/FITEE.1500351 Downloaded: 2349 Clicked: 5909 Cited: 2 Commented: 0(p.929-937) <Full Text> <PPT> 1715

Chinese summary <34> 基于最大(dà)比合并的認知(zhī)無線電物(wù)理層保密性能分(fēn)析

概要：在瑞利衰落信道下(xià)，本文研究了認知(zhī)無線電網絡中(zhōng)最大(dà)比合并的保密中(zhōng)斷性能。在一(yī)個單輸入多輸出竊密系統中(zhōng)，本文考慮一(yī)個次級用戶向另一(yī)個裝備多根接收天線并且采用最大(dà)比合并提高其合并信噪比的次級用戶發送保密信息。與此同時，一(yī)個裝備多根接收天線也采用最大(dà)比合并的竊密者竊聽(tīng)這對合法次級用戶的信息。合法次級發送者采用Underlay策略與主用戶共享頻(pín)譜資(zī)源的同時亦不影響主用戶的通信質量。考慮上述的竊密環境，本文分(fēn)别得到了精确和近似保密中(zhōng)斷概率的閉式表達式。

關鍵詞組：認知(zhī)無線電網絡；最大(dà)比合并；保密中(zhōng)斷概率；單輸入多輸出

Spatial channel pairing based coherent combining for relay networks

Feng Shu, Xiao-hui Huang, Jin-song Hu, Ting-ting Liu, Ri-qing Chen, Xiao-hu You, Jun Li, Jin Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1500436 Downloaded: 2290 Clicked: 5591 Cited: 0 Commented: 0(p.938-945) <Full Text> <PPT> 1968

Chinese summary <31> 單中(zhōng)繼系統中(zhōng)基于空間信道配對和相幹合并的交替叠代結構

概要：在單中(zhōng)繼系統中(zhōng)，對于給定空間信道配對（spatial channel pairing, SCP）方案，可以推導出最佳相幹合并的閉式解；對于給定相幹合并方案，也可以得到SCP的近似解析解。由此，本文設計了一(yī)種基于SCP和相幹合并的交替叠代結構。仿真結果表明：相較于現有的最大(dà)比合并加匹配濾波，最大(dà)比合并加天線選擇以及分(fēn)布式空時碼算法，本文提出的交替叠代結構能夠提供更爲可觀的信噪比增益。

關鍵詞組：空間信道配對；相幹合并；交替叠代結構；誤符号率；分(fēn)布式空時碼

A digital moiré fringe method for displacement sensors

Jian Wu, Ting-ting Zhou, Bo Yuan, Li-qiang Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1500270 Downloaded: 2747 Clicked: 5592 Cited: 0 Commented: 0(p.946-953) <Full Text> <PPT> 1848

Chinese summary <29> 一(yī)種用于位移傳感器的數字莫爾方法

目的：在傳統莫爾條紋技術的基礎上，提出一(yī)種裝調方便、分(fēn)辨率可調節的位移測量技術。
創新點：僅使用一(yī)塊光栅，利用圖像處理技術生(shēng)成數字莫爾條紋，從而既具有傳統莫爾條紋技術的優點，又(yòu)方便裝調和系統分(fēn)辨率設置。
方法：首先，利用面陣探測器接收光栅的放(fàng)大(dà)像，并将圖像信号送入計算機中(zhōng)。然後，将光栅像與其鏡像像進行疊加産生(shēng)數字莫爾條紋，并對條紋信号進行積分(fēn)以得到數字莫爾曲線。最後，利用特殊設計算法估計條紋移動前後的相位差，并根據相位差計算位移量。本文根據所提出的方法構建了一(yī)套位移測量系統，對系統的穩定性、靈敏度和測量精度進行了測試。
結論：提出了一(yī)種基于數字莫爾條紋技術的位移測量方法，它既具有傳統莫爾條紋技術的位移放(fàng)大(dà)和誤差平均的優點，又(yòu)裝調方便且可靈活調節分(fēn)辨率。通過實驗驗證了該方法的可行性。

關鍵詞組：數字莫爾條紋；位移測量；光栅

A pipelined Reed-Solomon decoder based on a modified step-by-step algorithm

Xing-ru Peng, Wei Zhang, Yan-yan Liu

DOI: 10.1631/FITEE.1500303 Downloaded: 2218 Clicked: 5695 Cited: 0 Commented: 0(p.954-961) <Full Text> <PPT> 1588

Chinese summary <29> 一(yī)款基于改進的步進式譯碼算法的流水線架構RS碼譯碼器

摘要：基于改進的步進式譯碼算法，我(wǒ)們爲超寬帶系統設計了一(yī)款流水線架構的Reed-Solomon(RS)碼譯碼器。爲了減小(xiǎo)複雜(zá)度，改進的步進式譯碼算法将傳統步進式譯碼算法中(zhōng)冗餘的兩部分(fēn)進行了結合。此外(wài)，采用流水線架構，使得所設計的譯碼器以最小(xiǎo)時延獲得最大(dà)吞吐率。因此，對于RS（23,17）碼，我(wǒ)們所設計的譯碼器面積比ME（modified Euclidean）架構和pDCME（pipelined degree-computationless modified Euclidean）架構分(fēn)别減少了42.5%和24.4%。此外(wài)，與傳統步進式譯碼器相比，我(wǒ)們設計的譯碼器能減少11.3%的面積，且關鍵路徑延遲更低。

關鍵詞組：Reed-Solomon碼；步進式譯碼算法；超寬帶；流水線架構

Power-efficient dual-edge implicit pulse-triggered flip-flop with an embedded clock-gating scheme

Liang Geng , Ji-Zhong Shen , Cong-Yuan Xu

DOI: 10.1631/FITEE.1500293 Downloaded: 2641 Clicked: 5807 Cited: 0 Commented: 0(p.962-972) <Full Text> <PPT> 1829

Chinese summary <27> 采用内嵌時鍾控制技術的低功耗雙邊沿隐形脈沖觸發器

概要：本文提出了一(yī)種新穎的采用内嵌時鍾控制技術的雙邊沿隐形脈沖觸發器（dual-edge implicit pulse-triggered flip-flop with an embedded clock-gating scheme, DIFF-CGS），其在脈沖産生(shēng)模塊中(zhōng)采用了基于時鍾控制技術的傳輸門邏輯。該技術在輸入信号不變時關閉反相器鏈，抑制延遲的時鍾信号和鎖存器中(zhōng)的冗餘跳變，從而降低觸發器的功耗。基于SMIC 65 nm工(gōng)藝的後端仿真結果顯示，與相關文獻中(zhōng)的同類脈沖型觸發器相比，在輸入信号開(kāi)關轉換率爲10%時，本文提出的DIFF-CGS減少了41.39%–56.21%的功耗。此外(wài)，在隐形脈沖發生(shēng)模塊和靜态鎖存器中(zhōng)節點的全擺幅跳變特性提高了電路的魯棒性。所以，DIFF-CGS适用于信号轉換頻(pín)率較低的低功耗超大(dà)規模集成電路（very-large-scale integration, VLSI）中(zhōng)。

關鍵詞組：低功耗；觸發器；隐性；時鍾控制技術；雙邊沿