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

2019 Vol.20 No.9 P.1165-1306

<<< CONTENTS >>>

Special Feature on Virtual Reality (Guest Editor: Qin-ping ZHAO)

Modeling yarn-level geometry from a single micro-image

Hong-yu Wu, Xiao-wu Chen, Chen-xu Zhang, Bin Zhou, Qin-ping Zhao

DOI: 10.1631/FITEE.1800693 Downloaded: 2403 Clicked: 4956 Cited: 0 Commented: 0(p.1165-1174) <Full Text> <PPT> 1477

Chinese summary <25> 基于單幅微距圖像的布料絲線結構建模

摘要：真實世界的布料具有不同的微觀絲線結構，導緻不同布料具有各種各樣外(wài)觀。布料真實感繪制在影視制作、電子商(shāng)務等領域具有重要應用價值。爲獲取布料微觀絲線幾何信息，傳統方法需要微米CT掃描儀等昂貴複雜(zá)設備，并且采集過程費(fèi)時費(fèi)力，難以普及。爲降低布料絲線獲取複雜(zá)度，本文提出一(yī)種基于單幅微距圖像的絲線獲取與建模方法，僅需裝有微距鏡頭的普通消費(fèi)級相機拍攝的微距圖像。該方法首先通過單幅微距圖像的明暗信息獲得絲線的大(dà)尺度幾何；然後，通過絲線追蹤算法獲得絲線上的纖維細節；最後将這兩者結合，得到布料絲線的微觀尺度幾何。實驗結果表明，本方法能夠高效獲取各種類型布料絲線幾何。

關鍵詞組：單幅微距圖像；絲線三維幾何；布料外(wài)觀

Wheat ear growth modeling based on a polygon

Jun-xiao Xue, Chen-yang Sun, Jun-jin Cheng, Ming-liang Xu, Ya-fei Li, Shui Yu

DOI: 10.1631/FITEE.1800702 Downloaded: 1860 Clicked: 4702 Cited: 0 Commented: 0(p.1175-1184) <Full Text> <PPT> 1587

Chinese summary <22> 基于多邊形的麥穗生(shēng)長建模

摘要：采用作物(wù)建模技術構建小(xiǎo)麥仿真模型，對監測小(xiǎo)麥生(shēng)長、分(fēn)析小(xiǎo)麥生(shēng)長态勢等工(gōng)作有重要意義和價值。針對小(xiǎo)麥麥穗的生(shēng)長過程建模問題，提出一(yī)種基于多邊形的麥穗生(shēng)長建模方法。該方法包括麥穗的多邊形建模和生(shēng)長過程插值。首先将麥穗的外(wài)稃和内稃表示成可編輯的多邊形模型，然後利用球形插值和線性插值建立麥穗的生(shēng)長過程模型。所設計的球形插值對麥穗中(zhōng)麥粒生(shēng)長過程中(zhōng)的角度變化進行建模，線性插值對麥穗中(zhōng)麥粒生(shēng)長過程中(zhōng)的大(dà)小(xiǎo)變化進行建模。數值仿真結果表明，該方法可建立高效的麥穗生(shēng)長模型。

關鍵詞組：視覺檢測；虛拟作物(wù)；三維建模

Special Feature on Future Network (Guest Editor: Tao HUANG)

Review: Future Internet: trends and challenges

Jiao Zhang, Tao Huang, Shuo Wang, Yun-jie Liu

DOI: 10.1631/FITEE.1800445 Downloaded: 1943 Clicked: 5296 Cited: 0 Commented: 0(p.1185-1194) <Full Text> <PPT> 1496

Chinese summary <25> 未來網絡發展趨勢和挑戰

摘要：随着雲計算、物(wù)聯網和工(gōng)業互聯網等多種業務的發展，傳統互聯網面臨諸多挑戰。未來網絡需要解決這些挑戰以提高網絡可擴展性、安全性、移動性以及服務質量。本文調研了最近提出的新型網絡架構以及滿足網絡新需求的新興技術，介紹了這些網絡體(tǐ)系結構和新技術的一(yī)些應用案例，提出結合當前網絡優勢的新型網絡體(tǐ)系架構--服務定制網絡，并讨論了未來互聯網的一(yī)些開(kāi)放(fàng)性挑戰和機遇。希望本工(gōng)作能夠幫助讀者快速了解當前相關研究中(zhōng)存在的問題和挑戰，爲未來網絡研究提供指導。

關鍵詞組：未來網絡；網絡體(tǐ)系架構；服務定制網絡

Discovery method for distributed denial-of-service attack behavior in SDNs using a feature-pattern graph model

Ya Xiao, Zhi-jie Fan, Amiya Nayak, Cheng-xiang Tan

DOI: 10.1631/FITEE.1800436 Downloaded: 1999 Clicked: 5747 Cited: 0 Commented: 0(p.1195-1208) <Full Text> <PPT> 1484

Chinese summary <22> 基于特征-模式圖的SDN下(xià)分(fēn)布式拒絕服務攻擊發現方法

摘要：由于軟件定義網絡（software-defined networks, SDN）的開(kāi)方式結構，軟件定義網絡環境下(xià)的安全威脅已成爲一(yī)個重要問題。在所有威脅中(zhōng)，分(fēn)布式拒絕服務攻擊（distribute ddenial-of-service, DDoS）對網絡具有巨大(dà)影響。本文提出一(yī)種基于特征-模式圖模型的方法來發現軟件定義網絡環境下(xià)的DDoS攻擊行爲。所提出的特征-模式圖采用網絡模式作爲節點，将其相似度作爲加權邊。該圖模型可同時表示網絡包的頭信息和各網絡模式之間的關系信息。節點之間的相似度由度量學習和馬氏距離(lí)表示。所提方法可以基于圖的鄰近分(fēn)類模型發現DDoS攻擊，并具有自動發現未知(zhī)攻擊的能力且可通過全局或局部插入新節點的方式擴展已有圖結構。兩個數據集上的實驗證明了所提方法在攻擊行爲檢測和圖更新任務上的可行性，并證明了本文基于圖的模型在DDoS攻擊檢測上優于對比模型。

關鍵詞組：軟件定義網絡；分(fēn)布式拒絕服務攻擊；行爲檢測；距離(lí)度量學習；特征-模式圖

Cost-effective resource segmentation in hierarchical mobile edge clouds

Ming-shuang Jin, Shuai Gao, Hong-bin Luo, Hong-ke Zhang

DOI: 10.1631/FITEE.1800203 Downloaded: 1911 Clicked: 5174 Cited: 0 Commented: 0(p.1209-1220) <Full Text> <PPT> 1443

Chinese summary <22> 分(fēn)級移動邊緣雲中(zhōng)節省開(kāi)銷的資(zī)源分(fēn)配

摘要：5G網絡的雲化使第三方服務提供商(shāng)能夠在網絡邊緣部署服務（例如，邊緣緩存與邊緣計算）。已有工(gōng)作都是站在特定服務提供商(shāng)角度，以最大(dà)化其收益爲目标來研究服務策略（如，内容緩存策略與虛拟CPU分(fēn)配策略）。然而，尚未有相關工(gōng)作從網絡運營商(shāng)角度，在滿足第三方服務提供商(shāng)部署需求基礎上進行合理、有效的資(zī)源分(fēn)配。本文針對該問題建立了優化模型，目标是最小(xiǎo)化所有服務提供商(shāng)的部署開(kāi)銷。爲描述服務提供商(shāng)的部署需求，将所有應用分(fēn)爲兩類，即計算密集型應用和存儲密集型應用，并将這兩類應用的需求作爲優化問題的輸入參數。由于建立的數學模型是非凸優化且是NP難問題，設計了基于精英保留策略的遺傳算法來求得最優解。通過仿真驗證了所設計算法的可行性和有效性。

關鍵詞組：邊緣雲；邊緣計算；邊緣緩存；資(zī)源分(fēn)配；虛拟機分(fēn)配

Regular Papers

Fuzzy impedance control of an electro-hydraulic actuator with an extended disturbance observer

Ming-jie Li, Jian-hua Wei, Jin-hui Fang, Wen-zhuo Shi, Kai Guo

DOI: 10.1631/FITEE.1800155 Downloaded: 2144 Clicked: 4971 Cited: 0 Commented: 0(p.1221-1233) <Full Text> <PPT> 1638

Chinese summary <19> 基于擴展幹擾觀測器的電液執行器的模糊阻抗控制

摘要：在本文中(zhōng)，我(wǒ)們同時處理遭受外(wài)幹擾及參數不确定影響的單出杆電液執行器的速度控制和力控制。在某些應用中(zhōng)，速度控制和力控制兩者都有要求。阻抗控制和擴展幹擾觀測器的結合可以解決該問題。阻抗控制可調節執行器的速度和輸出力之間的動态關系，有助于執行器與作用環境或者工(gōng)件間避免沖擊和保持合适的接觸力。阻抗規則參數可由模糊算法調節。擴展幹擾觀測器被用于補償外(wài)部幹擾和參數不确定性，實現精确的速度跟蹤。爲擴展幹擾器的開(kāi)發，提出精确的負載力動力學模型。分(fēn)析了系統穩定性。實驗數據表明所提控制算法具有高精度速度跟蹤性能，同時具有良好的力調節能力，在工(gōng)程機械和裝配中(zhōng)具有較大(dà)應用前景。

關鍵詞組：模糊控制；阻抗控制；幹擾觀測器；參數不确定性；電液執行器

A non-group parallel frequent pattern mining algorithm based on conditional patterns

Zhe-jun Kuang, Hang Zhou, Dong-dai Zhou, Jin-peng Zhou, Kun Yang

DOI: 10.1631/FITEE.1800467 Downloaded: 2312 Clicked: 5583 Cited: 0 Commented: 0(p.1234-1245) <Full Text> <PPT> 1654

Chinese summary <19> 基于條件模式的一(yī)種無分(fēn)組并行頻(pín)繁模式挖掘算法

摘要：頻(pín)繁項集挖掘是關聯規則挖掘的主要方法。由于計算空間和性能限制，特别是當數據集劇增時，挖掘頻(pín)繁項的關聯需要大(dà)量時間和資(zī)源。在大(dà)數據環境下(xià)的關聯數據挖掘過程中(zhōng)，通常采用MapReduce模型進行任務劃分(fēn)及并行處理，從而提高算法執行效率。爲确保關聯規則在任務劃分(fēn)和并行處理期間不被破壞，需要将内部關系數據存儲在計算機空間中(zhōng)。與原始數據集相比，存儲冗餘的内部關系數據将顯著增加空間的使用。研究發現，頻(pín)繁模式挖掘算法的形成主要依賴于條件模式基。基于并行頻(pín)繁模式（PFP）算法理論，本文提出一(yī)種無分(fēn)組的PFP（NG-PFP）挖掘算法。該算法取消了分(fēn)組模式，減少了子任務之間的數據冗餘。實驗結果表明，無分(fēn)組模型在計算效率和空間利用率方面都有顯著提高。

關鍵詞組：頻(pín)繁模式挖掘；并行算法；條件模式基；MapReduce；大(dà)數據

Cohort-based personalized query auto-completion

Dan-yang Jiang, Hong-hui Chen

DOI: 10.1631/FITEE.1800010 Downloaded: 1865 Clicked: 4531 Cited: 0 Commented: 0(p.1246-1258) <Full Text> <PPT> 1376

Chinese summary <19> 基于同類用戶的個性化查詢詞自動推薦方法

摘要：查詢詞自動推薦（query auto-completion，QAC）通過預測查詢詞前綴對應的完整補全查詢詞幫助用戶構造查詢詞。大(dà)多互聯網搜索引擎利用用戶的行爲信息爲用戶提供個性化的查詢詞自動推薦列表。爲提高推薦成功率，個性化的QAC方法需獲取大(dà)量關于用戶搜索興趣和搜索意圖的上下(xià)文信息。因此，這些方法通常受制于用戶數據的稀疏性問題。本文提出利用同類用戶的搜索記錄解決用戶數據的稀疏性問題，并提升個性化QAC方法的推薦性能。首先，通過主題模型得到用戶的主題興趣，建立每個用戶的興趣肖像，然後将興趣肖像相似的用戶聚集起來建立同類用戶群。由于傳統主題模型不能自動識别同類用戶，提出兩個同類用戶主題模型，将主題建模與同類用戶識别包含在同一(yī)個模型框架内。根據不同的同類用戶識别方法，提供4個不同的基于同類用戶的個性化QAC方法。所提個性化QAC方法通過同類用戶的上下(xià)文信息和查詢詞的頻(pín)率對補全的查詢詞排序。在公開(kāi)的AOL查詢詞數據集上進行大(dà)量實驗，并與不采用同類用戶上下(xià)文信息的方法進行排序性能對比。實驗結果顯示，本文提出的基于同類用戶的個性化QAC方法能有效解決用戶數據稀疏性問題，并且相對于基準方法能大(dà)幅提升排序結果準确性。

關鍵詞組：查詢詞自動推薦；基于同類用戶的信息檢索；主題模型

Semidefinite relaxation aided noncoherent detection in two-way relay transmission

Chan-fei Wang, Ji-ai He, Wei-fang Wang, Ya-mei Xu

DOI: 10.1631/FITEE.1800096 Downloaded: 1595 Clicked: 4721 Cited: 0 Commented: 0(p.1259-1265) <Full Text> <PPT> 1256

Chinese summary <20> 雙向中(zhōng)繼傳輸中(zhōng)基于半定松弛的非相幹檢測

摘要：提出一(yī)種雙向中(zhōng)繼傳輸廣播階段高性能非相幹傳輸方案，即不需要信道估計的多符号差分(fēn)檢測算法。在下(xià)行階段首次引入基于廣義似然比檢驗的多符号差分(fēn)檢測（GLRT-MSDD）。進一(yī)步轉換GLRT-MSDD，得到基于半定松弛的多符号差分(fēn)檢測（SDR-MSDD），此轉化過程降低了算法實現的複雜(zá)度。性能分(fēn)析和仿真結果表明，在雙向中(zhōng)繼傳輸中(zhōng)，所提SDR-MSDD方法以合理複雜(zá)度得到接近于GLRT-MSDD方法的誤碼性能。

關鍵詞組：多符号差分(fēn)檢測；廣義似然比檢驗；半定松弛；雙向中(zhōng)繼傳輸

Multi-level cross-layer protocol for end-to-end delay provisioning in wireless multimedia sensor networks

Hossein Hadadian Nejad Yousefi, Yousef Seifi Kavian, Alimorad Mahmoudi

DOI: 10.1631/FITEE.1700855 Downloaded: 1787 Clicked: 6181 Cited: 0 Commented: 0(p.1266-1276) <Full Text>

Chinese summary <20> 無線多媒體(tǐ)傳感器網絡中(zhōng)端對端時延資(zī)源調配的多層次跨層協議

摘要：近年來信息和通信技術的訊速發展讓無線多媒體(tǐ)傳感器網絡（WMSNs）面臨重要挑戰。在傳感器網絡多媒體(tǐ)應用中(zhōng)，端對端時延和可靠性是關鍵問題。本文提出一(yī)種新的跨層方法，使得網絡端對端時延可以确保理想的數據包分(fēn)組傳送率（PDR），此處PDR被用來度量網絡可靠性。在提出的多層次跨層（MLCL）協議中(zhōng)，利用遠離(lí)接收器的躍點數設置每個節點級别。數據包通過以該級别設置的到接收器的最小(xiǎo)越點數路徑發送。該協議利用網絡和多址接入協議（MAC）層之間跨層特性估計最小(xiǎo)時延，在該時延下(xià)節點能夠将數據包傳送給接收器。當節點想要發送一(yī)個數據包時，MLCL協議會将最小(xiǎo)時延與數據包存活時間（TTL）作比較。如果該數據包存活時間大(dà)于最小(xiǎo)時延，節點通過最小(xiǎo)時延路徑發送數據包。否則，由于節點不能在TTL内将數據包發送至接收器而丢棄數據包。該數據包的丢棄能夠提高網絡性能，因爲節點能夠發送有用數據包以取代無用數據包。結果表明，與當前最先進協議相比，所提協議在端對端時延和可靠性方面表現出優越性能。

關鍵詞組：無線多媒體(tǐ)傳感器網絡；跨層；存活時間；端對端時延；服務質量

NIG-AP: a new method for automated penetration testing

Tian-yang Zhou, Yi-chao Zang, Jun-hu Zhu, Qing-xian Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1800532 Downloaded: 2541 Clicked: 4608 Cited: 0 Commented: 0(p.1277-1288) <Full Text> <PPT> 1347

Chinese summary <19> NIG-AP：一(yī)種自動化滲透測試新方法

摘要：滲透測試在發現網絡脆弱性與評估網絡安全狀态方面發揮着重要作用。但是，滲透測試過程隻能由安全專家進行，造成了大(dà)量時間、人力開(kāi)銷。自動化滲透測試爲解決該問題提供了思路，其中(zhōng)最爲關鍵的是攻擊規劃。不少學者對攻擊路徑發現進行了大(dà)量深入研究，但是大(dà)都基于完備的網絡拓撲信息，這與實際滲透測試情況不符。爲了從攻擊者視角發現網絡中(zhōng)存在的所有攻擊路徑，提出一(yī)種基于網絡信息增益的攻擊規劃算法（NIG-AP），該算法将滲透測試過程形式化爲馬爾科夫決策過程，并利用網絡信息構建回報函數，并指導代理從入侵者角度發現隐藏的攻擊路徑，選擇最佳響應操作。實驗結果表明本文提出的算法能夠有效提高攻擊路徑發現效率。

關鍵詞組：滲透測試；強化學習；經典規劃；部分(fēn)觀測的馬爾科夫決策過程

Bistable electrowetting device with non-planar designed controlling electrodes for display applications

Han Zhang, Xue-lei Liang

DOI: 10.1631/FITEE.1800167 Downloaded: 1709 Clicked: 4720 Cited: 0 Commented: 0(p.1289-1295) <Full Text> <PPT> 1287

Chinese summary <21> 非平面電極雙穩态電潤濕顯示器件研究

摘要：雙穩态電潤濕顯示器僅在狀态切換時耗能，在狀态穩定時無耗能，是一(yī)種非常有潛力的低能耗電子紙(zhǐ)顯示技術。本文設計和實現了通過常規光刻工(gōng)藝制備一(yī)種非平面電極結構的雙穩态電潤濕器件。該器件不僅具備視頻(pín)響應速度，而且有潛力實現可控的像素灰階。與現有平面電極結構雙穩态電潤濕器件相比，該新型電極結構可實現更低驅動電壓和更高對比度。

關鍵詞組：雙穩态電潤濕；非平面；控制電極；低電壓；高對比度

Performance analysis of the stop-and-wait automatic repeat request protocol under Markovian interruptions

Dashdondov Khongorzul, Yong-Ki Kim, Mi-Hye Kim

DOI: 10.1631/FITEE.1700185 Downloaded: 2217 Clicked: 5408 Cited: 0 Commented: 0(p.1296-1306) <Full Text> <PPT> 1332

Chinese summary <21> 馬爾可夫中(zhōng)斷下(xià)停止等待自動重傳請求協議的性能分(fēn)析

摘要：讨論了一(yī)種使用停止等待自動重傳請求協議的語音數據集成分(fēn)組多路複用器的性能。假設輸入數據流量經泊松過程呈指數增長，且各數據包在單時隙中(zhōng)傳輸。同時，假設僅存在單一(yī)語音信号，其比數據包有更高優先級，且其流量通過開(kāi)關馬爾可夫過程給出。一(yī)旦語音信号被激活，則占用輸出鏈路，阻塞數據包。引入緩沖器占用概念簡化分(fēn)析，并發現當中(zhōng)斷信号通過馬爾可夫過程給出時，使用停止等待自動重傳請求協議的數據多路複用器表現出排隊延遲和緩沖行爲。仿真結果驗證了分(fēn)析結果的有效性。

關鍵詞組：自動重傳請求協議；馬爾可夫中(zhōng)斷；泊松分(fēn)布；緩沖器占用；等待時間