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

   Cover:  <176>
      
Contents:  <128>

<<<                         CONTENTS                         >>>

Review Paper

Review Paper: A comprehensive review of optical wireless power transfer technology

Syed Agha Hassnain MOHSAN, Haoze QIAN, Hussain AMJAD

DOI: 10.1631/FITEE.2100443 Downloaded: 4160 Clicked: 1832 Cited: 0 Commented: 0(p.767-800) <Full Text>   <PPT>  178

Chinese summary   <6>  光無線能量傳輸技術綜述

Syed Agha Hassnain MOHSAN1,Haoze QIAN2,Hussain AMJAD3
1浙江大(dà)學海洋學院光通信實驗室,中(zhōng)國舟山市,316021
2北(běi)京郵電大(dà)學電子工(gōng)程學院,中(zhōng)國北(běi)京市,100876
3浙江大(dà)學海洋學院衛星通信與網絡實驗室,中(zhōng)國舟山市,316021
摘要:近幾十年來,開(kāi)創性的光無線能量傳輸(OWPT)技術在學術界和業内專家中(zhōng)都得到廣泛關注。通過激光二極管(LDs)對操作設備或電池遠程供電有很多優點。遠程LDs可以消除額外(wài)攜帶電池的負擔,同時可以通過減少電池更換與充電的時間來節省任務時間。然而激光能量傳輸(LPT)除了具有吸引人的優點外(wài),因其傳輸效率低,仍然是一(yī)項具有挑戰性的任務。此篇綜述讨論了OWPT的必要性和可行性,并讨論了其工(gōng)作原理、系統設計和組件等。此外(wài),還表明了OWPT是爲物(wù)聯網(IoT)終端供電的必要部分(fēn),強調了動态OWPT的影響。本文概述了幾種OWPT技術,包括光波束賦形、分(fēn)布式激光充電(DLC)、自适應分(fēn)布式激光充電(ADLC)、同步無線信息與功率傳輸(SLIPT)、物(wù)對物(wù)(T2T)OWPT和高強度激光能量束(HILPB),還論述了OWPT系統的激光選擇、危害分(fēn)析和接收器太陽能電池的選擇。最後,讨論了一(yī)系列公開(kāi)挑戰和應對措施。我(wǒ)們相信,此篇綜述将有助于整合研究和消除技術不确定性,從而促進OWPT技術發展的進步和創新。

關鍵詞組:無線能量傳輸;光無線能量傳輸;分(fēn)布式激光充電;激光二極管;太陽能電池

Regular Papers

Regular Paper: Model division multiple access for semantic communications

Ping ZHANG, Xiaodong XU, Chen DONG, Kai NIU, Haotai LIANG, Zijian LIANG, Xiaoqi QIN, Mengying SUN, Hao CHEN, Nan MA, Wenjun XU, Guangyu WANG, Xiaofeng TAO

DOI: 10.1631/FITEE.2300196 Downloaded: 1256 Clicked: 752 Cited: 0 Commented: 0(p.801-812) <Full Text>   <PPT>  219

Chinese summary   <8>  面向語義通信的模分(fēn)多址技術

張平1,2,3,許曉東1,2,3,董辰1,牛凱1,2,梁灏泰1,梁子鍵1,秦曉琦1,孫夢穎1,陳昊2,馬楠1,2,許文俊1,王光宇1,陶小(xiǎo)峰2,4
1北(běi)京郵電大(dà)學網絡與交換技術國家重點實驗室,中(zhōng)國北(běi)京市,100876
2鵬城實驗室寬帶通信研究部,中(zhōng)國深圳市,518066
3中(zhōng)關村(cūn)泛聯移動通信技術創新應用研究院,中(zhōng)國北(běi)京市,100876
4北(běi)京郵電大(dà)學信息與通信工(gōng)程學院,中(zhōng)國北(běi)京市,100876
摘要:在多用戶系統中(zhōng),系統資(zī)源應分(fēn)配給不同用戶。在傳統通信系統中(zhōng),系統資(zī)源通常包括時間、頻(pín)率、空間和功率,因此廣泛使用諸如時分(fēn)多址(TDMA)、頻(pín)分(fēn)多址(FDMA)、空分(fēn)多址(SDMA)、碼分(fēn)多址(CDMA)、非正交多址(NOMA)之類多址技術。在被認爲是下(xià)一(yī)代通信系統新範式的語義通信中(zhōng),我(wǒ)們從語義角度,以基于模型的人工(gōng)智能方法,從信源中(zhōng)提取高維語義域特征,并針對信源和信道特征聯合構建模型信息空間。從模型信息空間中(zhōng)挖掘語義信息的共性化和個性化信息,提出一(yī)種新的基于語義域資(zī)源的多址技術,稱爲模分(fēn)多址(MDMA)。從信息論角度,證明模分(fēn)多址比傳統多址技術獲得更多性能提升。仿真結果表明,模分(fēn)多址比傳統多址技術節省更多帶寬資(zī)源,并且在低信噪比條件下(xià),在加性高斯白(bái)噪聲(AWGN)信道中(zhōng),相比非正交多址具有至少5 dB的性能優勢。

關鍵詞組:模分(fēn)多址(MDMA);語義通信;多址技術

Regular Paper: A joint image compression and encryption scheme based on a novel coupled map lattice system and DNA operations

Yuanyuan LI, Xiaoqing YOU, Jianquan LU, Jungang LOU

DOI: 10.1631/FITEE.2200645 Downloaded: 1695 Clicked: 880 Cited: 0 Commented: 0(p.813-827) <Full Text>   <PPT>  181

Chinese summary   <5>  一(yī)種基于新型耦合映像格子系統和DNA運算的圖像壓縮加密方案

李媛媛1,遊曉慶2,盧劍權3,樓俊鋼4,5
1南(nán)京林業大(dà)學理學院應用數學系,中(zhōng)國南(nán)京市,210037
2東南(nán)大(dà)學網絡空間安全學院,中(zhōng)國南(nán)京市,210096
3東南(nán)大(dà)學數學學院系統科學系,中(zhōng)國南(nán)京市,210096
4湖州師範學院長三角(湖州)智慧交通研究院,中(zhōng)國湖州市,313000
5浙江師範大(dà)學計算機科學與技術學院,中(zhōng)國金華市,321004
摘要:本文提出一(yī)種基于混合線性-非線性耦合邏輯映像格子(NMLNCML)系統和DNA運算的有效圖像加密方案。所提出的NMLNCML系統增強了系統的混沌特性,适用于圖像加密。該加密系統具有大(dà)量的密鑰空間;對密鑰的敏感性高;對選擇明文攻擊、統計學攻擊和差分(fēn)攻擊具有很強的抵抗能力;并且對一(yī)定程度的噪聲和數據丢失有很好的魯棒性。提出的圖像密碼系統采用置亂-壓縮-擴散的架構。首先,通過離(lí)散小(xiǎo)波變換将普通圖像變換爲稀疏系數矩陣,并對系數矩陣執行與明文相關的Arnold置亂。然後,采用半張量積(STP)壓縮感知(zhī)對系數矩陣進行壓縮和加密。最後,通過DNA随機編碼、DNA加法,和位XOR運算來擴散壓縮系數矩陣。NMLNCML系統用于在壓縮傳感的STP測量矩陣和DNA操作中(zhōng)的僞随機序列中(zhōng)生(shēng)成混沌元素。SHA-384函數用于産生(shēng)明文密鑰,從而使所提出的加密算法對原始圖像高度敏感。仿真結果和性能分(fēn)析驗證了該方案的安全性和有效性。

關鍵詞組:壓縮感知(zhī);耦合映像格子(CML);DNA運算;半張量積

Regular Paper: Underwater object detection by fusing features from different representations of sonar data

Fei WANG, Wanyu LI, Miao LIU, Jingchun ZHOU, Weishi ZHANG

DOI: 10.1631/FITEE.2200429 Downloaded: 864 Clicked: 1081 Cited: 0 Commented: 0(p.828-843) <Full Text>   <PPT>  197

Chinese summary   <6>  基于多表征聲呐數據特征融合的水下(xià)目标檢測方法

王非1,李婉玉1,劉淼2,周景春1,張維石1
1大(dà)連海事大(dà)學信息科學技術學院,中(zhōng)國大(dà)連市,116026
2大(dà)連海事大(dà)學交通運輸工(gōng)程學院,中(zhōng)國大(dà)連市,116026
摘要:現有水下(xià)目标檢測方法多基于物(wù)體(tǐ)的幾何形狀從聲呐數據中(zhōng)識别物(wù)體(tǐ),這些方法幾乎忽略數據采集和數據表征過程所産生(shēng)的形狀畸變問題。爲此,本文對聲呐數據的不同表示形式進行了對比分(fēn)析,在此基礎上,提出了一(yī)個特征融合框架,以充分(fēn)利用從極坐标圖像中(zhōng)提取的強度特征和從點雲表示形式中(zhōng)學習的幾何特征。該框架中(zhōng)設計了三種特征融合策略,以分(fēn)析特征融合對檢測器不同模塊的影響。同時,這些融合策略可以直接集成到其他檢測器中(zhōng),如YOLO系列。通過公開(kāi)水下(xià)實景聲呐數據集上的一(yī)系列對比實驗,驗證了所提框架和特征融合策略的有效性。實驗結果表明,所提特征融合方法對檢測器中(zhōng)候選區域模塊和分(fēn)類模塊的結果都有所增益。

關鍵詞組:水下(xià)目标檢測;聲呐數據表示形式;特征融合

Regular Paper: A multipath routing algorithm for satellite networksbased on service demand and traffic awareness

Ziyang XING, Hui QI, Xiaoqiang DI, Jinyao LIU, Rui XU, Jing CHEN, Ligang CONG

DOI: 10.1631/FITEE.2200507 Downloaded: 2534 Clicked: 695 Cited: 0 Commented: 0(p.844-858) <Full Text>   <PPT>  211

Chinese summary   <5>  一(yī)種基于業務需求與流量感知(zhī)的衛星網絡多路徑路由算法

邢紫陽1,2,祁晖1,2,底曉強1,2,3,劉晉堯1,2,許睿1,2,陳靜1,2,從立鋼1,2
1吉林省網絡與信息安全重點實驗室,中(zhōng)國長春市,130022
2長春理工(gōng)大(dà)學計算機科學技術學院,中(zhōng)國長春市,130022
3長春理工(gōng)大(dà)學信息化中(zhōng)心,中(zhōng)國長春市,130022
摘要:随着低軌衛星制造和發射成本的降低,以及其覆蓋範圍大(dà)、數據傳輸速率高等優點,低軌衛星已成爲空地網絡數據傳輸的重要組成部分(fēn)。但受地理位置及人們生(shēng)活習慣等因素影響,用戶對數據需求差異會造成網絡流量不均衡,可能導緻網絡擁塞進而影響數據傳輸。傳統衛星網絡獲取網絡信息收斂慢(màn),無法細粒度收集全局網絡信息,不利于計算最優路由。多業務請求無法滿足服務質量要求。本文将人工(gōng)智能技術應用于低軌衛星網絡,利用軟件定義網絡獲取全局網絡信息,感知(zhī)網絡流量,通過強化學習在線制定綜合決策,實時更新最優路由策略。仿真結果表明,所提強化學習算法有良好收斂性和較強泛化能力。與傳統路由相比,本文算法吞吐量提高了8%,且具有負載均衡性。

關鍵詞組:軟件定義網絡(SDN);快速用戶數據報協議互聯網連接(QUIC);強化學習;Sketch;多業務需求;衛星網絡

Regular Paper: A new focused crawler using an improved tabu search algorithm incorporating ontology and host information

Jingfa LIU, Zhen WANG, Guo ZHONG, Zhihe YANG

DOI: 10.1631/FITEE.2200315 Downloaded: 1182 Clicked: 1007 Cited: 0 Commented: 0(p.859-875) <Full Text>   <PPT>  191

Chinese summary   <6>  一(yī)種新的融合本體(tǐ)和主機信息的改進禁忌搜索算法的主題爬蟲方法

劉景發1,王震1,2,鍾國1,楊志(zhì)和1
1廣東外(wài)語外(wài)貿大(dà)學信息科學與技術學院,中(zhōng)國廣州市,510006
2中(zhōng)國聯通中(zhōng)南(nán)研究院,中(zhōng)國長沙市,410000

摘要:爲解決傳統主題爬蟲方法存在的主題描述不完整和重複爬取已訪問鏈接的問題,本文提出一(yī)種新的融合本體(tǐ)和主機信息的改進禁忌搜索算法的主題爬蟲方法(FCITS_OH)。該方法基于形式概念分(fēn)析(FCA)構建領域本體(tǐ),在語義和知(zhī)識層面描述主題。爲避免重複爬取已訪問的鏈接和擴大(dà)搜索範圍,提出一(yī)種改進的禁忌搜索(ITS)算法和記憶主機信息的策略。此外(wài),爲改進未訪問鏈接的主題相關性的評估方法,提出一(yī)種基于Web文本和鏈接結構的綜合優先度評估方法。以旅遊和暴雨災害爲主題的實驗結果表明,對于不同的性能指标,所提出的爬蟲方法優于文獻中(zhōng)其它主題爬蟲策略。

關鍵詞組:主題爬蟲;禁忌搜索算法;本體(tǐ);主機信息;優先度評估

Regular Paper: Visual-feature-assisted mobile robot localization in a long corridor environment

Gengyu GE, Yi ZHANG, Wei WANG, Lihe HU, Yang WANG, Qin JIANG

DOI: 10.1631/FITEE.2200208 Downloaded: 1215 Clicked: 1170 Cited: 0 Commented: 0(p.876-889) <Full Text>   <PPT>  246

Chinese summary   <6>  長走廊環境下(xià)視覺特征輔助的移動機器人定位研究

葛耿育1,3,張毅2,王維1,胡立鶴1,王洋1,蔣勤1
1重慶郵電大(dà)學計算機科學與技術學院,中(zhōng)國重慶市,400065
2重慶郵電大(dà)學先進制造工(gōng)程學院,中(zhōng)國重慶市,400065
3遵義師範學院信息工(gōng)程學院,中(zhōng)國遵義市,563006
摘要:定位在移動機器人導航系統中(zhōng)起着至關重要的作用,是自主移動的基本能力。在室内環境中(zhōng),當前主流的定位方案使用2D激光雷達,利用即時定位和建圖(SLAM)技術來構建占據栅格地圖;然後,基于已知(zhī)的地圖來定位。然而,此類方案僅在具有顯著幾何特征的區域有效。對于重複、對稱或類似結構的區域,例如長走廊,常規粒子過濾方法将失效。爲解決這一(yī)問題,本文提出一(yī)種從粗到細的模式,該模式使用視覺特征輔助長走廊中(zhōng)的移動機器人定位。首先,移動機器人被遠程控制,沿着中(zhōng)線從起始位置移動到終點。在移動過程中(zhōng),使用基于激光的SLAM方法建圖。同時,根據關鍵幀選擇策略創建關鍵幀圖像組成的視覺地圖。關鍵幀通過時間戳與機器人的姿勢相關聯。其次,基于提取的激光掃描距離(lí)特征,提出一(yī)種移動策略,确定初始粗略位置。這對于移動機器人來說至關重要,因爲它給出了機器人需要移動到哪裏才能調整姿勢的指令。然後,移動機器人根據移動策略以适當的視角捕捉圖像,并将其與圖像地圖進行匹配,以獲得粗略的定位。最後,提出一(yī)種改進的粒子濾波方法來實現精細定位。實驗結果表明,該方法對全局定位是有效和魯棒的。定位成功率達98.8%,平均移動距離(lí)僅0.31米。此外(wài),當移動機器人被綁架到走廊中(zhōng)的另一(yī)個位置時,該方法依然有效。

關鍵詞組:移動機器人;定位;即時定位和建圖(SLAM);走廊環境;粒子濾波;視覺特征

Regular Paper: A collaborative assembly for low-voltage electrical apparatuses

Huanpei LYU, Libin ZHANG, Dapeng TAN, Fang XU

DOI: 10.1631/FITEE.2100423 Downloaded: 1512 Clicked: 1343 Cited: 0 Commented: 0(p.890-905) <Full Text>   <PPT>  163

Chinese summary   <6>  面向低壓電器的協同裝配方法

呂煥培1,2,張立彬1,譚大(dà)鵬1,胥芳1
1浙江工(gōng)業大(dà)學機械工(gōng)程學院,中(zhōng)國杭州市,310014
2甯波财經學院數字技術與工(gōng)程學院,中(zhōng)國甯波市,315175
摘要:低壓電器設備由較多零部件組成,結構較爲複雜(zá),其現有裝配方法多是剛性、勞動密集和低平衡的裝配工(gōng)藝過程,不能随裝配環境變化迅速改變。本文提出一(yī)種面向低壓電器的協同裝配方法。首先,根據協同裝配的性能要求,構建着色Petri網模型,以分(fēn)析協同裝配中(zhōng)各機器人的自治性能和交互特性。其次,在裝配控制中(zhōng)提出一(yī)種基于規劃的人工(gōng)勢場算法(artificial potential fieldbased planning algorithm, AFPA),以實現低壓電器設備協同裝配中(zhōng)機器人靜态全局規劃和動态交互控制,并引入自适應量子遺傳算法(adaptive quantum genetic algorithm, AQGA)對整個裝配過程進行平衡優化。最後,以帶漏電保護裝置的二相斷路器爲例,對協同裝配方法進行模拟分(fēn)析。結果表明,低壓電器裝配中(zhōng),協同裝配方法具有較好的成本效益和柔性,同時裝配資(zī)源得到較好分(fēn)配。裝配機器人能夠相互間動态交互以适應低壓電器設備裝配中(zhōng)的變化。

關鍵詞組:低壓電器;協同裝配;基于規劃的人工(gōng)勢場;自适應量子遺傳算法;動态交互

Regular Paper: Controllability of Boolean control networks with multiple time delays in both states and controls

Yifeng LI, Lan WANG

DOI: 10.1631/FITEE.2200618 Downloaded: 796 Clicked: 737 Cited: 0 Commented: 0(p.906-915) <Full Text>   <PPT>  193

Chinese summary   <5>  狀态和控制均具有多時滞的布爾控制網絡可控性

李一(yī)峰1,王蘭2
1重慶師範大(dà)學重慶國家應用數學中(zhōng)心,中(zhōng)國重慶市,401331
2南(nán)京師範大(dà)學數學科學學院數學系,中(zhōng)國南(nán)京市,210023
摘要:本文研究狀态和控制均具有多時滞的布爾控制網絡可控性問題。首先,考慮控制具有多時滞的布爾控制網絡可控性問題。對于該問題,本文通過定義一(yī)個新的矩陣乘積構建系統的可控性矩陣,基于該矩陣,得到一(yī)個系統可控的充分(fēn)必要條件。其次,研究狀态具有多時滞的布爾控制網絡可控性問題,提出一(yī)個狀态具有多時滞的布爾控制網絡可控的充分(fēn)必要條件。然後,提出一(yī)個狀态和控制均具有多時滞的布爾控制網絡可控性矩陣,利用該矩陣,提供一(yī)個簡潔的可控性條件。最後,給出2個例子說明得到的理論結果。

關鍵詞組:布爾控制網絡;矩陣半張量積;能控性;時滞

Regular Paper: Ka-band broadband filtering packaging antenna based on through-glass vias (TGVs)

Zhen FANG, Jihua ZHANG, Libin GAO, Hongwei CHEN, Wenlei LI, Tianpeng LIANG, Xudong CAI, Xingzhou CAI, Weicong JIA, Huan GUO, Yong LI

DOI: 10.1631/FITEE.2200573 Downloaded: 1760 Clicked: 1193 Cited: 0 Commented: 0(p.916-926) <Full Text>   <PPT>  174

Chinese summary   <5>  基于玻璃通孔的Ka波段寬帶濾波封裝天線

方針1,2,張繼華1,2,3,高莉彬1,2,陳宏偉1,2,李文磊1,2
梁天鵬1,2,蔡旭東1,2,蔡星周3,賈惟聰3,郭歡3,李勇3
1電子科技大(dà)學集成電路科學與工(gōng)程學院,中(zhōng)國成都市,610054
2電子科技大(dà)學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室,中(zhōng)國成都市,610054
3成都邁科科技有限公司,中(zhōng)國成都市,611731
摘要:以玻璃封裝材料和玻璃通孔技術爲基礎,提出一(yī)種新的Ka波段(33 GHz)濾波封裝天線(FPA),該天線具有寬頻(pín)帶和高濾波響應特點。與傳統封裝材料(印刷電路闆、低溫共燒陶瓷、矽等)相比,玻璃通孔更适合小(xiǎo)型化技術(毫米波三維封裝器件),具有優越的微波性能。玻璃基闆通過鍵合技術可實現三維高密度互聯,其熱膨脹系數與矽相當。此外(wài),玻璃基闆的堆疊實現了高密度互連,并與微電子技術兼容。該天線輻射貼片由貼片天線和反射系數幾乎互補的帶通濾波器(BPF)組成。BPF單元有3對λg/4槽(缺陷微帶結構)和兩對λg/2U形縫隙(缺陷地結構)。該天線實現了大(dà)帶寬和高輻射效率,這可能與玻璃基闆的疊加和玻璃通孔饋電有關。此外(wài),引入4個輻射零值可有效提高阻帶内的抑制水平。爲驗證所提設計性能,對33 GHz寬帶濾波天線進行優化、調試和測量。天線的工(gōng)作帶寬爲29.4–36.4 GHz (|S11|<−10 dB),阻抗匹配帶寬高達21.2%,阻帶抑制水平大(dà)于16.5 dB。該天線實際增益爲∼6.5 dBi,輻射效率爲∼89%。

關鍵詞組:濾波封裝天線;玻璃通孔;三維封裝器件;激光鍵合

Regular Paper: Wideband circular-polarized transmitarray for generating a high-purity vortex beam

Liangjie QIU, Xiuping LI, Zihang QI, Wenyu ZHAO, Yuhan HUANG

DOI: 10.1631/FITEE.2200539 Downloaded: 2108 Clicked: 799 Cited: 0 Commented: 0(p.927-934) <Full Text>   <PPT>  172

Chinese summary   <6>  用以産生(shēng)高純度渦旋波束的寬帶圓極化透射陣

邱靓婕1,2,3,4,李秀萍1,2,3,4,齊紫航1,2,3,4,趙文禹1,2,3,4,黃雨菡5
1信息光子學與光通信國家重點實驗室,中(zhōng)國北(běi)京市,100876
2泛網無線通信教育部重點實驗室,中(zhōng)國北(běi)京市,100876
3安全生(shēng)産智能監控北(běi)京市重點實驗室,中(zhōng)國北(běi)京市,100876
4北(běi)京郵電大(dà)學電子工(gōng)程學院,中(zhōng)國北(běi)京市,100876
5北(běi)京空間飛行器總體(tǐ)設計部,中(zhōng)國北(běi)京市,100094
摘要:本文提出一(yī)款在Ka波段産生(shēng)高純度渦旋波束的寬帶圓極化透射陣。爲簡化設計,所提出的透射單元由兩個相同的組合構成,并用空氣層将其隔開(kāi)。亞波長結構以及雙諧振特性确保了透射單元在28.4%的1-dB透射帶寬内具有穩定的相移能力。基于此,加工(gōng)測試了一(yī)款由喇叭天線饋電的方形口徑透射陣。得益于蜂窩狀布陣方式,所設計的透射陣可在28.5 GHz到38 GHz的寬帶範圍中(zhōng)輻射l=−1且模态純度高于0.93的渦旋波束。測試的峰值增益爲22.3 dBic,3-dB軸比帶寬爲27.6%。測試結果表明,本文提出的透射陣有潛力應用于高容量無線通信和高質量雷達成像方面。

關鍵詞組:軌道角動量;渦旋波束;透射陣;寬帶;高純度

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