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).

Journal of Zhejiang University SCIENCE C

ISSN 1869-1951(Print), 1869-196x(Online), Monthly

2014 Vol.15 No.6 P.401-488

<<< CONTENTS >>>

Computer & Automation

Comparison of selected algorithms for scheduling workflow applications with dynamically changing service availability

Paweł Czarnul

DOI: 10.1631/jzus.C1300270 Downloaded: 2767 Clicked: 5910 Cited: 0 Commented: 0(p.401-422) <Full Text> <PPT> 1832

Chinese summary <43> 具有动态变化服务可用性的工作流应用程序调度算法比较

研究目的：在服务可用性和相关参数可变的环境中，选取合适的工作流应用程序调度算法，在预算范围内，尽可能降低工作流的执行时间。根据不同算法的比较，提出一个在具有动态变化服务可用性的环境中获取最优调度方案的模型。
研究方法：在服务可用性和其他服务质量参数动态变化的环境中，比较不同调度算法--包括整数线性规划算法（ILP）、启发式整数线性规划算法（ILPHEU）、分治算法（DaC）、遗传算法（GA）以及收益算法（GAIN）--在不同条件下的性能和成本（图6-图23），得出相应条件下各算法的性能排序（图24），并在实际环境（BeesyCluster）中测试。
重要结论：得出不同算法的执行时间（表5）和优缺点（表6）以及处理不同尺度问题时的性能排序--（1）对于小工作流（如6个节点），性能排序（由高至低）：ILP>DaC>GAIN>GA；（2）对于中等工作流（如40个节点），性能排序：ILPHEU>GAIN>DaC>GA；（3）对于大工作流（如100多个节点、几百项服务），性能排序：ILPHEU>DaC>GAIN>GA。

关键词组：工作流应用程序动态调度；工作流管理环境；调度算法

Dynamic task scheduling modeling in unstructured heterogeneous multiprocessor systems

Hamid Tabatabaee, Mohammad Reza Akbarzadeh-T, Naser Pariz

DOI: 10.1631/jzus.C1300204 Downloaded: 3778 Clicked: 9031 Cited: 1 Commented: 0(p.423-434) <Full Text> <PPT> 1974

Chinese summary <39> 非结构化异构多处理器系统中的动态任务调度建模

研究目的：针对时变异构多处理器系统中关联任务调度提出一种算法。
方法提亮：该算法允许计算能力和处理器之间的连接随时间变化，考虑了链路竞争问题。引入线性切换状态空间建模范式，从系统工程学角度实现理论分析。理论分析显示了该模型在处理能力变化和连接失效情况下的鲁棒性。运用模糊决策程序处理多处理器系统中的变化。
重要结论：几个随机实验以及与近期提出的基准点分析法的比较，说明了所提算法的有效性。实验结果显示，使用此算法可以平均节省18%完工时间，且在系统规模较大时节省比例更高。

关键词组：动态任务调度；模糊逻辑；遗传算法；非结构化环境；线性切换状态空间

Performance study of selective encryption in comparison to full encryption for still visual images

Osama A. Khashan, Abdullah M. Zin, Elankovan A. Sundararajan

DOI: 10.1631/jzus.C1300262 Downloaded: 3462 Clicked: 8302 Cited: 6 Commented: 0(p.435-444) <Full Text> <PPT> 1860

Chinese summary <37> 静态视觉图像全加密与选择加密性能比较研究

研究目的：安全图像的广泛使用，使得数字图像安全防护成为信息安全领域的一个重要关注点。图像加密是保障机密、保护隐私最为有效的方法。然而，数字图像的大尺寸和复杂结构，使得图像全加密耗费巨大计算量和处理时间，不利于其在实时系统中频繁使用。因此，许多近期研究采用选择加密，只对图像重要部分加密，以降低加密成本。相比全加密，选择加密性能如何？有必要加以评估。
研究方法：本文研究了选择加密方法中运用的图像分割方法（如边缘检测和人脸检测）在视觉图像重要部分判定上的性能和效率。通过实验，对采用对称加密算法的选择加密和全加密的运算结果进行比较。
重要结论：实验结果证实，较之全加密，基于边缘和人脸检测的选择加密方法显著减少静态视觉图像的加密时间。选择加密适合于对安全等级有适当要求的实时应用。

关键词组：选择性图像加密；边缘检测；人脸检测

An efficient measurement-driven sequential Monte Carlo multi-Bernoulli filter for multi-target filtering

Tong-yang Jiang, Mei-qin Liu, Xie Wang, Sen-lin Zhang

DOI: 10.1631/jzus.C1400025 Downloaded: 2765 Clicked: 7684 Cited: 3 Commented: 0(p.445-457) <Full Text> <PPT> 1733

Chinese summary <47> 一种用于多目标滤波的有效量测驱动序列蒙塔卡洛多伯努利滤波器

研究目的：序列蒙塔卡洛多伯努利滤波器的计算复杂度随量测个数线性增长，尤其在杂波环境下，量测中包含大量杂波量测，如果考虑所有的量测，将大大增加计算量，并且杂波量测也会降低滤波精度。因此，有必要从初始量测中区分可能的生存目标量测、新生目标量测和杂波量测，从而消除杂波量测，提高多目标滤波的实时性。
创新要点：利用跟踪门技术区分可能的生存目标量测、新生目标量测和杂波量测，之后用生存目标量测更新生存和新生目标，而新生目标量测只用来更新新生目标，从而在保证多目标滤波精度前提下，提高了多目标滤波的实时性。
方法提亮：首次利用跟踪门技术来区分可能的生存目标量测、新生目标量测和杂波量测，并提出了量测驱动方法用于序列蒙塔卡洛多伯努利滤波器。
重要结论：同初始的序列蒙塔卡洛多伯努利滤波器相比，本文所提方法在保证多目标滤波精度前提下，提高了多目标滤波的实时性。

关键词组：量测驱动；序列蒙塔卡洛；多伯努利滤波；跟踪门技术；多目标滤波

A new maximum-likelihood phase estimation method for X-ray pulsar signals

Hua Zhang, Lu-ping Xu, Yang-he Shen, Rong Jiao, Jing-rong Sun

DOI: 10.1631/jzus.C1300347 Downloaded: 3015 Clicked: 7408 Cited: 5 Commented: 0(p.458-469) <Full Text> <PPT> 1922

Chinese summary <34> X射线脉冲星的一种新型最大似然相位估计方法

研究目的：X射线脉冲星导航是未来深空自主导航的一个热点方向。当今，X射线脉冲星的相位估计方法涉及求解光子到达时间的泊松分布函数的最值问题，会导致非常大的运算量。本文采用最大似然估计解决相位估计问题，并提出一种新型最大似然估计方法。
创新要点：这种新型最大似然估计方法直接运用了光子到达时间信息，提高了估计精度。同时提出一种并行最大似然估计方法，减少了运算量，节省了相位估计时间。
方法提亮：将X射线脉冲星辐射看成循环平稳过程。这样，我们把一个周期内的光子到达时间重新定义为一个新的随机过程，并证明它的概率密度函数等同于脉冲星的归一化轮廓，即它等效为普遍应用的泊松过程。接着，我们用最大似然估计解决相位估计问题，并提出一种并行最大似然估计方法。
重要结论：同当今估计方法相比，仿真数据显示，这种新型最大似然方法不仅提高了估计精度，而且减少了运算量。

关键词组：X射线脉冲星；最大似然；相位估计；泊松过程

Electronic Engineering

Reliable beacon transmission based MAC protocol for LR-WPANs over WLAN interferences

Ji-Hoon Park, Byung-Seo Kim

DOI: 10.1631/jzus.C1300269 Downloaded: 2849 Clicked: 7157 Cited: 2 Commented: 0(p.470-481) <Full Text> <PPT> 1834

Chinese summary <34> 无线局域网干扰下低速无线个人区域网络中基于可靠信标传输的介质访问控制协议

研究目的：近年来，基于IEEE 802.15.4标准的应用增加迅猛，如医疗服务、传感器网络、公共安全系统和家庭自动化系统。然而，基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络与无线局域网使用相同频带，两者相互干扰。已有研究显示，这种干扰对低速无线个人区域网络性能的影响较之无线局域网更为严重。本文提出一种基于可靠信标传输的介质访问控制协议，以改进低速无线个人区域网络在与无线局域网共存时的性能。
方法提亮：鉴于该协议中信标帧的可靠性十分重要，在抗干扰通道中只传输信标帧，在受干扰通道内传输数据包而非完全放弃通道。该方法在提升通道利用率的同时提高了信标帧的可靠性。
重要结论：大量仿真结果显示了该方法的有效性。该方法提升了基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络在受到无线局域网干扰情况下的性能。

关键词组：低速无线个人区域网络；干扰；无线局域网；信标

Residual intensity modulation in resonator fiber optic gyros with sinusoidal wave phase modulation

Di-qing Ying, Qiang Li, Hui-lian Ma, Zhong-he Jin

DOI: 10.1631/jzus.C1400036 Downloaded: 2808 Clicked: 8563 Cited: 0 Commented: 0(p.482-488) <Full Text> <PPT> 1712

Chinese summary <38> 基于正弦波相位调制的谐振式光纤陀螺中的残余强度调制

研究目的：相位调制器是谐振式光纤陀螺系统中的一种重要的信号处理器件。当采用电压调制信号驱动相位调制器时，会伴随引入残余强度调制，这将影响陀螺性能。本文拟深入分析一种采用正弦波相位调制技术的谐振式光纤陀螺中的残余强度调制效应。
创新要点：通过谐振式光纤陀螺解调曲线在残余强度调制下的特性分析，研究了残余强度调制效应对谐振式光纤陀螺系统性能的影响。发现残余强度调制会在陀螺系统中引入零点偏移，该零点偏移引起的误差会随残余强度调制系数及调制频率的变化而变化。得到最佳残余强度调制系数及调制频率，使得残余强度调制引起的误差为零。
方法提亮：如图5所示，通过仿真残余强度调制引入的陀螺误差与调制频率FCCW与FCW的关系，可以发现，存在最佳调制频率使得残余强度调制引入的误差为零。然而，在实际系统中，所选取的调制频率往往与抑制残余强度调度误差的最佳值不同。以FCW=101 kHz为例，当FCCW偏离其最佳值约10.2 kHz时，将引入大约253.4 deg/h的误差，这将严重影响一个中等精度谐振式光纤陀螺的检测精度。
重要结论：在设计及评估谐振式光纤陀螺系统时，需要考虑残余强度调制引入的误差。

关键词组：谐振式光纤陀螺；相位调制；残余强度调制