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: 2903 Clicked: 14644 Cited: 0 Commented: 0(p.617-633) <Full Text> <PPT> 2339

Chinese summary <232> 一种融合贝叶斯推理与LDRSKM的多模态过程监测算法

目的：针对复杂多模态工业过程故障监测存在的问题，充分利用过程数据的局部和非局部几何信息，同时实现数据聚类和低维子空间选择，提高非线性、非高斯多模态过程监测性能。
创新点：提出融合局部鉴别正则化软k-均值与贝叶斯推理的多模态过程监测算法。该方法充分利用过程数据的局部和非局部几何信息，较好地发挥了无监督学习和有监督学习的优点，提高了模态数据的分离性和解释性，监测性能良好。
方法：该方法分为二个阶段：第一阶段，首先，考虑过程数据的局部和非局部几何信息，提出一种局部保持的正则化软k-均值聚类算法（LPRSKM）。然后，建立有监督学习与无监督学习的统一框架，提出融合LPRSKM与广义线性鉴别分析算法(GELDA)的局部鉴别正则化软k-均值算法(LDRSKM)(图1)。第二阶段，使用核支持向量数据描述(KSVDD)对各局部子空间建立监测统计量及控制限。然后，基于贝叶斯推理方法建立多模态过程全局监测统计量。最后，在TE仿真平台对所提方法进行仿真分析。
结论：针对非线性、非高斯的多模态过程监测，提出一种新的数据划分和最优低维子空间选择的迭代算法来提高不同模态数据的分离效果。在此基础上使用KSVDD和贝叶斯推理方法，较好地解决了多个非高斯和非线性的过程模态的监测准确性和可靠性问题。

关键词组：多模态过程监测；局部鉴别正则化软k-均值；核支持向量数据描述；贝叶斯推理

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: 2898 Clicked: 10682 Cited: 1 Commented: 0(p.634-645) <Full Text> <PPT> 2031

Chinese summary <176> IPv6过渡场景中的可扩展高效IPv4地址共享机制研究

目的：在IPv6过渡方案中，研究同时具有良好可扩展性、灵活性和IPv4地址共享效率的IPv4地址共享机制，以促进IPv6的过渡进程。
创新点：在已有IPv6过渡机制基础上，提出一种混合的数据通路动态切换机制，可以兼顾已有的无状态机制和有状态机制的优点，从而实现良好的可扩展性、灵活性、安全性和高效的IPv4地址共享。该机制尤其适用于IPv4地址匮乏但用户数量很多的网络，可以在保证用户体验的同时充分促进该网络向IPv6的过渡。在此机制基础上，提出根据实际情况进行灵活的地址规划的方法。
方法：首先，针对当前的IPv4地址共享机制的不足，提出并设计混合的数据通路动态切换机制，其中动态切换的过程由用户侧网关完成。然后，设计该机制的组成模块，并分别讨论其实现算法和细节。接下来，将整个系统实现并部署在连接至IPv6骨干网CERNET2的清华大学校园网中，通过实际流量数据分析该机制对有状态通路和无状态通路上流量和端口消耗的影响，验证该机制的可行性和有效性。最后，在此机制基础上，提出根据实际情况进行灵活的地址规划的方法。
结论：本文所提方法可以有效地使用有限的IPv4地址而不降低终端性能。实验结果（图6-8）验证了所提方法的有效性。该方法尤其适用于具有大量用户且希望使用有限IPv4地址的网络。

关键词组：IPv6过渡；CGN；A+P；地址共享；地址规划

Computational Mathematics

New computational treatment of optical wave propagation in lossy waveguides

Jian-xin Zhu, Guan-jie Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1400406 Downloaded: 2642 Clicked: 7363 Cited: 0 Commented: 0(p.646-653) <Full Text> <PPT> 1905

Chinese summary <32> 有损耗波导中光传播的新计算处理

目的：通过改进算子步进方法,实现快速、高精度计算光在有损耗波导中传播性态，有效指导光波导的优化设计。
创新点：提出用共轭微分矩阵在算子步进方法中进行局部基转换，避免了求逆运算。所提处理方法提高了步进计算的稳定性，改善了传播计算精度。
方法：针对光波在有损耗波导中传播的数学模型-带有复折射率的Helmholtz方程，对基于DtN（Dirichlet-to-Neumann）映射(把边值问题化为初值问题)的单侧重构算子步进求解方法进行改进。一方面用切比雪夫伪谱方法离散方程的横向算子，另一方面为避免求逆，采用共轭微分矩阵在算子步进方法中实施局部基转换；最后，用改进所得的算子步进求解方法计算波在有损耗波导中的传播性态。
结论：对带有复折射率的Helmholtz方程的边值问题求解，提出了改进算子步进求解方法。实施该方法能快速、高精度地求解此问题，并得到光波在有损耗波导中传播真实性态，进而有助于光电器件的优化设计。

关键词组：伴随算子；正交；切比雪夫；伪谱方法；共轭微分矩阵；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: 2424 Clicked: 7116 Cited: 0 Commented: 1(p.654-657) <Full Text> <PPT> 1869

Chinese summary <33> 带粗糙核的Marcinkiewicz积分在Triebel-Lizorkin空间的有界性

目的：研究带有径向粗糙项的Marcinkiewicz积分，证明这类积分算子也有Triebel-Lizorkin有界性。
创新点：沿用向量值奇异积分将粗糙核算子光滑化的思路，证明转后的算子具有更好的光滑性条件。
方法：首先利用本文作者之前文章的方法，把带径向粗糙项的Marckinkiewicz积分转化成研究一些具有一定光滑性的算子(需反复利用向量值奇异积分定理)。然后，利用微分指标较低时，Triebel-Lizorkin空间的一个等刻画，把Triebel-Lizorkin有界性转化成向量值的Lebesgue空间有界性。于是我们只需要研究这些有光滑性算子的向量值Lebesgue空间有界性，这整套方法是作者之前系列文章的一个整体思路。本文也利用这套思路，在该框架下，研究转化后算子的核，得到关于这个核的更精细估计，从而推广了原有结果。
结论：对于带有径向粗糙项的算子，同样可以得到一般的Marcinkiewicz积分在Triebel-Lizorkin空间的有界性。

关键词组：Marcinkiewicz积分；Triebel-Lizorkin空间

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: 14420 Clicked: 14851 Cited: 7 Commented: 1(p.658-678) <Full Text> <PPT> 2349

Chinese summary <217> 综述：利用柔性交流输电系统（FACTS）装置增强电力传输能力

概要：全世界对电能的需求显著增长，但电能生产和传输能力却未相应提升。这导致电能消费者受多种问题困扰（如：电压和频率不稳定及电能质量问题）。为解决上述问题，需提升电力传输网的可用功率传输能力。世界各地的研究者采用柔性交流传输系统（FACTS）装置来提升这一能力。本文全面总结了FACTS控制器如何用于提升电力系统网的可用传输能力（ATC）和功率传输能力（PTC）；针对不同因素，讨论不同FACTS设备的分类；结合相关统计结果，讨论FACTS设备的普及性和应用情况。此外，本文还包含六种主要FACTS装置的操作原理及其在提升ATC和PTC方面的应用。最后针对不同的控制算法，评估FACTS装置在提升ATC和PTC方面的性能。

关键词组：柔性交流输电系统（FACTS）装置；可用传输能力（ATC）；功率传输能力（PTC）；人工智能

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: 2974 Clicked: 7783 Cited: 2 Commented: 0(p.679-693) <Full Text> <PPT> 2106

Chinese summary <36> 一种基于可变谐振腔的高压钠灯与LED兼容性驱动器

目的：高压钠灯(HPS)由于其成熟性、可靠性、高光效长寿命和低成本的特点广泛应用于道路照明。LED被认为是下一代光源，其光效不断提高，有更好的显色性和超长寿命。这两种光源可能会共同存在很长时间。大规模应用中，需要研发生产大量不同型号镇流器，使用和安装也需要用户学习掌握不同应用知识。工业界里的一种方法是通过设计多功能产品来减少产品类型，简化研发和生产管理，降低应用难度。类似的，对高压钠灯和LED具有兼容性驱动功能的驱动器，也可作为一种选择来适应这种多光源共同应用的情形，使得应用更为便捷。但是由于传统高压钠灯与LED的光源特性以及驱动技术完全不同，研究其兼容性驱动技术将富有挑战性。本文研究这一技术，对解决照明应用的多光源现状具有实用价值，也可作为一种思路启发其他类似应用。
创新点：通过分析用于高压钠灯的LCC谐振腔驱动技术与用于LED的LLC谐振腔驱动技术，结合两者提出一种可变谐振腔用于一种驱动器中来驱动高压钠灯与LED。驱动器根据对光源的检测，采用数字控制技术，可将谐振腔变为LLC或者LCC结构，以适应不同光源的负载特性。该技术保留了传统HPS和LED驱动器的软开关特性以及调光功能，实现了对不同光源的兼容性驱动。
方法：研究高压钠灯镇流器中LCC谐振变换器与LED驱动器中的LLC谐振变换器的拓扑与各种工作阶段，分析它们的共性，提出新的可变谐振腔。并根据两种光源驱动特点，分析谐振腔关键参数与性能参数的关系，给出可变谐振腔的设计方法。本文所提技术用实验方法进行了验证。
结论：本文提出的可变谐振腔可实现对高压钠灯与LED的兼容性驱动，并保留传统驱动技术软开关与调光的特性。这种技术使得适应多光源应用场合的兼容性驱动器成为可能。

关键词组：高压钠灯(HPS)；发光二极管(LED)；兼容性驱动器；镇流器

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: 2797 Clicked: 7552 Cited: 1 Commented: 0(p.694-699) <Full Text> <PPT> 1962

Chinese summary <32> 基于RTD三变量通用逻辑门的设计

目的：为基于RTD器件的任意n变量函数实现提供一个简单有效的三变量通用逻辑门，简化基于RTD器件的集成电路设计。
创新点：使用谱技术和Reed-Muller展开提出一种新的算法。此算法可将三变量非阈值函数转化成三变量阈值函数，并利用此算法设计一种新的基于RTD的三变量通用逻辑门ULG3。
方法：首先，介绍阈值逻辑、谱技术和Reed-Muller展开的基本概念。然后，提出一种新的算法。此算法可将三变量非阈值函数转化成三变量阈值函数，并发现除两个特殊的三变量非阈值函数以外，其他所有的三变量非阈值函数都可以分解成两个三变量阈值函数异或的形式。最后，利用此算法并基于UTLG(图1）设计一个新的三变量通用逻辑门ULG3(图4）。
结论：新的三变量通用逻辑门ULG3由两个UTLG和一个XOR3组成，对任意的三变量函数都可由一个ULG3门来实现。

关键词组：RTD；阈值逻辑门；Reed-Muller展开；通用逻辑门

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: 2823 Clicked: 7221 Cited: 1 Commented: 0(p.700-706) <Full Text> <PPT> 1931

Chinese summary <32> 用于低电压下SRAM灵敏放大器工艺变化鲁棒性时序的多级双复制位线延迟技术

目的：针对低电压下传统SRAM灵敏放大器控制时序受工艺、温度变化而引起的较大的控制时序的波动，设计一种基于多级双复制位线延迟技术的控制时序产生电路。
创新点：同时采用多级和双复制位线技术，充分发挥两者在降低控制时序变化方面的优点，取得整体上的改进。
方法：首先，分析现有复制位线延迟技术，从统计学角度对各技术之间的关系进行分析，进而提出一种基于多级双复制位线延迟技术的控制时序产生电路（图5）。然后，针对所提电路与现有技术在最差条件下进行蒙特卡洛仿真对比，得出所提技术在最差工作条件下，与现有技术相比具有更好的鲁棒性（图8）。最后在电压、工艺角以及温度分别变化时，对所提电路设计与现有的电路进行性能对比,得出在工艺、电压及温度变化时，所提电路具有更好的稳定性（图9-11）。
结论：针对低电压SRAM灵敏放大器控制时序在工艺、电压以及温度变化产生的波动，提出一种多级双复制位线延迟技术，实现进一步降低灵敏放大器控制时序波动的效果。

关键词组：工艺变化鲁棒性；灵敏放大器；复制位线延迟；时序变化