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Journal of Zhejiang University SCIENCE C
ISSN 1869-1951(Print), 1869-196x(Online), Monthly
2016 Vol.17 No.2 P.83-184
Invited Papers
Meng-di Jiang, Yi Li, Wei Liu
DOI: 10.1631/FITEE.1500334 Downloaded: 12634 Clicked: 12246 Cited: 4 Commented: 0(p.83-95) <Full Text><PPT> 2004
创新点：在信号处理中，虽然很多优化函数的值都是实数，但在进行优化时，尤其是在非线性信号处理中，经常会遇到对取值为四元数的四元数函数求梯度。不同于以往只适用于实数值四元数函数梯度的定义，本文第一次就一般四元数函数的梯度给出了一个自洽的定义，并对其特性进行了详细的研究和描述。基于以上研究，本文对四元数值的最小均方(LMS)自适应算法，以及一个有代表性的非线性自适应算法进行了推导，并以矢量传感器阵列波束形成为例进行了计算机模拟。
关键词组：四元数；梯度；信号处理；最小均方算法；非线性自适应滤波；波束形成
Optimization of formation for multi-agent systems based on LQR
Chang-bin Yu, Yin-qiu Wang, Jin-liang Shao
DOI: 10.1631/FITEE.1500490 Downloaded: 6766 Clicked: 8442 Cited: 1 Commented: 0(p.96-109) <Full Text><PPT> 2594
创新点：针对三种不同的单积分器多智能体最优编队情况，分别提出相应的网络连接拓扑以及局部反馈矩阵；不同于其他论文不能给出网络拓扑以及局部最优反馈矩阵的具体解析解，本文给出相应的解析解，并且证明解析解与实际物理系统完全相符。
方法：应用代数图论以及矩阵理论的相关知识，针对无物理耦合的多智能体系统，通过求解代数里卡蒂方程，设计智能体之间的网络连接拓扑以及局部反馈矩阵，保证多智能体系统在完成编队的同时相应的LQR指标最优。针对有物理耦合的多智能体系统，同样通过求解代数里卡蒂方程，得到相应的网络连接拓扑以及局部反馈矩阵，保证多智能体系统在完成编队的基础上使相应的LQR指标最优；针对有物理耦合但无法设计网络拓扑的多智能体系统，将最优指标写成局部反馈增益的函数，通过求最优指标的导数，得到最优局部反馈增益。
结论：对于无物理耦合单积分器多智能体的编队问题与有物理耦合单积分器多智能体的编队问题，分别设计网络连接拓扑以及局部反馈矩阵，在多智能体系统完成编队的基础上保证相应的性能指标达到最优。对于有物理耦合但无法改变通讯网络拓扑的单积分器多智能体系统编队问题，设计最优局部反馈增益，在多智能体系统完成编队的同时保证性能指标最优。
关键词组：线性二次最优；编队控制；代数里卡蒂方程；最优控制；多智能体系统
Regular Papers
VirtMan: design and implementation of a fast booting system for homogeneous virtual machines in iVCE
Zi-yang Li, Yi-ming Zhang, Dong-sheng Li, Peng-fei Zhang, Xi-cheng Lu
DOI: 10.1631/FITEE.1500216 Downloaded: 6373 Clicked: 7127 Cited: 0 Commented: 0(p.110-121) <Full Text><PPT> 2143
创新点：设计并实现了支持虚拟机镜像动态挂载的缓存组管理系统，可以实现动态地添加和删除缓存设备，减小从存储服务器上读取的数据量；设计并实现了支持虚拟机镜像数据快速分发的层级挂载技术，每个计算节点的本地缓存数据都可以提供给其他节点上的同构虚拟机，进一步减小存储服务器成为性能瓶颈的可能。
方法：VirtMan将远程的镜像块设备挂载到计算节点本地。在我们缓存组管理系统中为其新建一个缓存设备，并在缓存设备上为每个虚拟机建立快照，随后在快照设备上启动虚拟机。由于快照保证了缓存是只读的，我们将每个缓存设备作为新的挂载点，为其他节点上的同构虚拟机提供镜像数据。
结论：VirtMan通过弹性缓存组管理系统以及层级挂载等技术，极大地提高了大规模同构虚拟机的部署速度，可以实现在2分钟内部署1000台虚拟机。
关键词组：虚拟机；快速启动；同构性；基于互联网的虚拟计算环境（iVCE）
A social tag clustering method based on common co-occurrence group similarity
Hui-zong Li, Xue-gang Hu, Yao-jin Lin, Wei He, Jian-han Pan
DOI: 10.1631/FITEE.1500187 Downloaded: 3194 Clicked: 7241 Cited: 2 Commented: 0(p.122-134) <Full Text><PPT> 2084
创新点：对社会化标注系统中的三元标注关系进行分析，总结出三元关系中最能保持语义关系的标签共现形式。在分析标签个体共现相似度的基础上，利用群体思想，提出标签的共同共现群体相似度，从全局角度精准地刻画标签的语义相似性，并提出一种基于共同共现群体相似度的社会化标签谱聚类方法。
方法：利用共同共现群体相似度来计算两两标签的相似度，建立相似度矩阵（公式（4））。使用谱聚类算法实验标签的聚类，首先使用拉普拉斯（Laplacian）变换对相似度矩阵进行规范化，建立标签的规范化拉普拉斯（Normalized Laplacian）矩阵，然后计算该矩阵的前k个特征值及其对应的特征向量，并将这k个特征向量组成新的特征空间，在此空间上用K-means算法将标签聚成k个类簇（算法1）。
结论：利用内部评价指标SC和Dunn对本文提出的标签聚类方法和其它传统的标签聚类方法进行实验对比。得出基于共同共现群体相似度的标签谱聚类方法在SC和Dunn这两个指标上的值均优于其它传统标签聚类方法；基于共同共现群体相似度的标签谱聚类方法能够获取较好的聚类结果。
关键词组：社会化标注系统；标签共现；谱聚类；群体相似度
Efficient identity-based signature over NTRU lattice
Jia Xie, Yu-pu Hu, Jun-tao Gao, Wen Gao
DOI: 10.1631/FITEE.1500197 Downloaded: 2759 Clicked: 7723 Cited: 4 Commented: 0(p.135-142) <Full Text><PPT> 1958
创新点：将抛弃采样技术扩展到NTRU格上，并利用NTRU格上的SIS问题构造了NTRU格上的首个可证安全的基于身份的签名方案，使得签名效率显著提高，并很大程度地降低了公钥尺寸。
方法：首先，明确NTRU格的定义，提出NTRU格上的小整数解问题（SIS），即定义5，指出该困难问题在量子计算环境下是安全的。然后，将抛弃采样技术扩展到NTRU格上(算法6)，利用扩展后的抛弃采样技术构造NTRU格上的基于身份的签名方案，详见算法4-7。该方案的安全性依赖于所提出的NTRU格上的SIS问题，因而该方案在量子计算环境下仍然是安全的，并且其通信复杂度较低（详见表1-2）。
结论：将抛弃采样技术扩展到NTRU格上，并构造了NTRU格上首个基于身份的签名方案，该签名方案与普通格上的基于身份的签名方案相比，效率更高，公钥尺寸更小。
关键词组：身份；签名；NTRU格
A framework for an integrated unified modeling language
Mohammad Alshayeb, Nasser Khashan, Sajjad Mahmood
DOI: 10.1631/FITEE.1500094 Downloaded: 2542 Clicked: 6750 Cited: 1 Commented: 0(p.143-159) <Full Text><PPT> 2025
创新点：提出一种集成的UML，以同时支持多个域的建模。
方法：首先建立集成UML扩展的框架，再利用此框架集成已有文献中的扩展（表2），形成集成的统一建模语言图形形式（integrated unified modeling language-graphical form,iUML-g form）。iUML-g将现有的UML扩展整合至一个集成形式中，此集成形式包含UML类图、时序图和用例图的集成图。
结论：通过对一个使用多个不同域的系统（此类型系统无法通过UML直接建模）进行建模，本文方法有效性得到验证。同时，包含有9人的iUML-g使用者问卷调查表明（表9），iUML-g的打分不低于3.56（满分为4）。
关键词组：统一建模语言（UML）；集成；建模；系统分析与设计
Xin Li, Jin Sun, Fu Xiao, Jiang-shan Tian
DOI: 10.1631/FITEE.1500168 Downloaded: 2977 Clicked: 7740 Cited: 2 Commented: 0(p.160-172) <Full Text><PPT> 1947
创新点：考虑分布不确定的工艺参数扰动及环境参数扰动，在任意相关性下利用CAA理论对漏电功耗成品率及芯片时延成品率进行有效估算，降低计算复杂度，并根据AWS方法对漏电功耗成品率及芯片时延成品率同时进行优化，取得了分布均匀的优化解，便于设计人员灵活选择优化解。
方法：首先，考虑工艺参数及环境参数的扰动不确定性，提出一种能够处理任意相关性的漏电功耗及芯片时延概率分布边界估算方法。然后，通过计算累积分布边界构造功耗-时延成品率双目标优化模型。最后，利用AWS方法同时优化漏电功耗成品率及芯片时延成品率，得到一组分布均匀的帕累托优化解，进而提供漏电功耗成品率与芯片时延成品率间的均衡优化信息。
结论：针对工艺参数及环境参数的扰动不确定性，提出了一种能够处理任意相关性的芯片成品率双目标优化算法，得到了一组分布均匀的帕累托优化解。
关键词组：参数扰动；参数成品率；多目标优化；切比雪夫仿射；自适应加权求和
An analysis in metal barcode label design for reference
Yin Zhao, Hong-guang Xu, Qin-yu Zhang
DOI: 10.1631/FITEE.1500212 Downloaded: 4560 Clicked: 6718 Cited: 0 Commented: 0(p.173-184) <Full Text><PPT> 2009
创新点：将无损探伤中交流场测量技术应用于金属条码标签的检测识别，从而克服了金属条码标签抗污损能力差的缺点。
方法：将无损探伤中交流场测量技术应用于金属标签的检测识别中。利用薄膜场理论中刻痕处磁标位势的边界方程和二维傅立叶变换，给出高频线圈激励多刻痕金属标签条件下，金属标签上方空间中磁标位势的解析解，并给出磁场强度分布。通过对空间磁场强度的仿真，定性分析金属标签基底材质、刻痕和激励线圈属性等因素对金属标签识别的影响，为金属标签的设计提供参考。
结论：金属标签基底材质、刻痕和激励线圈属性等因素对金属标签检测识别的分辨能力影响为：（1）ACFM在精确定位刻痕时应选择幅度检测的方式；（2）金属标签基底材料应选择相对磁导率较大的金属；（3）刻痕的位置应尽量靠近激励线圈的中心区域；（4）刻痕深度选择4-8 mm为宜；（5）相比于圆形激励线圈，菱形激励线圈可以提高对刻痕的分辨能力；（6）相比于大尺寸激励线圈，小尺寸激励线圈可以提高对刻痕的分辨能力；（7）相比于小尺寸激励线圈，大尺寸激励线圈可以扩大可分辨区间；（8）通过提高激励频率，可提高ACFM检测过程中抗噪声干扰的能力。
关键词组：金属标签；薄膜场；交流场测量；物联网