基于CMOS有源超材料的生物分子的自旋太赫兹传感

基于互补金属氧化物半导体(CMOS)有源超材料,通过结合自旋太赫兹源,对生物分子的太赫兹频段指纹谱进行传感检测。对比基于自旋太赫兹源和基于光电导天线的太赫兹时域光谱系统测量的3种不同生物样品的指纹谱特征峰,验证了自旋太赫兹源测量生物样品的可行性。同时,提出一种基于CMOS有源超材料的生物分子太赫兹传感方案,仿真结果表明CMOS调控器件对生物样品的扫描测试表现为生物透射峰与器件谐振峰变化统一。当吸收峰位于器件的调控范围内时,随着加电压的增大,生物透射谱谐振频率减小,出现红移,最大红移量达到40 GHz。因为不同的生物样品有不同的吸收峰,根据不同的太赫兹指纹谱吸收峰的位置设计了5种对应中心频率的CMOS有源超材料,为实现生物分子太赫兹传感系统的小型化和集成化提供了理论及实验基础。

基于压控自旋轨道矩磁性随机存储器的存内计算全加器设计

随着互补金属氧化物半导体技术的特征尺寸的不断缩小,其面临的静态功耗问题缩越来越突出。自旋磁随机存储器(MRAM)由于其非易失性、高速读写能力、高集成密度和CMOS兼容性等良好特性,受到了学术界的广泛关注和研究。该文采用电压调控的自旋轨道矩随机存储器设计了一个存内计算可重构逻辑阵列,能够实现全部布尔逻辑功能和高度并行计算。在此基础上设计了存内计算全加器并在40 nm工艺下进行了仿真验证。结果表明,与当前先进研究相比,该文提出的全加器具有更高的并行度,能够实现更快的计算速度(约1.11 ns/bit)和更低的计算功耗(约5.07 fJ/bit)。

抗辐照MRAM研究进展

新型非易失磁性随机存储器(magnetic random access memory,MRAM)具有读写速度快、数据保持时间长、功耗低等优点,引起了研究人员的广泛关注。其优异的抗辐照能力被人们深入挖掘,有望进一步应用于航天等领域。本文回顾了MRAM的产业化发展历程、技术变革及应用情况,列举了近年成熟的MRAM产品,对不同的代际MRAM的优缺点进行了剖析;对MRAM核心存储单元——磁隧道结(magnetic tunnel junction,MTJ)和外围基于互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)的读写电路的辐射效应分别进行了探讨;总结了近年来MRAM抗辐照加固设计方面的最新成果;对抗辐照MRAM在航空航天领域甚至核能领域的发展前景进行了展望。

基于口令的远程身份认证及密钥协商协议

基于口令的身份认证协议是研究的热点。分析了一个低开销的基于随机数的远程身份认证协议的安全性,指出了该协议的安全缺陷。构造了一个基于随机数和Hash函数、使用智能卡的远程身份认证和密钥协商协议:PUAKP协议。该协议使用随机数,避免了使用时戳带来的重放攻击的潜在风险。该协议允许用户自主选择和更改口令,实现了双向认证,有较小的计算开销;能够抵御中间人攻击;具有口令错误敏感性、口令的主机非透明性和强安全修复性;生成的会话密钥具有新鲜性、机密性、已知密钥安全性和前向安全性。

团队合作模式毕业设计的探索与实践

团队精神是工程师培养中的核心内容之一,是工程师教育中应特别关注和解决的问题,借助毕业设计这一重要教学实践环节,开展团队合作模式的毕业设计进而培养大学生团队精神具有重要意义。北京航空航天大学电子信息工程学院与中法工程师学院协作,借鉴CDIO教育理念,融合中国毕业设计和法国项目管理方法,开展了团队合作模式的毕业设计指导。介绍了团队合作模式毕业设计的构建、教学运行与管理方法以及考核评估体系。

通信专业类综合性实验研究与探索

综合性实验是学生综合运用某一课程或多门课程的知识,对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性、开发性实验。简要介绍了综合性实验的意义,分析了国内高校在综合性实验教学方面的工作,并对该院通信专业类综合性实验的案例设计进行了详细的阐述。秉承CDIO工程教育理念,通信专业类综合性实验教学运行与管理分为构思阶段、设计阶段、实施阶段及运行阶段,其考核评估体系更加体现综合性及过程性评价。实践表明,通信专业类综合性实验有利于学生综合运用多门专业知识与技能实现一个系统或产品从构思、设计、实施到运行的全生命周期的构建,极大地提高了学生自主学习、团队协作以及交流能力。

指纹图像细化的综合化算法

指纹图像细化指将指纹脊线削减为单像素宽的线条,它能够有效地提高自动指纹识别系统(AFIS)的性能.根据OPTA算法及其改进算法,结合AFIS对图像细化算法在运算速度和系统资源两方面的要求,提出一种基于快速细化算法并引入OPTA算法优点的改进算法,该算法对指纹二值图像的细化结果满足8连接条件.在FVC指纹数据库上的测试结果表明,文中算法能够获得正确的指纹细化图像,运算速度满足AFIS的要求.

高速短波自适应数据通信协议的设计

给出改进型的半双工选择式ARQ协议。为减少短波交织RTT时间过长带来的效率影响,提出了数据发送与接收采用不同的交织模式。针对短波信道的时变特性,给出了交织模式与一次发送数据帧的帧数自适应调整方法。新协议的传输效率分析表明在信道质量发生变化或者信道质量恒定的情况下,传输效率有明显的提高。

石油测井远程数据传输系统的设计和实现

讨论了基于公众移动数据通信网平台下石油测井实时远程监控系统的设计和实现。根据石油测井的特点,传递的数据类型有实时采集数据、测井状态和双向交互文件数据3种,其中实时采集数据时延要求最短。根据前期现场实测得到数据反馈,提出一套切实可行的解决方案,包括优先级调度,全双工退N步传输协议等方法,很好地满足了石油测井实时远程监控的数据传输要求。

一种新颖的RFID多标签防碰撞算法

在标签运动较规律的无线射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)系统中,读写器按照一般的算法不会优先读取即将离开可读范围的标签,而使系统出现较高的漏读率.针对这种场景,提出一种新的防碰撞算法——先到先服务(FCFS,First Come FirstServed)算法.读写器首先按照到达顺序对标签进行分组,先识别紧迫性高的时间分组标签;其次,算法通过新增一个参数有效避免了一些可预测的碰撞时隙.在识别时间分组的过程中设置了总时隙的上限,从而避免系统阻塞.仿真结果表明,在保持漏读率小于0.01的情况下,系统所能承受的标签运动速度比前缀随机化算法提高了50%.当标签到达率为0.45时,系统的通过率改善最明显,比前缀随机化算法提高了13%左右.

基于时隙的RFID防碰撞算法分析

介绍了几种常见的基于时隙的防碰撞算法:帧时隙ALOHA算法和时隙随机算法,并通过仿真,比较分析这些算法识别所用总时隙和对系统吞吐性能的影响。

多媒体综合通信系统中链路管理软件的设计与实现

目前通信应用中出现的组织日趋复杂、业务多元化、通信站日趋庞大 ,人们对通信节点的生存能力和信息传输的灵活、快速、准确、保密、不间断的要求也越来越高。借鉴国外的通信思想和通信组织方法 ,根据国内用户的实际要求和设备 ,结合多年的研发经验 ,我们自行研发了多媒体综合通信系统。本文主要介绍该系统中的一个关键部分—通信链路管理软件。其作用主要是对各通信业务的管理和选择最佳的通信方式和通信链路。

北航-大唐电子信息工程实践教育平台建设探讨

校企合作提出由来已久,但在新的历史时期如何把握发展机遇、探索切实可行而又行之有效的校企合作新模式,是一个值得深入讨论和思考的问题。北航-大唐电子信息工程实践教育平台通过探索构建校内外结合的工程实践教育中心,在博士研究生、硕士研究生、本科生教育中多层次开展广泛合作,培养适应行业企业需求的各类工程人才,为践行教育与生产劳动和社会实践相结合进行了积极尝试和探索。

microRNA检测方法的研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是一组小的非编码单链RNA,它们在生物进化过程中起到很重要的作用。准确并且灵敏地检测出miRNA的表达量,能够帮助揭开它们在生物功能中的神秘面纱。但是对于miRNA检测却一直比较困难,由于成熟的miRNA非常短,并且它们在细胞中的表达量不高,这些特点给传统的检测带来很大的挑战。文章综述了近年来有关miRNA检测方法的研究进展,并对miRNA检测领域国内外研究现状及前景进行了评述。

基于随机时隙的RFID读写器防冲突方法

针对密集读写器环境下的无线射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)多读写器冲突情况,提出了一种基于随机时隙并通过中央计算机协调的读写器防冲突方法.首先,中央计算机发送每轮起始命令和时隙指令,读写器根据当前利用率随机选择时隙.选择当前时隙的读写器若没有接收到忙信号则发送信标并侦听,若无邻近读写器发送信标则开始读写标签,否则该轮回停止工作.若时隙末存在没有接收到忙信号的读写器则在额外时隙发送二次信标.与现有的分布式防冲突方法相比,该方法具有较好的吞吐量和公平性.

通用短波数据传输协议发展状况综述

主要介绍通用短波数据传输协议从产生到现在所经历的 3个发展阶段 ,对

不停车电子收费系统关键技术

高速公路不停车收费系统区别于其它的人工收费系统,主要在于自动车辆识别系统和自动车型分类系统。这篇文章介绍了自动车辆识别系统和自动车型分类系统两项关键技术及其实现技术。

智能交通系统中数据通信协议的设计和实现

针对高速公路通信系统的现实通信环境和项目需求,提出了一种建立在TCP/UDP之上,利用16位CRC进行检错,利用连续ARQ进行差错控制,能够自动监测网络故障,自动恢复通信状态的全双工数据通信协议。

Flash存储中的纠错编码

Flash闪存是一种非易失性的存储器件,随着工艺尺寸的不断减小,存储容量需求的不断增加,存储可靠性与寿命成为Flash生产与应用过程中最严重的两个挑战.基于多级(MLC,Multilevel Cell)"与非(NAND)型"Flash的层级结构特征与读写操作特性,构造了一种基于正交映射的纠错编码方法,给出其编解码原理与结构,并分析其纠错能力.在此基础上,分析了该编码方法在Flash存储系统中的两种典型应用场景,即分布式多用户共享存储以及历史数据的无差错恢复.此外,Flash存储单元的可靠性受擦除次数的限制,其寿命相当有限,该编码方法可以有效地利用坏块来提高Flash的整体生命周期.分析结果表明:不改变整体结构,只需对编码模块进行简单调整,即可实现多种实际应用需求.