Internet网络的访问直径分析

结合复杂网络理论与CAIDA授权的关于Internet网络的真实海量数据,从复杂网络理论角度对真实的Internet数据进行分析与研究.首先借助物理学和生物学研究的方法,将Internet网络视为具有生命涨落特征的活体系统,形式化定义了Internet物理特征量———访问直径.然后根据目标复杂系统涨落演化特点,提出了3种基于Logistic模型的、以带衰减因子的正余弦函数组合模拟振荡涨落的数学模型.使用浮点型遗传算法分别进行拟合实验,并通过实验结果对上述3种模型进行优选.最终优选模型的拟合准确度为97.87%,预测准确度为97.47%,准确度高,符合Internet网络真实数据变化情况.文中使用模型对较远未来网络情况进行了预测,并得出结论:从现在开始至2011年12月,将是Internet网络高速发展时期,之后发展速度变缓,并于2021年10月左右趋于稳定,此时Internet网络访问直径为10.2073跳.最后,应用文中模型重点预测出了2008年8月北京奥运期间Internet网络访问直径为10.7726跳,并得出奥运期间Internet网络效率较高的结论.

基于大规模浮动车数据的城市道路网复杂度分析

针对现有浮动车技术应用研究中缺乏道路网络复杂度的定量分析,引入置信点的概念,提出了一种基于大规模浮动车数据的城市路网复杂度分析方法。利用该方法统计了路网中各路段的置信点分布情况和置信点的平均匹配距离,建立了城市路网复杂度模型。结合浮动车数据的预处理,提出了城市路网复杂度的分析流程。以广州市为例,分析了广州市全局路网和4类典型城市道路代表路段的复杂度。对于地图匹配算法实证研究中的指定路径,具体分析了其各组成路段的复杂度及其主要影响因素。

加权Internet访问直径短期及长期预测行为分析

Internet物理特征量短期及长期预测是一个重要课题,为此,首先定义了加权Internet网络,然后形式化定义表征加权Internet的物理参量———加权Internet访问直径,接下来根据海量数据变化特点,提出了基于Logistic模型的、以正余弦函数模拟振荡变化的数学模型,使用浮点型遗传算法分别进行拟合实验,并通过实验结果对上述模型进行了评价和选优·由于加权访问直径演化极为复杂,传统的一维数学模型在长期预测中已不适用·因此,在长期预测方面,首先计算得到加权Internet访问直径的关联维数,证实其演化过程为混沌现象,存在奇异吸引子·最后根据关联维数及奇异吸引子相近空间混沌轨道运动特性,提出了基于四维微分方程组的加权访问直径长期预测的形式模型·

基于“魂芯一号”的自适应截位浮点乘法实现

针对雷达信号处理中的高精度浮点矩阵运算的需求,设计了一种自适应截位的复数矩阵乘法的新算法,将浮点数据按照指定规则转化为定点格式,从而最大程度地保留计算精度,满足高精度算法的需求,并在国产高性能处理器——"魂芯一号"上编程实现。同时,将新算法分别与"魂芯一号"浮点算法、TS201浮点算法进行对比,新算法从精度和误差分布上都有明显优势,说明新算法是有效可行的,最终在某型号雷达上使用。

学生网的生长态势及其分形特征分析

基于研究生物种群生长的Logistic模型,根据一个实际的学生网在增长中的振荡特点,改进Logistic模型形式,然后通过浮点型遗传算法进行拟合,得到学生网增长的拟合模型,并分析了其收敛性及可信度.最后通过学生网增长的时间序列,根据分维算法,计算得到学生网增长的分数维,得出学生网在增长过程中确实具有分形特征的结论.

学生网的增长态势及其分形特征分析

通过一个实际的学生网络,研究具有复杂网络特征的实例网络的增长特性。在Logistic模型的基础上,根据学生网在振荡中增长的特点,对Logistic模型进行参数修正和改进,并通过浮点型遗传算法进行拟合,得到学生网增长的最终拟合模型。然后根据学生网增长的时间序列特征,采用表征分形特征的分维算法,计算得到学生网增长的分数维,得出学生网在增长过程中确实具有分形特征的结论。最后确定了可对学生网增长态势做准确长期预测的数学模型形式。

Internet的IP基密度分析

研究了Internet的物理量表征问题。以海量数据分析为基础,首先形式化定义表征Internet空间效能的物理参量——IP基密度,然后拟合出IP基密度基于时间维演化的数学模型。并从定性、定量、收敛性、拟合准确度及模型预测准确度等方面,对模型进行了评价。最后使用模型对较远未来网络情况进行了预测,重点预测并得出2008年8月北京奥运期间Internet高度可利用的结论。

Internet网络访问直径的短期及长期预测

本文首先形式化定义表征Internet的参量—访问直径,然后根据海量数据变化特点,提出了基于Logistic模型的、以正余弦函数模拟振荡变化的数学模型,使用浮点型遗传算法确定模型形式。由于Internet访问直径演化复杂,传统一维模型在长期预测中已不适用。因此在长期预测方面,首先计算得到Internet访问直径的关联维数,然后根据关联维数及奇异吸引子相近空间混沌轨道运动特性,提出了基于三维常微分方程组数学模型形式。

高性能HPOR CORDIC算法及实现

CORDIC算法在通信和图像处理等各个领域有着广泛的应用,但是浮点CORDIC由于迭代延时大且实现复杂没有得到很好的应用,本文提出了一种修正浮点CORDIC算法: 高精度顺序迭代HPOR CORDIC。该算法以接近定点的运算代价完成浮点运算迭代,运算速度和硬件实现规模与定点CORDIC相当,运算精度与浮点CORDIC相当,克服了定点CORDIC运算精度差,浮点CORDIC迭代延时大、实现复杂的问题。该算法既可用于通用微处理器的设计,也可用于高性能DSP的设计。

基于FPGA的卫星导航抗干扰处理器设计

为在现场可编程门阵列(FPGA)内实现整个数字抗干扰系统的功能,需要复用片内资源,设计了一种复浮点处理器(complex floating point processing unit,CFPU),简化了抗干扰算法在FPGA内实现的资源复用策略,使用了较少的硬件资源,解决了硬件资源紧张问题.仿真结果表明,当求解同一方程时,CFPU和TMS320C6713的单精度计算结果仅有微小差别,92MHz和176MHz的CFPU相对于200MHz工作频率的TMS320C6713分别有53.5和78.0倍的计算速度.室外实测抗干扰处理器有很好的抗干扰能力.

基于DSP的瞬变电磁数据采集系统

针对瞬变电磁信号要求其采集系统同时具有高采样率、大动态范围的特点,设计了以DSP(D igital S ig-nal Processor)作为主控制器,CPLD(Comp lex Programm ab le Logic Device)译码控制可编程放大器实现浮点放大的等效24位数据采集系统。该系统最高采样率为200 kHz,动态范围达到144 dB。

基于MLWE的低膨胀率加密算法

基于模容错学习问题(MLWE)的格密码算法Kyber具有抗量子攻击、加密效率高的优势,但密文膨胀率较大约为1∶25,仅适用于密钥封装等少数场景。为了构建一种能够应用于一般的公钥加密场景的加密算法,提出了一种改进的基于MLWE的低膨胀率公钥加密算法。文中在Kyber加密算法中引入新的加密参数dp,扩大了明文空间,通过严格的理论推导与实验分析了dp对加密算法正确性的影响,并优化了加密参数,降低了密文膨胀率。改进后的算法会扩大有限域(即计算空间),导致直接使用原算法中的有限域上的多项式乘法运算,需调用额外的大整数计算库,从而降低了加密效率。通过使用基于浮点运算的复数域上的快速傅里叶变换进行多项式乘法,避免了在增大后的有限域上进行大整数多项式乘法。最后,对浮点运算产生的误差进行了分析,同时使用C++实现了改进算法,并将其与Kyber的实验数据进行对比。实验表明,所提算法在保证了计算效率的同时使密文膨胀率由1∶25左右降低到了1∶4.25左右。

电力系统对称分量法的实现研究

电力系统运行的稳定性和安全性事关重大,三相不平衡是能够影响电力系统安全的重要问题。对称分量法是研究三相不平衡问题的基本方法。本文论述了一种基于FPGA实现对称分量运算的方案,通过分析运算公式引出方案的设计思想,并描述了以浮点复数乘加器为核心的具体实现方法。给出浮点复数乘加器的运行机制后,论述了浮点型乘法器和加法器的结构和执行过程。本方案已通过Altera公司的Cyclone Ⅱ芯片实现。可以快速、精确地实现算法,且实时性强,具有可扩展性。

基于FPGA的复数浮点协方差矩阵实现

基于FPGA的协方差矩阵运算的实现大多采用的是定点计算方式,在运算过程中,存在数据处理动态范围小,容易溢出,截断误差等问题。加之以空间谱估计为研究背景的协方差矩阵运算,大多得到的是针对特殊阵列模型的实对称矩阵,不具备通用性。针对定点运算的不足和该运算的适用范围,研究了浮点运算和复数运算的特点,提出了基于复数矢量的浮点协方差运算的FPGA实现方案。在Altera\stratix\EP1S20F780C7中的仿真和调试结果表明了该方案的有效性。

基于FPGA的高性能卫星导航抗干扰处理器设计与实现

卫星导航接收机多采用阵列天线进行抗干扰处理。为提高阵列天线的抗干扰性能,利用FPGA设计并实现一个基于浮点复协方差矩阵求逆的高性能抗干扰处理器。通过选择合理的求逆方法和资源复用策略解决了算法高复杂度和FPGA有限资源之间的矛盾,利用较少的硬件资源获得了良好的权值计算精度和权值更新速度。仿真测试结果表明,处理器干扰抑制效果显著,可以有效提升卫星导航接收机的抗干扰能力。