Abstract:

太赫兹通信由于具有极大的带宽已成为当前的研究热点，在太赫兹系统中进一步提升系统容量也成为了值得探究的问题。本文利用混合概率和几何整形(PGS)的方案对全电子元件构成的太赫兹系统进行优化，使用成对优化(PO)算法对完成概率整形(PS)后的16阶正交幅度调制(PS-16QAM)的星座点进行位置调整，获得所需的混合概率和几何整形的16阶正交振幅调制(PGS-16QAM)信号。通过测试PS-16QAM、几何整形后的16阶正交幅度调制(GS-16QAM)和PGS-16QAM在不同净速率下对16QAM的优化，验证了混合PGS具有最佳的优化效果。实验证明，当无线传输距离设置为2 m、NGMI阈值设置为0.92时，PGS-16QAM相较于传统的16QAM、PS-16QAM和GS-16QAM，净传输速率分别提升了15.6%、11.8%和3.8%，

Abstract:

海面舰艇间及舰艇与飞行器间存在大容量、抗干扰安全可靠传输需求，太赫兹频段频率高，带宽大，是大容量传输和抗干扰通信的优良手段。针对海上太赫兹通信的特点，分析了我国海面上太赫兹波受水汽衰减的影响；在链路预算与传播可靠度计算的基础上，设计了一套海上太赫兹通信系统，并经过150 m水上实测。在误码率满足2×10^-8的情况下，速率可达520 Mbps，验证了系统的可行性。

Abstract:

为满足传输速率不断提高的要求，未来的通信技术自然会向更高的载波频率发展，太赫兹通信技术成为其实现的一种可能。针对太赫兹通信系统零中频在大带宽背景下存在的I/Q不平衡问题，构建了太赫兹零中频架构下的I/Q不平衡损伤模型，完成了对应窄带和宽带场景下的算法推导和补偿架构设计；针对宽带场景，通过改进代价函数提升算法性能。仿真结果表明，提出算法相较于统计量的算法，均方误差(MSE)提升15 dB。在220 GHz零中频通信系统实验中，提出的窄带算法MSE提升了7 dB，宽带算法在此基础上提升了1 dB。

Abstract:

传统太赫兹倍频源多采用混合集成电路的实现方式，导致太赫兹倍频源存在体积大、封装损耗高、稳定性差等问题。采用栅长2×25 μm的磷化铟(InP)基高电子迁移率晶体管(HEMT)有源器件，利用先进系统设计(ADS)原理仿真和电磁仿真(EM)联合仿真分析的方法设计了一款全单片集成的D波段倍频源。该倍频源采用倍频＋放大的形式设计实现，其中第一级为二倍频电路，第二级采用放大电路。在132~154 GHz范围内，当输入功率为4.5 dBm时，输出功率大于6 dBm，基波抑制比优于31 dBc，三次谐波抑制比优于36 dBc，最大输出功率为9 dBm@144 GHz，对应的变频增益为4.5 dB，该倍频源的芯片面积约为3.1 mm×1.3 mm。该设计为全单片集成的太赫兹源和实现小型化太赫兹源提供了新的选项。

Abstract:

太赫兹波在电磁波谱中处于独特位置，具有高频率、高带宽和高穿透性等特点，在通信、雷达、成像、传感、安检等领域具有广泛的应用前景。倍频器和混频器等变频器件是固态太赫兹系统的关键组成部分。肖特基二极管具有寄生参数低，工艺简单，易于集成等优点，其工作频率已覆盖了整个太赫兹频段。基于肖特基二极管变频器件具有室温工作、频带宽、电子可调性、相位噪声低和灵敏度高等特点，已成为太赫兹收发链路的主流器件。本文综述了近年来肖特基二极管技术的发展，包括其结构和制备方法。此外，还介绍了基于肖特基二极管的倍频器和混频器现状，并对未来的发展趋势进行了探讨。

Abstract:

太赫兹通信是6G时代无线移动通信重要发展方向之一，具有大带宽、低延时的特点，适用于高速无线回传、卫星通信等多种应用场景。本文设计了一款基于中频频率合成的D波段(110~170 GHz)无线通信系统，通过合成n路带宽为2 GHz的中频频率，实现总带宽为(n×2) GHz的D波段宽带无线通信，从而实现超过100 Gbps的传输速率。为验证系统可行性，对所设计的n路通信系统进行了1/n缩比验证，结果表明，利用2 GHz的D波段信道带宽，可实现最高128正交幅度调制(QAM)下11.2 Gbps的空口传输速率以及9.4 Gbps业务传输速率，证明了仅使用一套D波段射频前端的n路中频频率合成系统架构能够低成本地实现D波段宽带高速无线通信。

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脉冲电流注入是研究电子设备高空电磁脉冲(HEMP)效应的重要手段。本文设计了短波天线端口接触式脉冲电流注入实验平台，研究了短波设备接收和发射两种不同工作状态，以及低、中、高3种不同工作频率对注入电流的影响，探索了天线端口防护器分立状态和在线状态下的性能差异，为后续短波天线端口的抗电磁脉冲干扰的性能试验提供了可靠依据。

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为解决大型射电望远镜天线受重力、风和日照影响引起的馈源扰动、反射面表面形变的问题，采用相控阵馈源技术，通过对每个单元进行适当的激励，弥补馈源扰动和反射面表面形变导致的幅相误差。对比了高斯馈源和相控阵馈源在3种不同情况下的性能，仿真结果表明，相控阵馈源不仅可以纠正馈源扰动导致的指向偏差，还可以补偿反射面形变导致的相位误差，提高波束的性能。相控阵馈源将传统机械式形面调整转换为电子式形面补偿，不仅提高了天线的性能，还降低了资源消耗，适用于大型射电望远镜天线。

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设计了一个宽带二维扫描三角栅格多极化发射阵列，阵列天线采用双极化全金属Vivaldi结构。金属Vivaldi天线小型化可满足三角栅格的布阵条件，依据极化形成理论，研究其多极化形成特性以适应更多元化的应用。通过样机实测结果表明，该天线阵在X、Ku频段内(工作带宽3:1)可实现大功率多极化形成；在有源驻波比(VSWR)小于3时，方位面和俯仰面扫描角可达到±30°；等效辐射功率(扫描角±30°内)可达到110 kW；阵列剖面为17 mm。

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电容层析成像(ECT)图像重建算法利用敏感度矩阵作为先验知识，反演管道内介质的分布情况，因此，灵敏度矩阵对图像重建的质量起着至关重要的作用。由于ECT传感器具有软场特性，场域内的灵敏度分布并不均匀，传感器中心区域与边缘区域差异过大，影响重建图像质量。本文提出一种基于Sigmoid函数的灵敏度预处理方法，由仿真实验结果可知，该方法能显著提高灵敏度矩阵的均匀性，并大大提高重建图像的质量：图像空间误差(ISE)降低0.382 5；图像相对误差(RE)降低0.386 5；相关系数(CC)提升0.060 8，验证了此方法在ECT图像重建中的可行性。

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针对红外夜视观瞄系统中的目标凸显需求，提出一种可用于红外图像的目标轮廓提取方法。该方法立足于实时红外成像系统，在分析红外目标图像特性的基础上，通过高斯滤波预处理、对比度增强以及暗背景边缘去除等操作，改善了Sobel算子在红外图像中应用的不足，仿真实现了红外图像目标边缘的准确提取。在现场可编程门阵列(FPGA)实时处理平台验证了算法在红外夜视观瞄系统中的应用效果。结果表明，针对红外夜视观瞄系统的目标轮廓提取方法在FPGA实时系统中具有良好的边缘提取效果，在占用低于2%的硬件资源条件下获得了较为显著的目标凸显性能。

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常规物联网(IoT)环境的多层次威胁溯源主要采用网络数据关系分类实现，忽略了常规数据与威胁数据之间的相似性，导致溯源结果误报数较多。对此，提出基于深度学习与遗传算法的物联网环境多层次威胁溯源方法。建立深度学习神经网络对IoT环境威胁数据进行识别，添加批量标准化操作将常规数据与威胁数据分离，提取多层次威胁数据特征，应用遗传算法得到最优个体，实现威胁数据初始节点的溯源定位。实验结果表明，应用所提方法得出溯源结果误报数较少，溯源结果较为准确，满足IoT环境安全维护的现实需求。

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针对目前情感极性分析中电力咨询短文本的准确性较低的问题，提出一种基于改进潜在狄利克雷分配(LDA)算法的电力用户咨询文本分类算法。在分析电力咨询短文本与情感的关联关系基础上，定义了基于情感词共现袋、主题特殊词以及主题关系词的概念；为提高语义分析的质量，设计了改进LDA算法的电力用户咨询文本分类算法执行流程。实验表明，所提模型表现出优异性能，平均精确度和平均召回率为90.91%和85.03%。所提模型可充分发挥多模型集成优势，有效提升模型性能。

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为解决用电信息采集终端数据传输中的拥堵、延时、丢包率高、吞吐量低等问题，提高缓存利用率和数据传输效率，提出基于时间序列的用电信息采集终端双队列缓存优化算法。对用户用电的时间序列信息进行初步统计，提取用电趋势度量和异常数据检测结果作为上传数据；构建基于优先级的双缓存优化算法的双缓冲队列管理(DBQM-P)，根据不同业务的优先级划分队列，并计算最佳丢弃概率；在双队列缓存模型中实行不同的丢包策略，实现用电信息采集终端数据的高效传输。实验表明：该方法可采集用户时间序列信息，根据业务的优先级缓存数据并上传至用电信息采集系统后台进行显示，大幅提高用电信息采集终端的缓存利用率，增加单位时间内的数据传输量，丢包率最高值仅为0.58%，减少了数据损失，保证了紧急业务与重要业务的信息传递，提高了数据传输的实时性和可靠性。

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为探究氧化铝钝化层结构的CMOS图像传感器在较高电流密度的电子轰击后电子倍增系数减小问题，本文模拟氧化铝钝化层CMOS图像传感器制备工艺方法。在晶向为(100)，掺杂浓度为5×10¹⁸ cm^-3的P型硅表面制备氧化铝钝化层，模拟电子束轰击CMOS图像传感器的条件，对制备P型硅样品表面进行轰击，并利用高频C-U测试装置对该样品轰击前、后的高频C-U曲线进行测试。根据测试数据及SRH理论和少数载流子输运方程分析，得出电子轰击引起该型图像传感器钝化层内部正电荷沉积，以及硅界面缺陷态密度增加，是引起其电子倍增系数减小的内在原因。

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掩码技术所具有的混淆特性可加大攻击者对电路逻辑值的分析难度，与双轨预充电技术相结合可进一步起到抗功耗攻击的作用。掩码技术和双轨预充电技术的采用需要对电路的输入和输出信号进行相应的处理。据此，本文提出了单-双轨转换逻辑电路，可实现单轨信号和双轨信号的相互转换。之后提出了掩码转换逻辑电路，可实现电路的输出值根据掩码值转换。最后进一步提出了单-双轨掩码逻辑结构，形成一个具有抗功耗攻击性能的电路设计方案。以上逻辑电路经过了Hspice仿真验证，具有正确的逻辑功能，为抗功耗攻击电路的设计提供了一种思路。

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选择有效的方案实现智能电网中的双向实时通信至关重要，电力线载波(PLC)技术提供了一种适合中国国情的低成本解决方案。介绍了OFDM PLC调制技术的优势，通过分析低压电力线通信信道输入阻抗，建立了低压电力线载波模块系统模型。并在关于电力线信道的研究基础上，设计了基于低压电力线的高速载波模块。测试结果表明，该载波模块设计方案具有较高的接收灵敏度和抗噪声能力。

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随着互联网的应用发展，用户对带宽的需求日益增大。同时，伴随着宽带接入技术的发展，终端可以同时具有多条网络链接，然而传统传输控制协议(TCP)采取单路通信，因而造成资源浪费。为此，IETF专门提出了多路径TCP(MPTCP)来实现TCP的多路传输，从而提高链路利用率和协议鲁棒性。本文对国内外MPTCP的最新研究成果进行了总结，包括MPTCP的体系结构、路由和拥塞控制等内容，可为国内研究者进一步深入研究提供参考。

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针对传统测量方法和测量仪器无法准确测量失真正弦波或非正弦信号有效值的问题，提出利用美国AD公司的真有效值检测单块集成电路AD536A测量任意高频信号真有效值的方法。从理论上说明平均值测量法测量的有效值与真有效值的区别，分析了当前有效值测量方法的缺点，设计了真有效值检测电路。实验表明，该测量方法和检测电路能实现对任意高频信号真有效值的测量。

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太赫兹光电子学的兴起推动了太赫兹波产生、传输和探测3方面理论和器件的快速发展。通过调控亚波长金属结构与太赫兹波相互作用的特异光学响应，太赫兹超材料和超表面器件已在太赫兹光束整形、导波和调制方面显示了巨大的潜力和优势，并可能推动太赫兹光源和探测器的发展。进一步发展和丰富太赫兹超材料和超表面器件，也将对太赫兹波在传感、通信和雷达等应用方面产生有益影响。本文综述了首都师范大学超材料与器件课题组近年来在太赫兹波段开展的基于超材料和超表面材料的光谱调制器件、光场调制衍射光学元件和主动光学元件的工作，介绍了超材料与器件的基本物理理论以及相应的实验研究成果，希望能够推动超材料与超表面太赫兹调制器件的发展与应用。

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针对目前井下人员定位系统存在的问题，提出一种基于步行者航位推算的辅助定位方法。利用低成本的惯性测量单元(IMU)和磁力计，设计稳定的姿态与航向参考系统(AHRS)，利用惯性导航的相关理论，并通过分析人员步行姿态，进行零速修正(ZUPT)，组成步行者航位推算系统，对井下人员进行实时航位推算。以实验室大楼走廊模拟井下矿道环境进行航位推算实验，实验结果表明，本方法对人员行走距离和方向做出良好的推算，能成为现有井下定位的有效补充，提高人员定位精确度。

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针对微应变片的高精密度、高线性度、高稳定度及较高增益的测量要求，采用仪用放大器AD625为核心器件，通过将精密匹配的电阻对安装于器件的恒温位置的巧妙设计，尽可能地消除电路中存在的共模电压，由于电路布局使匹配电阻的温度变化基本一致，也极大地降低了温度漂移的影响，从而获得了一种适用于微应变计测量的高性能差动放大电路，其增益的线性度达到约0.01%的水平，共模抑止比达到129 dB。

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因对半导体器件进行安全、快捷、无损伤的辐射效应研究及验证的迫切需求，激光模拟辐射电离效应方法应运而生，并得到了国外科研界的推动和认可。相比于大型地面辐射模拟装置，激光模拟方法具有许多独特优势，可为深入认识半导体器件辐射效应，开展有针对性的抗辐射加固设计提供重要的补充手段，其研究在理论和应用方面均具有重要意义。本文简要叙述了γ射线、激光与半导体器件相互作用产生电离效应的主要机理，归纳了激光模拟的物理基础和主要特点，总结了国内外发展的情况，深入分析了当前研究存在的问题，并提出了开展研究可以采取的手段和方法。最后展望了未来值得进一步探索的研究内容和方向。

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介绍了太赫兹频段引信天线的优缺点与背景需求。为实现太赫兹频段引信天线工程应用，分析了介质透镜天线在太赫兹频段的工作原理及应用特点，采用H面喇叭嵌装介质透镜天线形成太赫兹频段引信天线，可以有效缩短H面喇叭天线的纵向尺寸。并利用透镜的偏焦技术形成不同波束倾角的引信天线，对不同波束倾角的太赫兹引信天线进行了仿真计算，仿真计算结果验证了该技术方案的可行性。

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超宽频带传输在短距离内(通常10 m范围内)利用自身的带宽优势，可以通过较低的能量(功率谱密度小于-41.3 dBm/MHz)和较大带宽(超过500 MHz)进行高速通信(100 Mb/s以上，理论上可以达到1 Gb/s)。超宽频带通信技术与多入多出技术的结合还可以进一步增加通信容量。作为超宽带通信应用中重要的一环，超宽频带天线的优化设计显得尤为重要。超宽频带天线为带宽超过500 MHz或相对带宽大于20%的宽频天线。本通信选取最具代表性的Vivaldi天线为例，通过统计优化算法对多目标任务进行优化，得到130 mm ×100 mm尺寸天线的-10 dB带宽达2.4 GHz。该设计方法对宽频带、多参数天线设计有较好的借鉴。

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伪码跟踪环的设计是实现非相干扩频接收机的关键环节。为了实现非相干扩频接收机的伪码跟踪，设计了能量归一化的延迟锁定跟踪环，给出了环路的实现结构及环路参数的计算方法。分析了非相干扩频的特点，指出环路设计的关键点，在此基础上阐述了码环鉴别器、环路滤波器、超前滞后码发生器的设计及实现方法，并给出一套具体的实现参数。Modelsim仿真结果及FPGA实测数据表明所设计的环路能对伪码进行精确跟踪。

Abstract:

针对ISO14443,ISO15693和Tag-it等多种协议，提出了一种新型的基于高级RISC微处理器(ARM)的射频识别系列通用射频卡读卡器的电路设计，并使用加密模块实现了在操作过程中对数据流的加密。介绍了系统组成、工作原理和工作流程，给出了加密电路和射频网络的详细硬件设计，对该设计结果进行了测试及分析，结果表明该电路能对有效范围内的多种类型的卡准确无误地读写和加密。

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TMS320DM642平台上实现TCP/IP通信，可为嵌入式多媒体系统的网络应用提供技术支持。分析TMS320DM642芯片功能和LWIP(轻量级网络协议)层次结构，通过LWIP的移植，实现TMS320DM642非NDK(网络开发者套件)解决方案的TCP/IP网络通信，实例验证了LWIP移植方法的有效性。

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为了提高调制器的灵活性和可扩展性，设计了一个中心频率和符号速率可调，且支持多种调制体制的高速通用数字调制器方案，并能产生中频为80 MHz，带宽为7.936 5 MHz的正交相移键控(QPSK)信号和16QAM(正交幅度调制)信号。集中论述基于软件无线电的通用调制算法、符号映射原理和高速成形滤波模块的具体实现。测试结果表明，该方案开放性好，结构简单，体积小，具有一定的实用性和通用性。

Abstract:

作为一种快速精确进行超越函数运算的方法，坐标旋转数字计算(CORDIC)算法在现代工程实践中获得了广泛应用。本文简要介绍了该算法的基本原理，给出了具体的计算方法，并以双曲正余弦函数的求取为例，给出了CORDIC算法在FPGA中的实现方法，在集成综合环境(ISE)平台上进行了仿真。结果表明，由于采用了流水线结构，算法精度较高，实时性较好。另外，通过Matlab相应的算法进行了仿真，得出迭代次数和计算误差之间的关系曲线，有助于实际应用中选择迭代次数。

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空间光调制技术广泛应用于阈值开关、高速光互连、光逻辑运算等领域，对光信号的实时快速寻址有极高的要求。与电寻址方式相比，光寻址采用并行寻址，速度快，分辨率高，具有更大的优势。但在实际应用中，如何实现快速稳定的光寻址成为空间光调制的关键。本文以ZnO薄膜作为光导层，构造光寻址液晶空间光调制器，更好地实现了对读出光光强和相位的二维空间分布的调制。

Abstract:

高速数据采集系统是现代雷达信号处理不可缺少的重要组成部分。文章以宽带侦察接收机信号处理为应用背景，论述了一种基于带通采样的高速数据采集系统的设计方案。该方案以Xilinx公司Virtex-5系列FPGA为平台，控制高速模数转换器ADC08D1000，完成数据采样、传输、存储、信号处理功能，并选取高速FIFO作为存储设备，解决数据率转换问题。该系统实现了软件、硬件设计，测试结果验证了方案的可行性。

Abstract:

针对传统的油田GIS系统存在的不足，包括客户机/服务器(C/S)模式运维不便，无法在线实时绘制兴趣点(POI)，不能根据区域进行分割定位等方面，提出了相应的解决方案，设计并实现了基于AJAX+JSON+HTML5组合技术的浏览器/服务器(B/S)架构油田信息查询系统。实验结果显示，POI实时绘制功能和区域分割功能提高了交互性，丰富了用户体验，满足油田应用的实际需求，为多元化网络服务的发展铺垫了道路。

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对于THz频段的检测器，当器件的尺寸远远小于检测信号的波长时，可以获得快速的响应速度，但耦合信号的能力会下降。为了提高检测器的信号耦合能力，需要借助天线收集信号。因此天线的性能直接决定着器件的响应频段及灵敏度等参数指标。六氮五铌(Nb5N6) 微测热辐射计太赫兹检测器采用平面集成天线的方式来耦合信号，平面天线通过微加工技术，经过光刻、剥离等过程，集成在基片上，Nb5N6置于平面天线的中心。针对0.32 THz的中心频率，尝试采用电容耦合信号的设计方法，提高了Nb5N6的信号耦合能力。

Abstract:

为实现高频地波雷达中的多目标跟踪，有效利用多普勒量测改善系统性能，采用多假设数据关联算法的多目标跟踪系统，提出了多普勒速度优先的二重波门设置和基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的多假设算法。基于EKF的多假设算法，直接利用EKF过程中得到的参数更新观测向量方差，计算假设的概率，实现多假设数据关联。建立仿真场景，验证了二重波门设置能有效减少杂波干扰，并将基于EKF的多假设算法与独立假设下引入多普勒速度的关联算法比较，结果表明基于EKF的多假设算法在高频地波雷达这种较高杂波密度条件下效率更高，捕捉航迹和滤除虚假点迹的能力更强。

Abstract:

针对GMSK混合信号的单通道盲分离问题进行了研究。由于不能直接采用逐幸存路径处理(PSP)算法对GMSK混合信号进行分离，考虑对GMSK信号作线性近似处理，使得GMSK混合信号适用于PSP算法。该算法通过在符号序列和信道参数组成的联合空间进行最大似然估计，保留最优路径，输出符号对，从而获得分离信号。仿真结果表明，使用PSP算法对GMSK混合信号进行分离的误码率性能略优于粒子滤波算法误码率性能，但复杂度远低于粒子滤波算法。

Abstract:

针对汽车牌照的自动识别中倾斜问题，对Hough变换提出了新的用法。首先，根据灰度确定汽车图像中车牌的位置和范围，取出包含车牌的子图像；然后对子图像中的点作二级Hough变换算法，计算出子图像中主要直线的角度，该角度被认为是车牌的倾斜角度；最后，用插值旋转的方法进行校正。仿真实验验证了本文算法的有效性。

Abstract:

基于代理签名理论和前向安全签名理论，提出了一个前向安全的强代理签名方案，其安全性建立在求离散对数和模合数求平方根是困难的这两个假设的基础上。此方案同时对代理签名人和原始签名人的权益提供了保护，攻击者即使在第i时段入侵系统，也无法伪造第i时段之前的签名，因而具有较高执行效率和较强的安全性。

Abstract:

从普遍接受的三个基本假设出发，讨论环境因子的定义和失效机理不变的约束条件，重点综述环境因子的研究现状和常用方法，并探讨引入反应论模型解决环境因子预测问题的可能途径。

Abstract:

从硬目标灵巧引信方案设计的角度出发，提出并分析了影响高G值加速度计所敏感的加速度值的几个关键因素：目标介质、着角、着速、加速度传感器安装位置、运载平台等对弹体倾彻性能的影响；在分析的基础上，对硬目标灵巧引信进行了初步的方案探讨；最后，给出了一设计实例。

Abstract:

盲信号分离是近几年才发展起来，用于解决从混合观测数据中分离源信号的一门新技术，已在许多领域获得了广泛应用。本文介绍了盲分离的主要理论和两大类实现方法——独立分量分析和非线性主分量分析，并在此基础上介绍了实现盲信号分离的不同算法、在非线性混合情况下的算法以及盲信号分离将来的发展方向。