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基于数据流架构的NTT蝶式计算加速
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作者 石泓博 范志华 +4 位作者 李文明 张志远 穆宇栋 叶笑春 安学军 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第6期1547-1561,共15页
全同态加密(fully homomorphic encryption,FHE)因其在计算全过程中保持数据加密的能力,为云计算等分布式环境中的隐私保护提供了重要支撑,具有广泛的应用前景.然而,FHE在计算过程中普遍存在运算复杂度高、数据局部性差以及并行度受限... 全同态加密(fully homomorphic encryption,FHE)因其在计算全过程中保持数据加密的能力,为云计算等分布式环境中的隐私保护提供了重要支撑,具有广泛的应用前景.然而,FHE在计算过程中普遍存在运算复杂度高、数据局部性差以及并行度受限等问题,导致其在实际应用中的性能严重受限.其中,快速数论变换(number theoretic transform,NTT)作为FHE中关键的基础算子,其性能对整个系统的效率具有决定性影响.针对NTT中的核心计算模式--蝶式(butterfly)计算,提出一种基于数据流计算模型的NTT加速架构.首先,设计面向NTT蝶式计算的RVFHE扩展指令集,定制高效的模乘与模加/模减运算单元,以提升模运算处理效率.其次,提出一种NTT数据重排方法,并结合结构化的蝶式地址生成策略,以降低跨行列数据交换的控制复杂度与访问冲突.最后,设计融合数据流驱动机制的NTT加速架构,通过数据依赖触发方式实现高效的片上调度与数据复用,从而充分挖掘操作级并行性.实验结果表明,与NVIDIA GPU相比,提出的架构获得了8.96倍的性能提升和8.53倍的能效提升;与现有的NTT加速器相比,所提架构获得了1.37倍的性能提升. 展开更多
关键词 数据流 全同态加密 ntt算法 蝶式计算 RISC-V指令集
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格基后量子密码的可重构NTT运算单元与高效调度算法研究
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作者 付秋兴 李伟 +2 位作者 别梦妮 陈韬 南龙梅 《电子学报》 北大核心 2025年第4期1182-1191,共10页
为进一步提高格基后量子密码算法中多项式乘法的运算速率,同时考虑到不同格基密码中多项式乘法参数各异的现状,本文提出了一种面向高速的可重构数论变换(Number Theoretic Transforms,NTT)运算单元,并提出了相应的数据调度方案解决时序... 为进一步提高格基后量子密码算法中多项式乘法的运算速率,同时考虑到不同格基密码中多项式乘法参数各异的现状,本文提出了一种面向高速的可重构数论变换(Number Theoretic Transforms,NTT)运算单元,并提出了相应的数据调度方案解决时序冲突和空间冲突问题.本文首先分析了不同格基后量子密码算法中NTT算法的运算特征,提出一款4×4的可重构运算单元,满足不同位宽的基2/3/4-NTT运算需求.其次,基于上述硬件设计提出了一种针对基4-NTT算法的数据调度方案,解决了高并行多流水级设计下的时序冲突问题.最后,提出了基于m-着色算法的多Bank数据存储方案,解决数据访问冲突的问题.实验结果表明,本文设计的硬件结构具备实现基2/3/4-NTT及其逆运算功能,能够支持Kyber、Dilithium在内的多种格基后量子密码算法,硬件支持最大并行度为4.为进一步验证本文硬件设计的优越性,在Xilinx Virtex-7器件上进行实验验证,工作频率达169 MHz,可在0.40μs内完成NTT算法功能,ATP降低约42%;在40 nm CMOS工艺节点进行综合实现,与现有的设计相比,本文的硬件设计AT积降低18%~90%. 展开更多
关键词 后量子密码 ntt 可重构 并行化 高速
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后量子密码中基于NTT的低成本多项式乘法器硬件设计与实现
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作者 阚瑞晨 肖昊 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期1336-1343,共8页
在后量子密码(post-quantum cryptography,PQC)算法CRISTALS-Kyber中,多项式乘法计算占据主要部分,而快速数论变换(number theoretic transform,NTT)可以降低多项式乘法的复杂度,因此简洁高效的NTT架构设计对整个算法实现至关重要。文... 在后量子密码(post-quantum cryptography,PQC)算法CRISTALS-Kyber中,多项式乘法计算占据主要部分,而快速数论变换(number theoretic transform,NTT)可以降低多项式乘法的复杂度,因此简洁高效的NTT架构设计对整个算法实现至关重要。文章针对基于存储器的NTT/INTT提出一种硬件友好的两级迭代地址访问算法,并设计一种串行两级迭代硬件架构。该架构在计算NTT/INTT时1/2中间系数由前级蝶形单元(butterfly unit,BFU)提供,以节省BRAM数量、简化电路结构,并且能实现NTT-INTT数据流共用,从而进一步简化控制逻辑;为实现完整的多项式乘法,设计配置BFU以完成对位系数相乘(point-wise multiplication,PWM)。该架构最终被部署在Xilinx Artix-7上,运行结果表明,与当前最先进设计相比,文章设计的架构LUT、FF、BRAM资源分别减少了30%、23%、25%,且ATP(area-time product)性能相较于已有设计提升了10%~40%。 展开更多
关键词 后量子密码 Kyber算法 快速数论变换(ntt) 多项式乘法器 内存访问
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基于NTT/INTT优化的LAC格密码高速专用硬件实现
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作者 朱益宏 王汉宁 +4 位作者 朱文平 韩栋钧 罗一杰 张奥扬 刘雷波 《微电子学与计算机》 2025年第10期187-195,共9页
随着量子计算机和量子算法的发展,抗量子密码算法(又称后量子密码算法)被提出用来抵抗潜在的量子攻击。目前,对于LAC(Lattice-based Asymmetric Cryptography)算法的硬件实现与性能评估的研究工作仍相对缺乏。对LAC算法进行了硬件评估,... 随着量子计算机和量子算法的发展,抗量子密码算法(又称后量子密码算法)被提出用来抵抗潜在的量子攻击。目前,对于LAC(Lattice-based Asymmetric Cryptography)算法的硬件实现与性能评估的研究工作仍相对缺乏。对LAC算法进行了硬件评估,提出了一种适应LAC小素数的数论变换硬件结构以及一系列BCH解码电路模块。基于28 nm工艺完成了电路实现,芯片面积为1.7 mm^(2),密钥生成、加封、解封分别达到了12561、15614、21072时钟周期,频率为500 MHz,是目前唯一一个面向LAC算法的全硬件实现。 展开更多
关键词 抗量子密码算法 硬件实现 数论变换 密码芯片
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面向格密码的可配置基-4 NTT硬件优化与实现 被引量:1
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作者 周清雷 韩贺茹 +1 位作者 李斌 刘宇航 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期163-179,共17页
针对数论变换(NTT)优化格密码算法中的多项式乘法问题,以及NTT设计趋向多应用场景的需求,提出了一种面向格密码的可配置基-4 NTT硬件结构。通过分析基-4 NTT/INTT(Inverse NTT)算法流程,设计了高效的现场可编程门阵列(FPGA)整体结构。... 针对数论变换(NTT)优化格密码算法中的多项式乘法问题,以及NTT设计趋向多应用场景的需求,提出了一种面向格密码的可配置基-4 NTT硬件结构。通过分析基-4 NTT/INTT(Inverse NTT)算法流程,设计了高效的现场可编程门阵列(FPGA)整体结构。该结构具备参数化的运行时可配置性和满足多样化需求的编译时可配置性,以流水线方式构建基-4 NTT统一化蝶形单元,并对模除、模约减等关键模块进行优化,提高了计算效率和可配置性。此外,提出可配置多RAM存储优化设计方案及数据存储分配算法,以避免内存冲突、提高数据访问效率。与相关方案的对比及分析表明,以Dilithium算法为例,所提方案不仅具有较高的工作频率,还实现了面积上高达54.3%的优化和吞吐量高达2倍的提升,能够充分发挥FPGA的计算优势。 展开更多
关键词 数论变换 格密码 多项式乘法 现场可编程门阵列 蝶形单元
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基于NTT的高效多项式乘法器设计及其FPGA实现
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作者 刘笑帆 肖昊 +1 位作者 赵延睿 胡越 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第11期1498-1504,共7页
基于快速数论变换(number theoretic transform,NTT)的多项式乘法运算是后量子密码(post-quantum cryptography,PQC)的重要组件,提高多项式乘法器的运算速度至关重要。文章基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)提... 基于快速数论变换(number theoretic transform,NTT)的多项式乘法运算是后量子密码(post-quantum cryptography,PQC)的重要组件,提高多项式乘法器的运算速度至关重要。文章基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)提出一种输入位宽为14位、长度为1024的高效多项式乘法器硬件加速方案,设计一种无冗余可重用的蝶形运算单元电路。通过提高部分运算的并行度,实现模乘器接近100%的利用率,降低整个多项式乘法运算的迭代周期,提高整体运算速度。该乘法器最终被部署在Xilinx Artix-7 FPGA开发板上,实验结果表明,电路的最高工作频率为238 MHz,多项式乘法运算的总体用时为35.59μs,对比现有的硬件设计,该文提出的电路运算效率提高36.9%。 展开更多
关键词 后量子密码(PQC) 多项式乘法器 快速数论变换(ntt) 模乘 现场可编程门阵列(FPGA)
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NTT——数论变换算法在图像压缩技术中的应用研究 被引量:7
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作者 张虹 张小飞 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第8期887-892,共6页
提出了一种全新的图像数据压缩算法 ,即数论变换 (Number Theory Transformation,NTT)算法 .证明了在以正整数 p为模的整数环 Zp 上 NTT是线性正交变换 ,以及在 Zp 上具有卷积特性等 .设计了具有 FFT类型的快速算法 ,该算法可采用移位... 提出了一种全新的图像数据压缩算法 ,即数论变换 (Number Theory Transformation,NTT)算法 .证明了在以正整数 p为模的整数环 Zp 上 NTT是线性正交变换 ,以及在 Zp 上具有卷积特性等 .设计了具有 FFT类型的快速算法 ,该算法可采用移位操作实现 ,其速度优于 DCT变换 .最后通过实例比较 ,说明了该算法在图像数据压缩中表现出运算速度快、精度高和压缩效果好等优点 .NTT算法的研究 。 展开更多
关键词 图像压缩 ntt 数论变换算法 多媒体 图像处理
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嗜碱芽孢杆菌NTT33β-甘露聚糖酶的特性研究 被引量:5
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作者 杨清香 李学梅 李用芳 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1999年第3期70-74,共5页
本文研究了嗜碱芽孢杆菌( Bacillus alkalophilic) N T T33β- 甘露聚糖酶的产生条件和酶学性质.其产酶的最佳碳源为 1% 槐豆角,最佳氮源为 1% 蛋白胨+ 0.2% 酵母膏,发酵培养36h 产酶量最... 本文研究了嗜碱芽孢杆菌( Bacillus alkalophilic) N T T33β- 甘露聚糖酶的产生条件和酶学性质.其产酶的最佳碳源为 1% 槐豆角,最佳氮源为 1% 蛋白胨+ 0.2% 酵母膏,发酵培养36h 产酶量最高(达 61.3u/m l).甘油、葡萄糖、甘露醇等对产酶有强的阻遏作用.经分离纯化后测得纯酶的分子量为38.9 K D,等电点 p I为3.0,酶反应最适 p H 为 9.0~10.0,最适温度为80℃,稳定 p H 为6.0~9.0,稳定温度为60℃以下,金属离子中 Cu2+ , Ba2+ , M g2+ , Al3+ , Co2+ 对该酶有一定的激活作用,而 Ag+ , Hg2+ , Mn2+ 展开更多
关键词 嗜碱芽孢杆菌 Β-甘露聚糖酶 ntt33
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基于FPGA的有限域NTT算法设计与实现 被引量:4
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作者 谢星 孙玲 +1 位作者 黄新明 韩赛飞 《现代电子技术》 北大核心 2020年第9期79-82,共4页
大数乘法是公钥加密系统中最为核心的模块,同时,也是RSA、全同态等加密方案里最耗时的模块,因此,快速实现大数乘法是急需解决的问题。64K点有限域NTT作为大数乘法器的关键组件,文中采用并行架构实现NTT的运算,运算中基本采用加法和移位... 大数乘法是公钥加密系统中最为核心的模块,同时,也是RSA、全同态等加密方案里最耗时的模块,因此,快速实现大数乘法是急需解决的问题。64K点有限域NTT作为大数乘法器的关键组件,文中采用并行架构实现NTT的运算,运算中基本采用加法和移位操作,以保证实现大量的并行处理,提高了处理速度。该组件在Stratix-V FPGA上得到了实现,工作在123.78 MHz频率下,运行结果表明,在FPGA上的效率是CPU上运行速度的60倍。运行结果与GMP运算库进行比较,验证了有限域64K点NTT算法的正确性。 展开更多
关键词 有限域ntt算法 FPGA平台 全同态加密 大数乘法 并行处理 运行速度比较
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嗜碱细菌NTT33碱性β-甘露聚糖酶的纯化与性质研究 被引量:9
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作者 杨清香 曹军卫 《武汉大学学报(自然科学版)》 CSCD 1998年第6期761-764,共4页
报道了嗜碱芽孢杆菌NTT33产生的碱性β-甘露聚糖酶经纯化后,在PAGE电泳上呈现一条蛋白带,分子量为3.89×107,等电点为3.0~4.0,酶反应最适pH为9.0~10.0,最适作用温度为80℃,稳定pH为6... 报道了嗜碱芽孢杆菌NTT33产生的碱性β-甘露聚糖酶经纯化后,在PAGE电泳上呈现一条蛋白带,分子量为3.89×107,等电点为3.0~4.0,酶反应最适pH为9.0~10.0,最适作用温度为80℃,稳定pH为6.0~9.0,稳定温度为60℃以下.金属离子Cu2+,Ba2+,Mg2+,Al3+,Co2+对该酶有一定的激活作用,而Ag+,Hg2+,Mn2+对该酶有明显抑制作用,经薄层层析鉴定,该酶水解槐豆胶后产生葡萄糖、甘露糖以及低聚糖. 展开更多
关键词 嗜碱芽孢杆菌 碱性 Β-甘露聚糖酶 提纯 ntt33
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嗜盐嗜碱芽孢杆菌NTT76启动子和信号肽序列的克隆及表达
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作者 陈建军 曹军卫 苏莉 《武汉大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期471-476,共6页
利用启动子信号肽探测型质粒 p GPB14 ,从嗜盐嗜碱芽孢杆菌 NTT76的总基因组中克隆具有启动子和信号肽功能的 DNA片段 .共得到 4 1个转化子 ,其氨苄青霉素抗性水平在 10 0 0~ 12 0 0 0 m g/ L之间 .从 3个不同抗性水平的转化子中提取... 利用启动子信号肽探测型质粒 p GPB14 ,从嗜盐嗜碱芽孢杆菌 NTT76的总基因组中克隆具有启动子和信号肽功能的 DNA片段 .共得到 4 1个转化子 ,其氨苄青霉素抗性水平在 10 0 0~ 12 0 0 0 m g/ L之间 .从 3个不同抗性水平的转化子中提取重组质粒 ,酶切显示 ,外源插入片段在 10 0~ 5 0 0 bp之间 .将重组质粒转化枯草芽孢杆菌 ,也同样使枯草芽孢杆菌具有分泌β-内酰胺酶的功能 .β-内酰胺酶活力测定表明 ,大肠杆菌产生的酶主要积累在周质空间 ,而枯草芽孢杆菌产生的酶主要分泌在胞外 .对外源插入片段进行序列测定发现 ,所有片段中均含有启动子区、核糖体结合位点和信号肽编码区域 . 展开更多
关键词 嗜盐嗜碱芽杆菌 启动子 信号肽 ntt76 基因克隆 基因表达 基因工程
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移动支付之案例篇 NTT DoCoMo移动支付业务运作模式分析 被引量:5
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作者 门凤超 《通信世界》 2008年第1期27-28,共2页
NTT DoCoMo是移动支付业务开展得最好的运营商之一,采用的技术是日本索尼公司研发的FeliCa IC智能芯片技术。NTT DoCoMo在开展移动支付方面有很多经验值得借鉴。
关键词 移动支付业务 DOCOMO 运作 日本索尼公司 芯片技术 业务开展 ntt 运营商
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NTT DoCoMo 3G发展的成功经验 被引量:3
13
作者 陈凯 《信息网络》 2006年第3期24-27,共4页
关键词 DOCOMO 日本ntt 成功经验 3G 全球发展 WCDMA FOMA 用户
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NTT:一种图像压缩的新算法
14
作者 张虹 张小飞 《计算机科学》 CSCD 北大核心 1999年第11期76-78,85,共4页
1 图像压缩技术近几年来多媒体技术以其强大的生命力在全球逐步形成了一股不可阻挡的洪流。多媒体数据与传统的数据有很大差别,它具有数据类型多、数据量大等特点。随着多媒体技术的发展,对于多媒体数据特别是视频图像进行实时处理的需... 1 图像压缩技术近几年来多媒体技术以其强大的生命力在全球逐步形成了一股不可阻挡的洪流。多媒体数据与传统的数据有很大差别,它具有数据类型多、数据量大等特点。随着多媒体技术的发展,对于多媒体数据特别是视频图像进行实时处理的需要越来越迫切。因此,图像压缩处理技术成为多媒体信息处理的关键技术之一。 展开更多
关键词 图像压缩 算法 图像编码 ntt 多媒体 信息处理
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NTT DoCoMo的融合通信之道 被引量:1
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作者 何叶 王丹 《通信企业管理》 2015年第4期36-37,共2页
面对OTT企业大举入侵通信行业,国内外的运营商都感受到了前所未有的压力,因此,必须在传统的通信业务之外扩展自己的业务领域,抓住新的收入来源,而融合通信或许是一个不错的选择。本文将从分析日本NTT Do Co Mo推出的一系列紧贴用户需要... 面对OTT企业大举入侵通信行业,国内外的运营商都感受到了前所未有的压力,因此,必须在传统的通信业务之外扩展自己的业务领域,抓住新的收入来源,而融合通信或许是一个不错的选择。本文将从分析日本NTT Do Co Mo推出的一系列紧贴用户需要的融合通信产品和业务入手,介绍NTT Do Co Mo的融合通信之道,了解该公司是如何开辟能同移动通信技术形成协同效应的新增长领域的。据了解,NTT Do Co Mo曾经推出“中期愿景2015”, 展开更多
关键词 融合通信 ntt DOCOMO 通信业务 移动通信服务 移动支付业务 手机钱包 协同效应 借记 中国电信 银行账户
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日本企业技术预测的实践与启示--以NTT DATA集团为例
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作者 韩秋明 黄红华 《全球科技经济瞭望》 2021年第12期53-61,共9页
本文利用案例研究法,介绍NTT DATA集团2012年至2021年的企业技术预测方法体系、预测逻辑等基本情况,总结其对于信息社会趋势判断的三方面特点,归纳其关注的技术创新趋势主要集中在人工智能、服务创新、IT基础与网络架构、数据技术、生... 本文利用案例研究法,介绍NTT DATA集团2012年至2021年的企业技术预测方法体系、预测逻辑等基本情况,总结其对于信息社会趋势判断的三方面特点,归纳其关注的技术创新趋势主要集中在人工智能、服务创新、IT基础与网络架构、数据技术、生命科学和计算能力六个方面。分析了日本企业技术预测的特点、优势和不足,对充分发挥企业技术预测的作用提出三方面建议。 展开更多
关键词 日本 ntt DATA 企业技术预测 国家技术预测体系 技术创新 信息社会
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NTT DoCoMo的国内外战略 被引量:1
17
作者 周光斌 《世界电信》 2003年第8期5-8,共4页
NTT DoCoMo是日本最大的移动通信公司,主要提供2.5G的i-mode和3G的FOMA服务。DoCoMo在国内的战略是将i-mode构建成开放式的移动网络;实现一步到位的3G战略,推出价格便宜的FOMA服务。但由于准备不足,DoCoMo在推出FOMA服务时出师不利。Do... NTT DoCoMo是日本最大的移动通信公司,主要提供2.5G的i-mode和3G的FOMA服务。DoCoMo在国内的战略是将i-mode构建成开放式的移动网络;实现一步到位的3G战略,推出价格便宜的FOMA服务。但由于准备不足,DoCoMo在推出FOMA服务时出师不利。DoCoM在进军国际市场时注重了地域及合作伙伴的选择。 展开更多
关键词 ntt DoCoMo公司 I-MODE FOMA 移动通信 发展战略
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NTT DoCoMo的i-mode海外发展战略分析 被引量:1
18
作者 邱翔鸥 《当代通信》 2005年第19期42-43,共2页
NTT DoCoMo在日本本土成功推出i-mode业务之后,一直致力于i-mode业务的全球化战略。在推行过程中却并不一帆风顺,经历了从合并、并购、股份投资向战略联盟的转变。DoOoMo发展思路的转变正是现代企业在面临激烈竞争、快速应对市场变化... NTT DoCoMo在日本本土成功推出i-mode业务之后,一直致力于i-mode业务的全球化战略。在推行过程中却并不一帆风顺,经历了从合并、并购、股份投资向战略联盟的转变。DoOoMo发展思路的转变正是现代企业在面临激烈竞争、快速应对市场变化时,优化资源并使利益最大化所采取的最经济有效的手段和措施。 展开更多
关键词 i-mode业务 DOCOMO 海外发展战略 ntt 全球化战略 一帆风顺 现代企业 市场变化 最大化
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NTT的改组及其发展的战略 被引量:1
19
作者 郭福华 《通信世界》 2000年第5期22-23,共2页
关键词 邮政省 通信公司 区域公司 东日本 西日本 民营化 日本电信 ntt 电话业务 电信集团 电话运营商 株式会社 电信运营业 电信业 数据通信 电信
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日本NTT开发的小型SOFC现状
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作者 陈梅 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期987-989,共3页
随着能源短缺和环境问题成为本世纪全球面临的最重要课题,固体氧化物燃料电池(简称SOFC)由于具有燃料适应性强(可直接使用包括天然气、石油液化气、煤气等碳氢化合物燃料气)、能实现大功率和高效发电(能量转换方式不受卡诺循环限制... 随着能源短缺和环境问题成为本世纪全球面临的最重要课题,固体氧化物燃料电池(简称SOFC)由于具有燃料适应性强(可直接使用包括天然气、石油液化气、煤气等碳氢化合物燃料气)、能实现大功率和高效发电(能量转换方式不受卡诺循环限制,能量利用效率也大为提高)及环境友好(几乎不排放任何氮氧化物和硫氧化物, 展开更多
关键词 日本ntt SOFC 固体氧化物燃料电池 能量利用效率 开发 燃料适应性 石油液化气 碳氢化合物
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