通信学报

面向多速率码分多址可见光通信系统的新码集研究

王建萍, 陈丹阳, 路慧敏, 金建力, 冯莉芳

2020, 41(12): 1-7. doi:10.11959/j.issn.1000?436X.2020178

摘要 ( 100 )

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针对无线通信多址接入系统中不同数据流量需求和 VLC 特点，构造了一种适用于多速率码分多址可见光通信系统的正交可变扩频因子-零互相关（OVSF-ZCC）码集，该码集包含可变长度的单极性扩频序列，序列之间保持零互相关特性。假设LED光源辐射为朗伯分布，进一步搭建了应用提出的OVSF-ZCC码集的多速率码分多址可见光通信系统模型，并在此基础上分析了码集构造参数、传输速率、传输距离等参数对该系统性能的影响。结果表明，所构造的OVSF-ZCC码集能够有效降低系统多址干扰（MAI）的影响，并支持多址接入系统中不同用户的多种速率传输。

基于深度学习的ABAC访问控制策略自动化生成技术

刘敖迪, 杜学绘, 王娜, 乔蕊

2020, 41(12): 8-20. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020212

摘要 ( 557 )

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针对访问控制策略的自动化生成问题，提出了一种基于深度学习的ABAC访问控制策略生成框架，从自然语言文本中提取基于属性的访问控制策略，该技术能够显著降低访问控制策略生成的时间成本，为访问控制的实施提供有效支持。将策略生成问题分解为访问控制语句识别和访问控制属性挖掘两项核心任务，分别设计了 BiGRU-CNN-Attention和 AM-BiLSTM-CRF这 2个神经网络模型来实现访问控制策略语句识别和访问控制属性挖掘，从而生成可读、可执行的访问控制策略。实验结果表明，与基准方法相比，所提方法具有更好的性能。特别是在访问控制策略语句识别任务中平均F1-score指标能够达到0.941，比当前的state-of-the-art方法性能提高了4.1%。

基于子图演化与改进蚁群优化算法的社交网络链路预测方法

顾秋阳, 琚春华, 吴功兴

2020, 41(12): 21-35. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020223

摘要 ( 315 )

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基于改进蚁群优化算法与子图演化，提出了一种新型非监督社交网络链路预测（SE-ACO）方法。该方法首先在社交网络图中确定特殊子图；然后研究子图演化以预测图中的新链接，并用蚁群优化算法定位特殊子图；最后针对所提方法使用不同网络拓扑环境与数据集进行检验。结果表明，与其他无监督社交网络预测算法相比，所提SE-ACO方法在多数数据集上的评估结果较好，且运行时间较短，这表明图形结构在链路预测算法中起重要作用。

面向区块链贸易系统的无管理者安全模型

黄龙霞, 王良民, 张功萱

2020, 41(12): 36-46. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020235

摘要 ( 271 )

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针对传统集中式贸易系统中管理者滥用权力问题，提出面向区块链贸易系统的无管理者安全模型，同时解决去管理者的贸易系统由于管理员缺失导致的背书安全、贸易不及时、验证低效、动态低效等问题。所提安全模型基于区块链技术解决传统贸易系统中的中心化集权的问题，采用基于同态认证的公开审计技术实现了无管理者的安全背书、背书密钥更新及贸易的高效验证，引入基于信誉的激励机制保证了贸易的及时性。最后，通过安全证明与性能分析表明了所提安全模型的安全性和可靠性，通信和计算开销均低于IPANM。

基于动态图拉普拉斯的多标签特征选择

李永豪, 胡亮, 张平, 高万夫

2020, 41(12): 47-59. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020244

摘要 ( 324 )

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针对基于图的多标签特征选择方法忽略图拉普拉斯矩阵的动态变化，且利用逻辑标签来指导特征选择过程而丢失标签信息等问题，提出了一种基于动态图拉普拉斯矩阵和实值标签的多标签特征选择方法。该方法利用特征矩阵的稳健低维空间构造动态图拉普拉斯矩阵，并利用该稳健低维空间作为实值标签空间，进一步使用流形约束和非负约束将逻辑标签转化为实值标签，以此来解决上述问题。所提方法与3种多标签特征选择方法在9个多标签基准数据集上进行了对比实验，实验结果表明，所提多标签特征选择方法可得到高质量的特征子集，并且能获得很好的分类表现。

基于软判决下的不删余极化码参数识别

吴昭军, 钟兆根, 张立民, 但波

2020, 41(12): 60-71. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020254

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针对极化码盲识别问题，首先证明了能表征实际极化码码长、码率关系的定理1和定理2及区别冻结比特位和信息比特位的定理3。基于这3个定理，通过遍历可能的码长值，构建了码字矩阵和克罗内克矩阵，然后遍历信息比特位，检测码字空间与疑似对偶空间的校验关系。为了检测校验关系，引入了对数似然比概念，基于其统计特性和最优准则，估计出该遍历码长下的码率及信息比特位置，最终完成参数的识别。仿真结果表明，3个定理的结论与仿真结果一致，且算法具有较强的容错性，在信噪比为6.5 dB、码长为1 024条件下，参数识别率能够达到98%以上。

基于多种提及关系的社交媒体用户位置推断

乔亚琼, 罗向阳, 马江涛, 李晨亮, 张萌, 李瑞祥

2020, 41(12): 72-81. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020229

摘要 ( 388 )

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针对现有基于生成文本和社交关系的联合位置推断方法对社交媒体中异质数据间的位置关联性挖掘不充分的问题，提出了一种基于多种提及关系的社交媒体用户位置推断方法。首先，综合考虑社交媒体文本中用户之间的提及关系、用户对位置指示词的提及关系和用户对地理名词的提及关系，构建包含用户、位置指示词和地理名词3种节点的异质网络；其次，基于共同提及关系提出用户-词语-位置简化算法来构建用户-位置异质网络，将位置邻近的用户更为紧密地联系起来；再次，提出有偏的随机游走算法对图中节点采样以充分探索网络结构，缓解已知位置的稀疏性问题；最后，采用基于多层感知机的神经网络分类器对用户进行位置推断。在 GEOTEXT、TW-US 和TW-WORLD这3个代表性Twitter数据集上的实验结果表明，所提方法可显著提高用户位置推断准确率。

基于区块链的可溯源访问控制机制

谢绒娜, 李晖, 史国振, 郭云川, 张铭, 董秀则

2020, 41(12): 82-93. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020232

摘要 ( 911 )

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为提高数据访问流转控制的透明性、访问流转的可溯源，提出了一种基于区块链的可溯源访问控制机制。所提机制将访问控制策略以智能合约的形式部署在区块链上，通过执行分布式的智能合约实现访问控制策略的评估，确保整个访问授权过程的无中心、透明性和可溯源；采用链下和链上相结合的方式，将客体存储在链下数据服务器，通过客体存储地址和摘要值等信息生成客体索引存储在客体区块链上；日志区块链详细记录了客体访问授权过程和访问过程，任何错误行为都不可修改地记录在区块链上。通过安全性分析，所提机制在保证客体资源隐私性的前提下，实现了访问授权无中心、透明性和可溯源。

基于相干双光频梳的微波光子信道化接收技术研究

陈博, 樊养余, 高永胜

2020, 41(12): 94-99. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020176

摘要 ( 345 )

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为了满足宽带通信的发展需求，提出了一种基于相干双光频梳的微波光子信道化接收机，所用的光频梳仅需一个双平行马赫-曾德尔调制器就可生成，平坦度高，外带抑制比高，自由谱范围灵活可调，并且有效简化了接收机的复杂程度。在I/Q解调模块中，利用平衡探测方法不仅有效抑制了二阶交调失真和直流偏移，还提高了接收机的动态范围，同时利用电耦合器配合电带通滤波器解决了超外差架构普遍存在的镜像干扰问题，最终实现了5 GHz带宽射频信号的信道化接收。

面向多椭圆曲线的高速标量乘法器设计与实现

于斌, 黄海, 刘志伟, 赵石磊, 那宁

2020, 41(12): 100-109. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020226

摘要 ( 350 )

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针对现有标量乘法器不能适用于多椭圆曲线且运算开销较大的问题，设计了一种能应用于两类素数域椭圆曲线的高速标量乘法器。首先，在标量乘算法上，对secp256r1曲线的基点采用Comb算法，对普通点采用Shamir算法，对 Curve25519 曲线使用蒙哥马利阶梯算法；然后，优化了点加和倍点运算的操作步骤，并对点加中 Z=1的情况进行简化设计，有效减少计算周期数；最后，采用快速模约简实现模乘，设计了 Curve25519 的快速模约简算法。整个设计充分考虑复用，在55 nm CMOS工艺下需1 022×10³个等效门，在secp256r1和Curve25519上计算普通点标量乘，运算速度分别为15.3万次/秒和15.8万次/秒，其中secp256r1上的运算速度是现有设计的1.9倍。

基于空时编码的轨道角动量复用海洋无线光通信系统的传输特性仿真

尹霄丽, 郑桐, 孙志雯, 张兆元

2020, 41(12): 110-117. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020253

摘要 ( 247 )

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为了解决轨道角动量复用水下无线光通信系统中海洋湍流引起的信道串扰问题，对空时编码技术在该系统中的应用进行了研究。基于Rytov近似，利用协方差法和插值法产生了具有相关性的随机相位屏，模拟了时变的海洋湍流信道对轨道角动量信号的影响，仿真分析了采用空时编码的轨道角动量复用光通信系统传输特性、时变湍流屏的相位结构函数以及轨道角动量光束经时变仿真信道后的探测概率分布，仿真结果符合理论预期。仿真结果显示利用空时编码技术能够有效降低海洋湍流对系统误比特率的影响。

基于DA优化模糊神经网络的异构无线网络接入选择算法

钱志鸿, 冯一诺, 孙佳妮, 王雪

2020, 41(12): 118-127. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020230

摘要 ( 180 )

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针对异构无线网络的接入选择问题，在考虑用户业务类型和网络状态的前提下，提出了一种基于蜻蜓算法优化模糊神经网络的异构无线网络接入选择算法。针对模糊神经网络收敛速度低的问题，利用蜻蜓算法对模糊神经网络第二层和第五层的隶属度函数参数进行寻优，以得到模糊神经网络隶属度函数参数的初始值。系统根据不同业务类型下用户对网络的偏好程度和网络的输出评分为用户选择最适合的网络。实验结果表明，利用蜻蜓算法优化模糊神经网络能够提高模糊神经网络的收敛速度，提高系统吞吐量，降低接入阻塞率，并在一定程度上减少切换次数。

基于Cocks身份密码体制的高效签密方案

彭长根, 张小玉, 丁红发, 杨善慧

2020, 41(12): 128-138. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020214

摘要 ( 230 )

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现有的基于身份签密方案多是基于双（多）线性对构造的，针对其复杂的对运算导致签密效率低下的问题，基于Cocks的身份密码体制提出了一种新的高效签密方案。首先，形式化所提方案的安全模型，给出了保密性和不可伪造性的定义；然后，利用二次剩余难解问题实现了所提方案的具体构造，进一步结合雅可比符号运算巧妙地在一个逻辑步骤内实现了签密算法设计；最后，在随机预言模型下，给出了所提方案满足保密性和不可伪造性的安全性证明。效率分析表明，相对于已有的基于身份签密的方案，所提方案较大幅度地提升了运算效率，同时具备基于身份密码的良好特性。

基于证据间相似性的协作频谱感知方法与性能分析

孙志国, 任欣悦, 陈增茂, 刁鸣

2020, 41(12): 139-147. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020245

摘要 ( 230 )

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将DS证据理论应用到协作频谱感知算法中，针对经典DS证据理论中存在的证据悖论问题，提出了一种新的加权距离测度。首先，对每个感知用户进行证据提取。然后，根据提取到的基本概率分配数据，利用加权距离测度计算出各个感知用户的证据间相似性。最后，将证据间相似性转化成可信度，并利用可信度来加权平均感知用户的基本概率分配。针对协作开销大的问题，在证据提取后采用投影近似法调整基本概率分配来减少上传到融合中心的数据量。理论分析和仿真结果显示，与传统方法相比，所提方法能提高证据悖论问题存在时的检测性能，并且减少协作开销。

移动边缘网络中基于双深度Q学习的高能效资源分配方法

喻鹏, 张俊也, 李文璟, 周凡钦, 丰雷, 付澍, 邱雪松

2020, 41(12): 148-161. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020218

摘要 ( 381 )

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为了提升移动边缘网络中系统的能量使用效率，面向多任务、多终端设备、多边缘网关、多边缘服务器共存网络架构的下行通信过程，提出了一种基于双深度Q学习（DDQL）的通信、计算、存储融合资源分配方法。以任务平均能耗最小化为优化目标，设置任务时延和通信、计算、存储资源限制等约束条件，构建了对应的资源分配模型。依据模型特征，基于DDQL框架，提出了适用于通信和计算资源智能决策、存储资源按需分配的资源分配模型和算法。仿真结果表明，所提出的基于DDQL资源分配方法可以有效地解决多任务资源分配问题，具有较好的收敛性和较低的时间复杂度，在保障业务服务质量的同时，相对于基于随机算法、贪心算法、粒子群优化算法、深度Q学习等方法，降低了至少5%的任务平均能耗。

基于可见光通信的室内定位与定向系统

杨国伟, 黄兆标, 樊冰, 周雪芳, 毕美华

2020, 41(12): 162-170. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020217

摘要 ( 349 )

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针对室内定位与定向系统，提出了一种结合粒子群优化（PSO）和天牛须搜索（BAS）的VLC室内定位与定向算法，通过PSO算法探索接收端的最优方向，利用BAS算法对每个粒子当前方向下的最佳三维坐标进行搜索。首先在3 m×3 m×5 m的室内空间和40 dB信噪比下进行仿真研究，所提出的VLC室内定位与定向系统实现了平均定位误差4.82 cm和平均定向误差2.24°的性能指标。然后在0.9 m×0.9 m×1.5 m的实验系统中，实施了同时定位与定向的实验验证，平均定位与定向误差分别为5.32 cm 与5.99°。相比传统VLC室内定位方案，所提 VLC 室内定位与定向系统不需要接收端高度和方向的先验知识，大大降低了使用复杂度，具有更加广泛的应用场景。

基于双向RNN的私家车轨迹重构算法

肖竹, 钱鑫, 蒋洪波, 蔡成林, 曾凡仔

2020, 41(12): 171-181. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020227

摘要 ( 341 )

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在复杂的城市环境中，由于存在难以避免的GNSS定位信号中断现象以及车辆行驶过程中的误差累积，易造成所收集的车辆轨迹数据不准确和不完备，因此提出一种基于双向 RNN 的私家车轨迹重构算法，使用了GNSS-OBD轨迹采集设备收集车辆轨迹信息，利用多源数据融合实现双向加权轨迹重构。同时，在轨迹重构模型中引入神经算术逻辑单元（NALU），加强深度网络的外推能力并确保轨迹预测的精度，提高算法在应对城市复杂路段时轨迹重构的稳健性；选取了实际城市路段进行了测试实验，并和现有算法进行了对比分析。通过均方根误差（RMSE）以及Google Earth对重构轨迹进行可视化展示，实验结果验证了所提算法的有效性和可靠性。

基于注意力机制的泊位占有率预测模型研究

王竹荣, 薛伟, 牛亚邦, 崔颖安, 孙钦东, 黑新宏

2020, 41(12): 182-192. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020241

摘要 ( 242 )

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为解决泊位占有率的预测精度随步长增加而下降的问题，提出了一种基于注意力机制的泊位占有率预测模型。通过卷积神经网络获得多变量的时间模式信息作为模型的注意力机制。通过对模型训练、学习特征信息，并对相关性高的序列分配较大的学习权重，来实现解码器输出高度相关的有用特征预测目标序列。应用多个停车场数据集对模型进行测试，测试结果及对比分析表明，所提模型在步长达到 36 时对泊位占有率的预测数据能较好地估计真实值，预测精度和稳定性相比LSTM均有提高。

基于词相关性特征的多归属谱聚类突发事件检测

蒋伟进, 王扬, 刘晓亮, 吕斯健

2020, 41(12): 193-204. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020215

摘要 ( 186 )

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针对当前用于提取突发事件的方法存在精度低和效率低的问题，提出一种基于词相关性特征的突发事件检测方法，能从社会网络数据流中快速地检测出突发事件，以便相关的决策者可以及时有效地采取措施进行处理，使突发事件的负面影响被尽量降低，维护社会的安定。仿真结果表明，突发事件检测方法在实时博文数据流中具有很好的事件检测效果，与已有的方法相比，所提方法可以满足突发事件检测的需求，不仅能检测到子事件的详细信息，而且能准确地检测出事件的相关信息。

基于交通流量预测的车联网双边拍卖边缘计算迁移方案

林艳, 闫帅, 张一晋, 李春国, 束锋

2020, 41(12): 205-214. doi:10.11959/j.issn.1000-436X.2020252

摘要 ( 318 )

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为同时提升车辆的计算迁移率和边缘计算服务器的资源利用率，提出了一种基于交通流量预测的车联网边缘计算迁移方案。首先通过设计考虑任务优先级的计算迁移率和资源利用率效用函数，将问题建模为双目标优化问题；然后将问题转化为车辆与边缘计算服务器之间的资源双边拍卖问题，再通过设计交通流量信息感知的报价函数，采用McAfee拍卖算法，进而完成边缘计算迁移。仿真结果表明，通过交通流量预测信息的辅助，所提方案能有效提高车联网的边缘计算迁移率和资源利用率。

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