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    学术论文
    无线传感器网络中带复杂联盟的自适应任务分配算法
    郭文忠1,2,苏金树1,陈澄宇2,陈国龙2
    2014, 35(3):  1-10. 
    摘要 ( 1140 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对无线传感器网络任务调度的实时性及节点计算及能量受限的特点,根据任务截止期赋予任务优先级,优先考虑高优先级任务,设计了一个无线传感器网络中带复杂联盟的自适应任务分配算法。为尽最大努力确保任务在截止期前完成,对截止期较为紧迫的任务采用历史信息生成历史联盟,并执行快速子任务分配算法;而对截止期较为宽裕的任务,在满足任务截止期约束条件下,以节点能耗和网络能量分布平衡为优化目标,采用矩阵的二进制编码形式,设计了一种离散粒子群优化算法以并行生成联盟,并执行基于负载和能量平衡的子任务分配算法。仿真实验结果表明所构造的自适应算法是有效的,在局部求解与全局探索之间能够取得较好的平衡,并能够在较短的时间内取得满意解。
    无线传感器网络中带复杂联盟的自适应任务分配算法
    郭文忠,苏金树,陈澄宇,陈国龙
    2014, 35(3):  1-10.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.001
    摘要 ( 113 )   HTML ( 0 )   PDF (781KB) ( 178 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对无线传感器网络任务调度的实时性及节点计算及能量受限的特点,根据任务截止期赋予任务优先级,优先考虑高优先级任务,设计了一个无线传感器网络中带复杂联盟的自适应任务分配算法。为尽最大努力确保任务在截止期前完成,对截止期较为紧迫的任务采用历史信息生成历史联盟,并执行快速子任务分配算法;而对截止期较为宽裕的任务,在满足任务截止期约束条件下,以节点能耗和网络能量分布平衡为优化目标,采用矩阵的二进制编码形式,设计了一种离散粒子群优化算法以并行生成联盟,并执行基于负载和能量平衡的子任务分配算法。仿真实验结果表明所构造的自适应算法是有效的,在局部求解与全局探索之间能够取得较好的平衡,并能够在较短的时间内取得满意解。

    基于Laplace矩阵Jordan型的复杂网络聚类算法
    牛建伟,戴 彬,童 超,霍冠英,彭 井
    2014, 35(3):  2-21. 
    摘要 ( 694 )  
    相关文章 | 多维度评价
    在目前复杂网络聚类算法中,基于Laplace特征值的谱聚类方法具有严密的数学理论和较高的精度,但受限于该方法对簇结构数量、规模等先验知识的依赖,难以实际应用。针对这一问题,基于Laplace矩阵的Jordan型变换,提出了一种先验知识的自动获取方法,实现了基于Jordan矩阵特征向量的初始划分。基于Jordan型特征值定义了簇结构的模块化密度函数,并使用该函数和初始划分结果完成了高精度聚类算法。该算法在多个数据集中的实验结果表明,与目前主流的Fast-Newman算法、Girvan-Newman算法相比,基于Laplace矩阵Jordan型聚类算法在不依赖先验知识的情况下,实现了更高的聚类精度,验证了先验知识获取方法的有效性和合理性。
    基于Markov模型的分布式队列稳定频谱接入算法
    李晓辉,张金钊,黑永强
    2014, 35(3):  3-29. 
    摘要 ( 508 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对认知无线电系统中次级用户队列稳定性问题,通过建立发送状态马尔科夫(Markov)模型,提出了一种基于CSMA的自适应分布式频谱接入算法。次级用户根据感知结果自适应地调整退避时长参数,使稳态服务速率逐渐趋近到达速率,最终达到队列稳定。此外,还在满足对主用户碰撞限制的条件下,推导了次级用户的吞吐量上界,并证明当次级用户的数据到达速率小于此上界时,能够通过所提算法保证队列稳定。仿真结果证明了算法的有效性。
    面向传感器网络的双向中继协议
    周清峰,丁志中,开彩红
    2014, 35(3):  4-37. 
    摘要 ( 774 )  
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    针对传感器网络的特点,提出一种基于三时隙网络编码及选择性解码转发的双向中继协议,简称双向选择性解码转发协议(TW-SDF)。对比物理层网络编码中继协议,此协议具有高分集增益、低编解码复杂度及易系统实现等优点。更重要是从理论上推导出此中继协议在采用线性分组码及硬解码算法情况下的误块率上界。仿真实验表明,若采用BCH线性分组码,上述误块率上界能紧致地预测真实系统性能。
    基于Inverted-Parabolic分布的空间统计信道模型
    周杰1,2,徐冬冬1,菊池久和1,2
    2014, 35(3):  5-46. 
    摘要 ( 857 )  
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    针对在非均匀散射体分布下信号到达角度、到达时间以及多普勒效应等信道参数估计的复杂性,提出一种合理的空间信道模型,并引入几何分割法导出基于散射体Inverted-Parabolic分布的空间统计信道模型。模型能方便地估计室外宏小区和微小区移动通信环境下各种重要的空时信道参数,如AOA、TOA概率分布密度函数和多普勒功率谱以及信号的空—时相关性。数值结果与均匀散射体圆模型和高斯散射体圆模型对比表明本模型的信道参数估计结果符合理论和经验,且与实测结果吻合较好。在基站设计采用指向性天线时研究了移动台MS的多普勒效应,修正了Clarke U-shaped经典模型,阐明了天线主瓣宽度 、空间模型参数D/R和MS移动参数影响信道参数的机理。
    构件化业务流程重组应用服务器可信性度量方法研究
    韩强1,2,3,袁玉宇1,2
    2014, 35(3):  6-57. 
    摘要 ( 707 )  
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    针对面向业务流程重组的应用服务器(BPRAS, business process re-engineering oriented application server)的可信性度量方法形式化方面的不足,给出了BPRAS的业务流程建模与可信性度量协作框架,并在此框架基础上,提取组成应用服务器的构件属性和构件组合行为特征,通过进程代数等相关方法进行抽象,从构件之间的运算角度,定义BPRAS构件运算算子,从而建立BPRAS代数模型,并进一步对其支撑的业务流程应用软件可信性进行建模,提出多种可信范式,为可信BPRAS软件可信性度量方法提供理论支撑。最后介绍了一个应用实例。
    基于合作形成的认知无线网络频谱共享策略
    谭雪松,林 超,郭 伟
    2014, 35(3):  7-68. 
    摘要 ( 524 )  
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    当具备不同利益的多个主网络竞争为单个次级网络提供频谱接入机会时,它们可以通过基于重复博弈模型的频谱共享机制实现对授权通信频段的合作垄断,从而最大化它们的整体数据传输效用。然而当某个主网络对未来传输效用不够重视时,它会为了获得比垄断效用更高的传输效用而偏离当前的合作垄断,从而降低了其他主网络的当前和未来数据传输效用。为此,2种新的频谱共享策略被提出以促使所有主网络形成更为灵活和可靠的频谱共享合作垄断。数值仿真表明,相比现有的触发策略,这2种新策略能够为所有主网络获得更优的整体数据传输效用。
    认知mesh网络服务区分的动态频谱接入策略
    李瑞芳1,2,刘泉1,2,李仁发3
    2014, 35(3):  8-76. 
    摘要 ( 597 )  
    相关文章 | 多维度评价
    动态频谱接入策略是实现认知无线电网络高效利用频谱的关键。与传统认知无线电网络不同,认知mesh网络中不同QoS需求的多类型业务共同接入,为适应这一特点,提出服务区分的动态频谱接入策略。策略依据业务的QoS需求确立优先级,针对不同优先级业务采取不同的信道接入方案,实时业务依据最优传输延迟期望选择接入信道集合,在减小传输延迟的同时降低数据传输过程授权用户出现的概率,普通业务选择最优理想传输成功概率的信道,降低信道切换概率。理论与实验结果表明,与传统的认知网络频谱接入策略相比,提出的策略能提供不同业务的服务区分,满足实时业务的低延迟需求,降低数据传输的中断率,同时在授权信道空闲率与网络负载较大时吞吐量性能较优。
    针对IRA-LDPC码类的半随机半代数结构设计
    彭 立,张 琦,王 渤,陈 涛
    2014, 35(3):  9-84. 
    摘要 ( 539 )  
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    提出用半随机半代数结构的设计方法来构造IRA-LDPC码的信息位所对应的奇偶校验矩阵H d。与现有结构化LDPC码相比,所给出的H d矩阵的结构化紧凑表示阵列的独特优势在于:可使H d矩阵中每个1元素的位置坐标均能用数学表达式计算得到,不仅极大地降低了随机奇偶校验矩阵对存储资源的消耗,而且还为LDPC编解码器的低复杂度硬件实现提供了可能性。与现有工业标准中的LDPC码相比,所提出的IRA-LDPC码在误码率与信噪比的仿真性能方面也占有优势。
    机会传感器网络中基于优先级的查询分发和处理算法
    赖永炫1,林子雨2
    2014, 35(3):  10-93. 
    摘要 ( 482 )  
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    提出了机会无线传感器网络中一种基于查询优先级的查询分发和处理(PBQ)算法。算法根据用户定义的查询优先级合理选取消息转发的中间节点,并控制查询消息的转发和拷贝量;同时,动态地调整查询消息的优先级,使得查询结果能快速回传到查询发起者并清理网络中查询的残留消息,避免了不必要的消息传输并提高查询处理的整体效用。模拟实验表明PBQ算法能有效提高机会网络中查询处理的成功率,降低查询的开销和时间延迟。
    模拟人群信任和决策机制的协作频谱感知方法
    王小毛,黄传河,吕怡龙,王 斌,范茜莹,周 浩
    2014, 35(3):  11-108. 
    摘要 ( 702 )  
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    通过模拟人群内部的信任和决策机制,针对多用户的频谱协作感知一致性问题,提出了一种分布式算法。该算法首先通过网络的历次协作过程预测出各感知用户的动态可信值,据此产生用户的相对可信值,并结合决策机制使得用户之间进行数据交互,随着数据的可信、迭代交互,所有用户状态将趋于一致,最后通过判定算法得出最终结果。算法充分考虑了实际环境中各用户频带感知能力的不平衡性,而且各次级用户只需要进行少量局部数据交换即可实现协作感知,与传统的OR-rule、1-out-of-N rule以及普通迭代法有较大区别。对3种数据篡改攻击进行了分析,并在预测算法的基础上提出了相应的安全策略。理论分析与仿真结果表明,新算法在准确性和安全性上均优于传统合作频谱感知算法,能显著提高频谱感知准确率,同时兼具较强的防攻击能力。
    基于Laplace矩阵Jordan型的复杂网络聚类算法
    牛建伟,戴彬,童超,霍冠英,彭井
    2014, 35(3):  11-21.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.002
    摘要 ( 75 )   HTML ( 0 )   PDF (1356KB) ( 125 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    在目前复杂网络聚类算法中,基于 Laplace 特征值的谱聚类方法具有严密的数学理论和较高的精度,但受限于该方法对簇结构数量、规模等先验知识的依赖,难以实际应用。针对这一问题,基于Laplace矩阵的Jordan型变换,提出了一种先验知识的自动获取方法,实现了基于Jordan矩阵特征向量的初始划分。基于Jordan型特征值定义了簇结构的模块化密度函数,并使用该函数和初始划分结果完成了高精度聚类算法。该算法在多个数据集中的实验结果表明,与目前主流的Fast-Newman算法、Girvan-Newman算法相比,基于Laplace矩阵Jordan型聚类算法在不依赖先验知识的情况下,实现了更高的聚类精度,验证了先验知识获取方法的有效性和合理性。

    用于云存储的安全容错编码
    谭鹏许1,陈越1,兰巨龙2,贾洪勇1
    2014, 35(3):  12-115. 
    摘要 ( 597 )  
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    针对当前基于RC编码的容错技术的安全缺陷,提出了一种安全编码——SRCS编码,以保证在云计算以及云存储这种高度开放环境下,存储系统容错过程中数据的安全性。该编码将门限体制引入到了传统的RC编码当中,利用基于公钥的门限体制保护编码矩阵,在确保基于传统RC编码的容错技术高效、低冗余优势的前提下,解决了其在开放环境下编码矩阵存在的安全问题。最后利用判定性BDHE假设,在部分适应性攻击模型下证明了SRCS编码的安全性。
    基于AdaBoost的链路预测优化算法
    吴祖峰,梁 棋,刘 峤,秦志光
    2014, 35(3):  13-123. 
    摘要 ( 719 )  
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    针对当前主流的基于网络拓扑结构的链路预测算法普遍存在召回率较低的问题,研究发现一些算法输出的结果中部分正确结果具有互补性,据此采用基于Boosting的集成学习方法对其进行改进。按照网络中节点之间是否存在链接关系,将链路预测问题定义为二分类问题,进一步遵循算法互补的原则选择若干具有代表性的链路预测算法作为弱分类器,基于AdaBoost算法提出并实现了一个新型链路预测算法。在arXiv论文合作网络和电子邮件网络等真实数据集上的实验结果表明,该算法的准确率以及召回率表现均显著优于当前的主流算法。
    基于动态累加器的异构传感网认证组密钥管理方案
    钟晓睿1,马春光1,2
    2014, 35(3):  14-134. 
    摘要 ( 484 )  
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    利用动态累加器的证人能够证明特定累加项是否参与累加的特性,实现了组成员身份认证,提出了一种新的支持节点动态增加和撤销的组密钥管理方案DAAG。在需要建立组密钥时,所有成员节点提供自己持有的累加项,参与累加计算。DAAG方案在保证成员节点证人机密性的基础上, 通过绑定证人与组密钥更新计算,限制了非成员节点对新密钥的计算能力。安全性和性能分析表明,DAAG方案虽比FM方案消耗更多的通信代价,但能够抵抗伪造、重放和共谋等恶意攻击,提供前后向安全性。
    单圈T-函数的2-adic复杂度和1-错2-adic复杂度
    游伟1,戚文峰2,3
    2014, 35(3):  15-139. 
    摘要 ( 438 )  
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    研究了由 上单圈T-函数所导出权位序列的2-adic复杂度,设 为整数, 。结论表明,第 权位序列2-adic复杂度的上界为 。另外,讨论了与所有单圈 T-函数所导出第 权位序列相对应的2-adic整数的分布,分布情况说明这个上界是可以达到的。最后,研究了权位序列的1-错2-adic复杂度。研究结果表明对所有 ,权位序列 的1-错2-adic 复杂度都与其2-adic复杂度相同。
    公平的多方并发签名方案
    叶青1,2,杨赟3,郑世慧2,常利伟2,肖达2,杨义先2,4
    2014, 35(3):  16-149. 
    摘要 ( 638 )  
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    Tonien等在ISC2006上首次提出了多方并发签名体制,但Xie和谭指出Tonien等的方案并不满足公平性,进而分别重新构造了多方并发签名方案。分别对Xie和谭的多方并发签名方案进行了分析,指出他们的方案也不满足公平性,进而正式定义了公平多方并发签名的安全模型,并基于双线性对及多方密钥协商技术重新构造了一个多方并发签名方案。分析表明,在随机预言模型下,假设CDH问题是难解的,新方案同时满足正确性、不可伪造性、模糊性、并发性和公平性,并且与同类方案相比,新方案在签名长度、计算量、通信代价方面效率较高。
    基于QoS保障的密集WLAN多维资源分配算法
    张琦,赵林靖,李建东
    2014, 35(3):  17-156. 
    摘要 ( 525 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对密集无线局域网覆盖环境,以提升网络性能为目标,提出了一种多维无线资源分配方法。通过网络覆盖衡量参数、干扰衡量参数和QoS衡量参数联合评估网络性能,建立了网络性能与资源分配向量之间的优化目标函数,进而采用禁忌搜索的方法求解目标函数后得到最优多维资源分配向量,包括所用AP、信道和功率分配向量。仿真结果表明,所提算法提升了网络性能,更好地保证了用户QoS需求。
    基于功耗预处理优化的LED密码模板攻击研究
    王小娟1,郭世泽2,赵新杰2,3,宋梅1,张帆4
    2014, 35(3):  18-167. 
    摘要 ( 670 )  
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    对CHES 2011会议提出的轻量级分组密码LED抗功耗模板攻击能力进行了评估,从功耗曲线预处理优化的角度对模板攻击提出了改进:利用功耗曲线频域上的相位相关性计算偏移量,消除了模板构建过程中的数据干扰;利用明文片段对功耗曲线聚类划分的特征差异,提出了一种基于类间距离的特征提取方法,可实现不同泄露点的功耗数据自动切割;利用均值和噪声信息评估模板区分度,提出了一种基于聚类有效度的动态选点策略,提高了旁路信息利用率。实验结果表明:数据对齐和切割提高了匹配度的区分效果,降低了模板构建和攻击所需功耗曲线数量;聚类有效度选点策略与现有策略相比,攻击数据复杂度低,2条功耗曲线即可使成功概率收敛于1。
    基于DS证据理论的协作频谱感知改进方法
    于美婷,赵林靖,李 钊
    2014, 35(3):  19-173. 
    摘要 ( 605 )  
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    提出了一种新的协作频谱感知方法,该方法采用DS证据理论。首先,在本地感知通过投影近似法分解感知结果以减少次级用户上报至融合中心的感知数据,从而降低协作带宽开销。其次,在融合中心根据次级用户证据矢量之间的距离计算可信度,以可信度为权重对每个次级用户的基本概率分配进行加权平均来减小高度冲突数据对检测性能的影响。仿真结果表明,该方法减少了协作感知的带宽开销,改善了数据高度冲突时的检测性能。
    WDM网络中基于优先级的多任务波长路由分配算法
    田相轩1,杨君刚1,车雅良1,孙文正2,刘故菁1
    2014, 35(3):  20-182. 
    摘要 ( 556 )  
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    提出了一种在WDM网络中基于优先级的多任务波长路由分配算法。算法设计旨在提高光网络资源的利用率、降低网络请求阻塞率。分析了任务请求的路由类型以及负载容量对请求优先级划分的影响方式,给出了网络请求优先级划分策略,结合网络的实时状态提出了一种基于优先级的多任务波长路由分配算法。仿真结果表明,该算法相比现有算法降低了网络请求阻塞率,提高了资源利用率。
    综述
    CPM编码调制系统的基本性能限
    黎昞1,魏帆1,白宝明1,马啸2
    2014, 35(3):  21-192. 
    摘要 ( 566 )  
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    针对CPM系统的信道容量研究结果进行了综述,并推导计算了Rayleigh衰落信道下CPM的容量分析方法与计算结果。首先回顾了CPM系统的基本概念及其有限状态马尔可夫模型,并对AWGN信道下CPM的可达信息速率计算方法进行了讨论;然后将其推广到Rayleigh衰落信道,推导出在该信道下计算CPM容量的算法。考虑了接收端已知信道状态信息及未知信道状态信息2种情况。在导出容量计算的算法后,通过Monte Carlo仿真给出了在AWGN及Rayleigh衰落信道下几种典型CPM方案的容量曲线。
    学术通信
    群签名中成员撤销问题解决方案
    张德栋1,马兆丰2,杨义先2,钮心忻2
    2014, 35(3):  22-200. 
    摘要 ( 485 )  
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    针对Camenisch-Stadler群签名方案中无法撤销成员的问题,提出了一种有效的群成员撤销方案,该方案可以灵活地增加和撤销群成员。当成员加入时,群主管向其颁发成员证书,其他成员无需更新成员密钥和证书;当成员撤销时,群主管只需将撤销成员的匿名身份更新到撤销列表中,无需更新群密钥和其他成员证书,且签名长度与验证工作量均独立于群成员和已撤销成员的个数。因此,新方案适用于群成员数较多和成员更新比较频繁的群签名。
    学术论文
    基于Markov模型的分布式队列稳定频谱接入算法
    李晓辉,张金钊,黑永强
    2014, 35(3):  22-29.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.003
    摘要 ( 65 )   HTML ( 0 )   PDF (1561KB) ( 113 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对认知无线电系统中次级用户队列稳定性问题,通过建立发送状态马尔科夫(Markov)模型,提出了一种基于CSMA的自适应分布式频谱接入算法。次级用户根据感知结果自适应地调整退避时长参数,使稳态服务速率逐渐趋近到达速率,最终达到队列稳定。此外,还在满足对主用户碰撞限制的条件下,推导了次级用户的吞吐量上界,并证明当次级用户的数据到达速率小于此上界时,能够通过所提算法保证队列稳定。仿真结果证明了算法的有效性。

    学术通信
    断接下移动终端的简单查询算法研究
    梁茹冰1,刘琼2
    2014, 35(3):  23-207. 
    摘要 ( 417 )  
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    提出了断接下移动终端简单查询算法SQPID,该算法通过合并与裁剪操作构建综合相关语义缓存项,且合并过程不涉及间接相关性判断,从而简化了以往算法的处理过程,提高了近似查询结果的导出速度。实验表明,SQPID算法在查询响应时间和精确度方面都更好地满足了用户的需求。
    基于非线性尺度空间的非理想虹膜边界定位
    万洪林1,2,李宝生3,韩民4,李登旺1
    2014, 35(3):  24-215. 
    摘要 ( 534 )  
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    提出了一种基于非线性尺度空间的非理想虹膜边界定位方法。这一方法通过具有尺度演化特性的非线性扩散消除小尺度的几何结构,保留虹膜的主要边界信息。此外将此扩散与多分辨率分析框架结合,从而实现了虹膜边界的快速有效检测。实验结果表明,与经典方法相比,所提算法能够有效消除上述因素导致的不利影响,精确提取了非理想虹膜的内外边界。
    像素位置与比特双重置乱的图像混沌加密算法
    邓晓衡,廖春龙,朱从旭,陈志刚
    2014, 35(3):  25-222. 
    摘要 ( 587 )  
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    针对当前流行的一类具有置乱—扩散结构的混沌图像加密算法存在的安全缺陷问题,提出了一种能抵抗选择明(密)文攻击的图像加密算法。算法采用Kent混沌映射生成密钥序列,并根据明文像素值的特征和输入的密钥,分别产生混沌系统的参数和预迭代次数。首先,利用混沌序列实现图像像素位置的全局置乱;其次,根据另一个新生成的混沌序列,实现对图像像素值中0 bit、1 bit的置乱。实现了混沌映射产生的序列与图像本身内容的关联,从而实现了中间密钥随明文自适应变化,能有效抵抗选择明(密)文攻击。实验结果表明,该算法克服了以往算法不能抵抗选择明(密)文攻击的缺陷,同时具有加密算法简单、密钥空间大等加密性能,并能较好地抵抗统计特性分析、差分分析攻击。
    脉冲状态间隔调制方法及恶劣环境下通信实验
    母一宁1,4,王贺2,李平3,姜会林1
    2014, 35(3):  26-230. 
    摘要 ( 480 )  
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    为了增强激光通信对信道的适应性,在香农理论的基础上对大气调制模型展开了研究。首先从差错的角度推导大气光通信系统误符号率与误码率的转换关系;接着通过分析大气信道下光通信的香农极限通信速率,指出大气信道带宽是影响激光通信的重要技术参数。进而提出了脉冲状态间隔调制编码方式并分析其结构特点;最后通过恶劣环境下的通信实验验证PSIM的可行性和大气信道带宽的重要性,指出信道特性实时反馈将是实现全天候激光通信的前提。
    PSO应用于QoS偏好感知的云存储任务调度
    王 娟,李 飞,张路桥
    2014, 35(3):  27-238. 
    摘要 ( 566 )  
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    研究有QoS偏好要求的云存储任务调度。首先,分析云存储与云计算的差异,用存在矩阵避免无效解的产生。其次,归纳云存储的QoS需求为时间、代价与质量3大类,并据此修改PSO算法的适应度函数用权重因子调节QoS偏好。实验发现,在不同优先级任务分布不均的情况下,分布广的任务的偏好会掩盖其他任务的偏好,因而不适宜用PSO进行整体性调度,而必须进行分级调度。实验证明,改进后的分级PSO算法对QoS偏好具有较好的感知能力。
    学术论文
    面向传感器网络的双向中继协议
    周清峰,丁志中,开彩红
    2014, 35(3):  30-37.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.004
    摘要 ( 76 )   HTML ( 0 )   PDF (1445KB) ( 120 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对传感器网络的特点,提出一种基于三时隙网络编码及选择性解码转发的双向中继协议,简称双向选择性解码转发协议(TW-SDF)。对比物理层网络编码中继协议,此协议具有高分集增益、低编解码复杂度及易系统实现等优点。更重要是从理论上推导出此中继协议在采用线性分组码及硬解码算法情况下的误块率上界。仿真实验表明,若采用BCH线性分组码,上述误块率上界能紧致地预测真实系统性能。

    基于Inverted-Parabolic分布的空间统计信道模型
    周杰,徐冬冬,菊池久和
    2014, 35(3):  38-46.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.005
    摘要 ( 79 )   HTML ( 0 )   PDF (1940KB) ( 120 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对在非均匀散射体分布下信号到达角度、到达时间以及多普勒效应等信道参数估计的复杂性,提出一种合理的空间信道模型,并引入几何分割法导出基于散射体Inverted-Parabolic分布的空间统计信道模型。模型能方便地估计室外宏小区和微小区移动通信环境下各种重要的空时信道参数,如AOA、TOA概率分布密度函数和多普勒功率谱以及信号的空—时相关性。数值结果与均匀散射体圆模型和高斯散射体圆模型对比表明本模型的信道参数估计结果符合理论和经验,且与实测结果吻合较好。在基站设计采用指向性天线时研究了移动台MS的多普勒效应,修正了Clarke U-shaped经典模型,阐明了天线主瓣宽度2α、空间模型参数D/R和MS移动参数影响信道参数的机理。

    构件化业务流程重组应用服务器可信性度量方法研究
    韩强,袁玉宇
    2014, 35(3):  47-57.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.006
    摘要 ( 57 )   HTML ( 0 )   PDF (2018KB) ( 101 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对面向业务流程重组的应用服务器(BPRAS,business process re-engineering oriented application server)的可信性度量方法形式化方面的不足,给出了 BPRAS 的业务流程建模与可信性度量协作框架,并在此框架基础上,提取组成应用服务器的构件属性和构件组合行为特征,通过进程代数等相关方法进行抽象,从构件之间的运算角度,定义BPRAS构件运算算子,从而建立BPRAS代数模型,并进一步对其支撑的业务流程应用软件可信性进行建模,提出多种可信范式,为可信BPRAS软件可信性度量方法提供理论支撑。最后介绍了一个应用实例。

    基于合作形成的认知无线网络频谱共享策略
    谭雪松,林超,郭伟
    2014, 35(3):  58-58.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.007
    摘要 ( 76 )   HTML ( 0 )   PDF (2084KB) ( 80 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    当具备不同利益的多个主网络竞争为单个次级网络提供频谱接入机会时,它们可以通过基于重复博弈模型的频谱共享机制实现对授权通信频段的合作垄断,从而最大化它们的整体数据传输效用。然而当某个主网络对未来传输效用不够重视时,它会为了获得比垄断效用更高的传输效用而偏离当前的合作垄断,从而降低了其他主网络的当前和未来数据传输效用。为此,2种新的频谱共享策略被提出以促使所有主网络形成更为灵活和可靠的频谱共享合作垄断。数值仿真表明,相比现有的触发策略,这2种新策略能够为所有主网络获得更优的整体数据传输效用。

    认知mesh网络服务区分的动态频谱接入策略
    李瑞芳,刘泉,李仁发
    2014, 35(3):  69-76.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.008
    摘要 ( 64 )   HTML ( 0 )   PDF (963KB) ( 87 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    动态频谱接入策略是实现认知无线电网络高效利用频谱的关键。与传统认知无线电网络不同,认知mesh网络中不同QoS需求的多类型业务共同接入,为适应这一特点,提出服务区分的动态频谱接入策略。策略依据业务的QoS需求确立优先级,针对不同优先级业务采取不同的信道接入方案,实时业务依据最优传输延迟期望选择接入信道集合,在减小传输延迟的同时降低数据传输过程授权用户出现的概率,普通业务选择最优理想传输成功概率的信道,降低信道切换概率。理论与实验结果表明,与传统的认知网络频谱接入策略相比,提出的策略能提供不同业务的服务区分,满足实时业务的低延迟需求,降低数据传输的中断率,同时在授权信道空闲率与网络负载较大时吞吐量性能较优。

    针对IRA-LDPC码类的半随机半代数结构设计
    彭立,张琦,王渤,陈涛
    2014, 35(3):  77-84.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.009
    摘要 ( 69 )   HTML ( 0 )   PDF (1194KB) ( 110 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    提出用半随机半代数结构的设计方法来构造IRA-LDPC码的信息位所对应的奇偶校验矩阵H d。与现有结构化LDPC码相比,所给出的H d矩阵的结构化紧凑表示阵列的独特优势在于:可使H d矩阵中每个1元素的位置坐标均能用数学表达式计算得到,不仅极大地降低了随机奇偶校验矩阵对存储资源的消耗,而且还为LDPC编解码器的低复杂度硬件实现提供了可能性。与现有工业标准中的LDPC码相比,所提出的IRA-LDPC码在误码率与信噪比的仿真性能方面也占有优势。

    机会传感器网络中基于优先级的查询分发和处理算法
    赖永炫,林子雨
    2014, 35(3):  85-93.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.010
    摘要 ( 45 )   HTML ( 0 )   PDF (653KB) ( 92 )  
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    提出了机会无线传感器网络中一种基于查询优先级的查询分发和处理(PBQ)算法。算法根据用户定义的查询优先级合理选取消息转发的中间节点,并控制查询消息的转发和拷贝量;同时,动态地调整查询消息的优先级,使得查询结果能快速回传到查询发起者并清理网络中查询的残留消息,避免了不必要的消息传输并提高查询处理的整体效用。模拟实验表明 PBQ 算法能有效提高机会网络中查询处理的成功率,降低查询的开销和时间延迟。

    模拟人群信任和决策机制的协作频谱感知方法
    王小毛,黄传河,吕怡龙,王斌,范茜莹,周浩
    2014, 35(3):  94-108.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.011
    摘要 ( 73 )   HTML ( 0 )   PDF (1953KB) ( 104 )  
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    通过模拟人群内部的信任和决策机制,针对多用户的频谱协作感知一致性问题,提出了一种分布式算法。该算法首先通过网络的历次协作过程预测出各感知用户的动态可信值,据此产生用户的相对可信值,并结合决策机制使得用户之间进行数据交互,随着数据的可信、迭代交互,所有用户状态将趋于一致,最后通过判定算法得出最终结果。算法充分考虑了实际环境中各用户频带感知能力的不平衡性,而且各次级用户只需要进行少量局部数据交换即可实现协作感知,与传统的OR-rule、1-out-of-N rule以及普通迭代法有较大区别。对3种数据篡改攻击进行了分析,并在预测算法的基础上提出了相应的安全策略。理论分析与仿真结果表明,新算法在准确性和安全性上均优于传统合作频谱感知算法,能显著提高频谱感知准确率,同时兼具较强的防攻击能力。

    用于云存储的安全容错编码
    谭鹏许,陈越,兰巨龙,贾洪勇
    2014, 35(3):  109-115.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.012
    摘要 ( 92 )   HTML ( 0 )   PDF (1396KB) ( 109 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对当前基于 RC 编码的容错技术的安全缺陷,提出了一种安全编码——SRCS 编码,以保证在云计算以及云存储这种高度开放环境下,存储系统容错过程中数据的安全性。该编码将门限体制引入到了传统的RC编码当中,利用基于公钥的门限体制保护编码矩阵,在确保基于传统RC编码的容错技术高效、低冗余优势的前提下,解决了其在开放环境下编码矩阵存在的安全问题。最后利用判定性BDHE假设,在部分适应性攻击模型下证明了SRCS编码的安全性。

    基于AdaBoost的链路预测优化算法
    吴祖峰,梁棋,刘峤,秦志光
    2014, 35(3):  116-123.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.013
    摘要 ( 108 )   HTML ( 0 )   PDF (971KB) ( 285 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对当前主流的基于网络拓扑结构的链路预测算法普遍存在召回率较低的问题,研究发现一些算法输出的结果中部分正确结果具有互补性,据此采用基于Boosting的集成学习方法对其进行改进。按照网络中节点之间是否存在链接关系,将链路预测问题定义为二分类问题,进一步遵循算法互补的原则选择若干具有代表性的链路预测算法作为弱分类器,基于AdaBoost算法提出并实现了一个新型链路预测算法。在arXiv论文合作网络和电子邮件网络等真实数据集上的实验结果表明,该算法的准确率以及召回率表现均显著优于当前的主流算法。

    基于动态累加器的异构传感网认证组密钥管理方案
    钟晓睿,马春光
    2014, 35(3):  124-134.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.014
    摘要 ( 72 )   HTML ( 1 )   PDF (2648KB) ( 240 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    利用动态累加器的证人能够证明特定累加项是否参与累加的特性,实现了组成员身份认证,提出了一种新的支持节点动态增加和撤销的组密钥管理方案DAAG。在需要建立组密钥时,所有成员节点提供自己持有的累加项,参与累加计算。DAAG方案在保证成员节点证人机密性的基础上,通过绑定证人与组密钥更新计算,限制了非成员节点对新密钥的计算能力。安全性和性能分析表明,DAAG方案虽比FM方案消耗更多的通信代价,但能够抵抗伪造、重放和共谋等恶意攻击,提供前后向安全性。

    单圈T-函数的2-adic复杂度和1-错2-adic复杂度
    游伟,戚文峰
    2014, 35(3):  135-139.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.015
    摘要 ( 77 )   HTML ( 0 )   PDF (1255KB) ( 80 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    研究了由F2n上单圈 T-函数所导出权位序列的2-adic 复杂度,设 j为整数,0≤ j≤n?1。结论表明,第 j权位序列2-adic复杂度的上界为lb(22j+1)。另外,讨论了与所有单圈 T-函数所导出第 j权位序列相对应的2-adic整数的分布,分布情况说明这个上界是可以达到的。最后,研究了权位序列的1-错2-adic复杂度。研究结果表明对所有1≤ j≤n?1,权位序列x j的1-错2-adic 复杂度都与其2-adic复杂度相同。

    公平的多方并发签名方案
    叶青,杨赟,郑世慧,常利伟,肖达,杨义先
    2014, 35(3):  140-149.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.016
    摘要 ( 78 )   HTML ( 0 )   PDF (625KB) ( 140 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    Tonien等在ISC2006上首次提出了多方并发签名体制,但Xie和谭指出Tonien等的方案并不满足公平性,进而分别重新构造了多方并发签名方案。分别对Xie和谭的多方并发签名方案进行了分析,指出他们的方案也不满足公平性,进而正式定义了公平多方并发签名的安全模型,并基于双线性对及多方密钥协商技术重新构造了一个多方并发签名方案。分析表明,在随机预言模型下,假设 CDH 问题是难解的,新方案同时满足正确性、不可伪造性、模糊性、并发性和公平性,并且与同类方案相比,新方案在签名长度、计算量、通信代价方面效率较高。

    基于QoS保障的密集WLAN多维资源分配算法
    张琦,赵林靖,李建东
    2014, 35(3):  150-156.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.017
    摘要 ( 66 )   HTML ( 0 )   PDF (2111KB) ( 102 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对密集无线局域网覆盖环境,以提升网络性能为目标,提出了一种多维无线资源分配方法。通过网络覆盖衡量参数、干扰衡量参数和QoS衡量参数联合评估网络性能,建立了网络性能与资源分配向量之间的优化目标函数,进而采用禁忌搜索的方法求解目标函数后得到最优多维资源分配向量,包括所用 AP、信道和功率分配向量。仿真结果表明,所提算法提升了网络性能,更好地保证了用户QoS需求。

    基于功耗预处理优化的LED密码模板攻击研究
    王小娟,郭世泽,赵新杰,宋梅,张帆
    2014, 35(3):  157-167.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.018
    摘要 ( 104 )   HTML ( 0 )   PDF (2755KB) ( 129 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    对CHES 2011会议提出的轻量级分组密码LED抗功耗模板攻击能力进行了评估,从功耗曲线预处理优化的角度对模板攻击提出了改进:利用功耗曲线频域上的相位相关性计算偏移量,消除了模板构建过程中的数据干扰;利用明文片段对功耗曲线聚类划分的特征差异,提出了一种基于类间距离的特征提取方法,可实现不同泄露点的功耗数据自动切割;利用均值和噪声信息评估模板区分度,提出了一种基于聚类有效度的动态选点策略,提高了旁路信息利用率。实验结果表明:数据对齐和切割提高了匹配度的区分效果,降低了模板构建和攻击所需功耗曲线数量;聚类有效度选点策略与现有策略相比,攻击数据复杂度低,2条功耗曲线即可使成功概率收敛于1。

    基于DS证据理论的协作频谱感知改进方法
    于美婷,赵林靖,李钊
    2014, 35(3):  168-173.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.019
    摘要 ( 70 )   HTML ( 0 )   PDF (1114KB) ( 102 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    提出了一种新的协作频谱感知方法,该方法采用DS证据理论。首先,在本地感知通过投影近似法分解感知结果以减少次级用户上报至融合中心的感知数据,从而降低协作带宽开销。其次,在融合中心根据次级用户证据矢量之间的距离计算可信度,以可信度为权重对每个次级用户的基本概率分配进行加权平均来减小高度冲突数据对检测性能的影响。仿真结果表明,该方法减少了协作感知的带宽开销,改善了数据高度冲突时的检测性能。

    WDM网络中基于优先级的多任务波长路由分配算法
    田相轩,杨君刚,车雅良,孙文正,刘故菁
    2014, 35(3):  174-182.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.020
    摘要 ( 103 )   HTML ( 0 )   PDF (744KB) ( 91 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    提出了一种在WDM网络中基于优先级的多任务波长路由分配算法。算法设计旨在提高光网络资源的利用率、降低网络请求阻塞率。分析了任务请求的路由类型以及负载容量对请求优先级划分的影响方式,给出了网络请求优先级划分策略,结合网络的实时状态提出了一种基于优先级的多任务波长路由分配算法。仿真结果表明,该算法相比现有算法降低了网络请求阻塞率,提高了资源利用率。

    综述
    CPM编码调制系统的基本性能限
    黎昞,魏帆,白宝明,马啸
    2014, 35(3):  183-192.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.021
    摘要 ( 88 )   HTML ( 0 )   PDF (1245KB) ( 102 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对CPM系统的信道容量研究结果进行了综述,并推导计算了Rayleigh衰落信道下CPM的容量分析方法与计算结果。首先回顾了CPM系统的基本概念及其有限状态马尔可夫模型,并对AWGN信道下CPM的可达信息速率计算方法进行了讨论;然后将其推广到Rayleigh衰落信道,推导出在该信道下计算CPM容量的算法。考虑了接收端已知信道状态信息及未知信道状态信息2种情况。在导出容量计算的算法后,通过Monte Carlo仿真给出了在AWGN及Rayleigh衰落信道下几种典型CPM方案的容量曲线。

    学术通信
    群签名中成员撤销问题解决方案
    张德栋,马兆丰,杨义先,钮心忻
    2014, 35(3):  193-200.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.022
    摘要 ( 61 )   HTML ( 0 )   PDF (1829KB) ( 97 )  
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    针对Camenisch-Stadler群签名方案中无法撤销成员的问题,提出了一种有效的群成员撤销方案,该方案可以灵活地增加和撤销群成员。当成员加入时,群主管向其颁发成员证书,其他成员无需更新成员密钥和证书;当成员撤销时,群主管只需将撤销成员的匿名身份更新到撤销列表中,无需更新群密钥和其他成员证书,且签名长度与验证工作量均独立于群成员和已撤销成员的个数。因此,新方案适用于群成员数较多和成员更新比较频繁的群签名。

    断接下移动终端的简单查询算法研究
    梁茹冰,刘琼
    2014, 35(3):  201-207.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.023
    摘要 ( 61 )   HTML ( 0 )   PDF (1306KB) ( 86 )  
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    提出了断接下移动终端简单查询算法SQPID,该算法通过合并与裁剪操作构建综合相关语义缓存项,且合并过程不涉及间接相关性判断,从而简化了以往算法的处理过程,提高了近似查询结果的导出速度。实验表明,SQPID算法在查询响应时间和精确度方面都更好地满足了用户的需求。

    基于非线性尺度空间的非理想虹膜边界定位
    万洪林,李宝生,韩民,李登旺
    2014, 35(3):  208-215.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.024
    摘要 ( 66 )   HTML ( 0 )   PDF (1596KB) ( 98 )  
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    提出了一种基于非线性尺度空间的非理想虹膜边界定位方法。这一方法通过具有尺度演化特性的非线性扩散消除小尺度的几何结构,保留虹膜的主要边界信息。此外将此扩散与多分辨率分析框架结合,从而实现了虹膜边界的快速有效检测。实验结果表明,与经典方法相比,所提算法能够有效消除上述因素导致的不利影响,精确提取了非理想虹膜的内外边界。

    像素位置与比特双重置乱的图像混沌加密算法
    邓晓衡,廖春龙,朱从旭,陈志刚
    2014, 35(3):  216-223.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.025
    摘要 ( 130 )   HTML ( 1 )   PDF (2014KB) ( 285 )  
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    针对当前流行的一类具有置乱—扩散结构的混沌图像加密算法存在的安全缺陷问题,提出了一种能抵抗选择明(密)文攻击的图像加密算法。算法采用Kent混沌映射生成密钥序列,并根据明文像素值的特征和输入的密钥,分别产生混沌系统的参数和预迭代次数。首先,利用混沌序列实现图像像素位置的全局置乱;其次,根据另一个新生成的混沌序列,实现对图像像素值中0 bit、1 bit的置乱。实现了混沌映射产生的序列与图像本身内容的往关联,从而实现了中间密钥随明文自适应变化,能有效抵抗选择明(密)文攻击。实验结果表明,该算法克服了以算法不能抵抗选择明(密)文攻击的缺陷,同时具有加密算法简单、密钥空间大等加密性能,并能较好地抵抗统计特性分析、差分分析攻击。

    脉冲状态间隔调制方法及恶劣环境下通信实验
    母一宁,王贺,李平,姜会林
    2014, 35(3):  224-230.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.026
    摘要 ( 71 )   HTML ( 0 )   PDF (1390KB) ( 88 )  
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    为了增强激光通信对信道的适应性,在香农理论的基础上对大气调制模型展开了研究。首先从差错的角度推导大气光通信系统误符号率与误码率的转换关系;接着通过分析大气信道下光通信的香农极限通信速率,指出大气信道带宽是影响激光通信的重要技术参数。进而提出了脉冲状态间隔调制编码方式并分析其结构特点;最后通过恶劣环境下的通信实验验证PSIM的可行性和大气信道带宽的重要性,指出信道特性实时反馈将是实现全天候激光通信的前提。

    PSO应用于QoS偏好感知的云存储任务调度
    王娟,李飞,张路桥
    2014, 35(3):  231-238.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.03.027
    摘要 ( 65 )   HTML ( 0 )   PDF (607KB) ( 94 )  
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    研究有QoS偏好要求的云存储任务调度。首先,分析云存储与云计算的差异,用存在矩阵避免无效解的产生。其次,归纳云存储的QoS需求为时间、代价与质量3大类,并据此修改PSO算法的适应度函数用权重因子调节QoS偏好。实验发现,在不同优先级任务分布不均的情况下,分布广的任务的偏好会掩盖其他任务的偏好,因而不适宜用PSO进行整体性调度,而必须进行分级调度。实验证明,改进后的分级PSO算法对QoS偏好具有较好的感知能力。

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主  编:张 平
副主编:陆建华 马建峰 杨 震
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国际标准刊号:ISSN 1000-436X
国内统一刊号:CN 11-2102/TN
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