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    学术论文
    用于LDPC码快速译码的改进多比特翻转算法
    马克祥,孙吉成,王萌,张雨明,张海林
    2014, 35(2):  0-124.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.016
    摘要 ( 81 )   HTML ( 0 )   PDF (903KB) ( 80 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    为了提高RRWBF算法的译码速度,提出一种多比特翻转机制来加快RRWBF算法的收敛速度。但是,使用该多比特翻转机制的RRWBF算法时,译码过程中出现与单比特翻转类似的循环翻转现象,影响其译码性能。为此,进一步提出一种循环翻转消除机制来破坏多比特翻转译码过程中产生的循环翻转,进而提高其译码性能。仿真结果显示,与单比特翻转算法相比,提出的基于循环翻转消除的多比特RRWBF算法以较小的译码性能损失换来译码速度的较大提升。

    基于非线性复扩散耦合冲激滤波器的图像放大算法研究
    席志红1,海涛1,2
    2014, 35(2):  1-8. 
    摘要 ( 716 )  
    相关文章 | 多维度评价
    为了提高放大算法的适应性,采用改进的非线性复扩散和自适应冲激滤波器,提出了一种图像放大方法。根据像素局部方差进行自适应改变扩散门限,扩散图像的虚部除以扩散时间以消除扩散时间的影响,特别是初期扩散近似线性扩散的特性,得到改进的复扩散模型耦合冲激滤波器进行无噪图像放大。对于噪声图像放大,根据像素局部方差进行自适应非线性复扩散,耦合局部方差约束的冲激滤波器增强模糊的图像边缘和细节。自适应非线性复扩散通过局部方差和图像二阶导数相结合分辨边缘和噪声,对噪声进行平滑的同时保持边缘,克服了复扩散不能分辨噪声和边缘的缺陷,同时保持复扩散保护斜坡结构,免除阶梯效应的优点。仿真实验验证了所提算法不仅对无噪图像有较好的放大效果,而且对一定范围的噪声图像也有较好的放大效果。
    基于非线性复扩散耦合冲激滤波器的图像放大算法研究
    席志红,海涛
    2014, 35(2):  1-8.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.001
    摘要 ( 73 )   HTML ( 0 )   PDF (1499KB) ( 103 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    为了提高放大算法的适应性,采用改进的非线性复扩散和自适应冲激滤波器,提出了一种图像放大方法。根据像素局部方差进行自适应改变扩散门限,扩散图像的虚部除以扩散时间以消除扩散时间的影响,特别是初期扩散近似线性扩散的特性,得到改进的复扩散模型耦合冲激滤波器进行无噪图像放大。对于噪声图像放大,根据像素局部方差进行自适应非线性复扩散,耦合局部方差约束的冲激滤波器增强模糊的图像边缘和细节。自适应非线性复扩散通过局部方差和图像二阶导数相结合分辨边缘和噪声,对噪声进行平滑的同时保持边缘,克服了复扩散不能分辨噪声和边缘的缺陷,同时保持复扩散保护斜坡结构,免除阶梯效应的优点。仿真实验验证了所提算法不仅对无噪图像有较好的放大效果,而且对一定范围的噪声图像也有较好的放大效果。

    基于均匀圆阵的扩展循环MUSIC算法
    尤国红1,邱天爽2,夏楠2,宋爱民2,王兆峰1
    2014, 35(2):  2-15. 
    摘要 ( 628 )  
    相关文章 | 多维度评价
    将循环平稳理论引入到均匀圆阵的波达方向估计中,提出了一种基于圆阵的扩展循环MUSIC算法。同时利用信号的循环相关阵和循环共轭相关阵的信息,有效抑制了同频带内干扰和噪声的影响,实现了感兴趣信号与干扰信号的有效分离。仿真实验结果表明,所提算法具有较高的波达方向估计精度和较好的多信号分辨能力,且突破了经典MUSIC算法关于信源数不能超过阵元数的限制。
    基于用户相似度的协同过滤推荐算法
    荣辉桂1,火生旭1,胡春华2,莫进侠1
    2014, 35(2):  3-24. 
    摘要 ( 658 )  
    相关文章 | 多维度评价
    协同过滤推荐算法通过研究用户的喜好,实现从海量数据资源中为用户推荐其感兴趣的内容,在电子商务中得到了广泛的应用。然而,当此类算法应用到社交网络时,传统的评价指标与相似度计算的重点发生了变化,从而出现推荐算法效率偏低,推荐准确度下降问题,导致社交网络中用户交友推荐满意度偏低。针对这一问题,引入用户相似度概念,定义社交网络中属性相似度,相似度构成与计算方法,提出一种改进的协同过滤推荐算法,并给出推荐质量与用户满意度评价方法。实验结果表明:改进算法能有效改善社交网络中的推荐准确性并提高推荐效率,全面提高用户满意度。
    编码节点动态管理的间断连接无线网络数据转发机制
    吴大鹏,楼芃雯,樊思龙,王汝言
    2014, 35(2):  4-32. 
    摘要 ( 552 )  
    相关文章 | 多维度评价
    网络编码方法能够有效地提高间断连接无线网络的资源利用率,但编码节点的数量需要根据网络状态动态地调整。为有效提高网络资源利用率,提出一种带有编码节点动态管理的间断连接无线网络数据转发机制。节点根据当前网络状态,以分布式的方式确定最优化编码节点数量,进而,综合考虑社会属性及可用资源两方面因素,动态地选取编码节点,以较低的开销实现可靠数据转发。仿真结果表明所提出的机制充分利用了节点间的连接机会,提高了网络资源利用率。
    标准模型下前向安全公钥加密方案的新构造
    陆 阳,李继国
    2014, 35(2):  5-39. 
    摘要 ( 572 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对已有的可证安全的前向安全公钥加密方案仅满足较弱的选择明文安全性,难以满足实际应用的安全需求这一问题,提出了一个新的前向安全公钥加密方案,基于判定性截断q-ABDHE问题的困难性,该方案在标准模型下被证明满足选择密文安全性。在该方案中,解密算法的计算代价和密文的长度独立于系统时间周期总数。对比分析表明,该方案的整体性能优于已有的前向安全公钥加密方案。
    带消息填充的29步SM3算法原根和伪碰撞攻击
    王高丽1,2,申延召1
    2014, 35(2):  6-45. 
    摘要 ( 598 )  
    相关文章 | 多维度评价
    基于中间相遇攻击技术,提出了一种针对密码杂凑函数SM算法的原根攻击和伪碰撞攻击方法,给出了从第1步开始的带消息填充的29步SM3算法的原根攻击和伪碰撞攻击。结果表明:对于29步SM3算法的原根攻击的时间复杂度为2254;对于29步SM3伪碰撞攻击的时间复杂度为2125。说明从第1步开始的带消息填充的29步SM3算法不能抵抗原根攻击和伪碰撞攻击。
    基于运动趋势的移动对象位置预测
    李雯1,夏士雄1,刘峰2,张磊1,袁冠1
    2014, 35(2):  7-53. 
    摘要 ( 714 )  
    相关文章 | 多维度评价
    提出一种基于运动趋势的移动对象位置预测算法,不仅借鉴马尔可夫模型思想对移动对象的历史活动轨迹进行建模,而且将对象的运动趋势作为位置预测的重要因素。以全体历史停留区域作为未来位置的候选,根据位置的特征,将结果分为预测位置和推荐位置。真实数据实验表明,算法在保证较高时间效率的同时,预测精度较同类算法提高近10%。
    通用可组合公平安全多方计算协议
    田有亮1,2,彭长根1,马建峰2,林辉2,杨凯3
    2014, 35(2):  8-62. 
    摘要 ( 673 )  
    相关文章 | 多维度评价
    在通用可组合框架下研究安全多方计算的公平性问题。在UC框架下,提出公平安全多方计算的安全模型。在模型中形式化定义了公平安全多方加法计算理想函数 和公平安全多方乘法计算理想函数 。然后,基于双线性对技术和承诺方案理想函数 ,在 -混合模型下分别设计公平加法协议 和公平乘法协议 安全实现理想函数 和 。最后,性能分析表明所提协议的有效性,能更好地满足应用需求。
    基于轻量云模型的WSN不确定性信任表示方法
    徐晓斌,张光卫,王尚广,孙其博,杨放春
    2014, 35(2):  9-69. 
    摘要 ( 544 )  
    相关文章 | 多维度评价
    参考云模型定性定量不确定性转换特性,设计了适用于WSN的轻量云模型,使用此模型对直接信任、间接信任、推荐行为的信任进行全面的不确定性表示。轻量云模型计算简单,每一个WSN节点均可独立建立轻量云模型,并对邻居节点信任情况进行全面的评估,从而发现WSN应用中的安全问题。实验结果表明,该方法克服了传统信任管理框架中敏感度与容忍度之间的矛盾,既保证了多种异常情况的高容忍度,又具备较敏感的攻击识别能力。
    基于均匀圆阵的扩展循环MUSIC算法
    尤国红,邱天爽,夏楠,宋爱民,王兆峰
    2014, 35(2):  9-15.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.002
    摘要 ( 95 )   HTML ( 0 )   PDF (1436KB) ( 211 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    将循环平稳理论引入到均匀圆阵的波达方向估计中,提出了一种基于圆阵的扩展循环 MUSIC 算法。同时利用信号的循环相关阵和循环共轭相关阵的信息,有效抑制了同频带内干扰和噪声的影响,实现了感兴趣信号与干扰信号的有效分离。仿真实验结果表明,所提算法具有较高的波达方向估计精度和较好的多信号分辨能力,且突破了经典MUSIC算法关于信源数不能超过阵元数的限制。

    基于合作博弈的多信道认知无线网络中的频谱共享算法
    王正强,蒋铃鸽,何 晨
    2014, 35(2):  10-75. 
    摘要 ( 667 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用合作博弈对多信道认知无线网络中的频谱共享问题进行了建模分析,提出了次用户在各信道上的信干噪比乘积作为合作博弈的效用函数。次用户在各信道上保证对主用户的干扰小于一定门限的要求下,通过最大化各自效用函数的乘积来进行功率分配。由于最大化次用户效用函数的乘积问题是非凸的,通过变量替换将其转化为了一个等价的凸优化问题,利用该凸优化问题的对偶分解,提出了一种次用户间的频谱共享算法。仿真结果表明,所提算法在次用户和速率与公平性之间进行了有效折中。
    DTN网络环境下动态随机网络编码方法
    邓广宏1,2,曹万华1,2,张剑2,冯力2,程雄2
    2014, 35(2):  11-86. 
    摘要 ( 631 )  
    相关文章 | 多维度评价
    容迟容断网络的移动性、间歇连通性和动态拓扑等动态特性使得当前应用于静态网络拓扑和固定多播容量的静态随机网络编码难以适应DTN网络环境的网络编码传输,为此提出了一种DTN网络环境下动态随机网络编码传输方法。该方法以马尔科夫信道模型为基础,根据节点的数据状态动态监测信道速率,在信源节点构造了带信道容量的网络流图,并计算和预测当前网络多播容量,最后根据多播容量的变化动态扩展和裁剪随机网络编码方案,实现DTN网络环境下数据的动态网络编码传输。仿真结果表明,相比传统的固定多播率编码方法,动态随机网络编码方法降低了数据的平均传递延迟,提高了数据投递率。
    基于多任务稀疏表达的二元麦克风小阵列语音增强算法
    杨立春1,2,叶敏超1,钱沄涛1
    2014, 35(2):  12-94. 
    摘要 ( 628 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对常规二元麦克风小阵列话音增强算法通常需要话音活动检测技术支持,并且难以有效抑制第一帧含目标信号的噪声。提出了一种基于多任务稀疏表达的二元麦克风小阵列话音增强算法,首先利用字典学习方法分别获得目标信号和噪声信号的过完备字典,然后利用 混合范数对信号在其字典上的表示系数进行正则化稀疏约束,使得2个阵元接收到信号中的噪声信号被抑制,而话音信号尽量保持不变,从而达到话音增强的目标。仿真和实验数据表明,无论开始位置是否含有目标话音信号,所提出的非话音活动检测支持的二元麦克风小阵列话音增强算法均能有效实现话音增强的目标。
    云计算环境中支持隐私保护的数字版权保护方案
    黄勤龙1,2,3,马兆丰1,2,3,傅镜艺1,2,3,杨义先1,2,钮心忻1,2
    2014, 35(2):  13-103. 
    摘要 ( 799 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对云计算环境中数字内容安全和用户隐私保护的需求,提出了一种云计算环境中支持隐私保护的数字版权保护方案。设计了云计算环境中数字内容版权全生命周期保护和用户隐私保护的框架,包括系统初始化、内容加密、许可授权和内容解密4个主要协议;采用基于属性基加密和加法同态加密算法的内容加密密钥保护和分发机制,保证内容加密密钥的安全性;允许用户匿名向云服务提供商订购内容和申请授权,保护用户的隐私,并且防止云服务提供商、授权服务器和密钥服务器等收集用户使用习惯等敏感信息。与现有的云计算环境中数字版权保护方案相比,该方案在保护内容安全和用户隐私的同时,支持灵活的访问控制,并且支持在线和超级分发应用模式,在云计算环境中具有较好的实用性。
    基于空间位置的混合频谱共享系统功率分配研究
    蔡艳1,张晶2,朱洪波1
    2014, 35(2):  14-110. 
    摘要 ( 566 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对次用户空间位置分布的随机性,提出空域混合Overlay/Underlay频谱共享模型以提高无线频谱利用率。根据次用户在不同空间位置对主用户的干扰,在主用户干扰容限约束下推导出次用户工作于Overlay状态和Underlay状态的空间区域;以最大化系统容量为准则建立认知系统功率优化分配模型,推导出次用户的最优功率分配方案,进而得到认知系统可获得的最大容量;理论和仿真结果表明,基于空间位置的混合频谱共享系统可以获得比Overlay系统更高的容量。
    利用容错学习问题构造基于身份的全同态加密体制
    光焱1,2,祝跃飞1,费金龙1,2,顾纯祥1,2,郑永辉1,2
    2014, 35(2):  15-117. 
    摘要 ( 634 )  
    相关文章 | 多维度评价
    基于容错学习问题构造的一类全同态加密体制在云计算安全领域具有重要的潜在应用价值,但同时普遍存在着公钥尺寸较大的缺陷,严重影响其身份认证与密钥管理的效率。将基于身份加密的思想与基于容错学习问题的全同态加密相结合,提出一种基于身份的全同态加密体制,能够有效克服公钥尺寸对于全同态加密应用效率的影响。在随机喻示模型下,体制的安全性归约到容错学习问题难解性和陷门单向函数单向性,并包含严格的安全性证明。
    用于LDPC码快速译码的改进多比特翻转算法
    马克祥,孙吉成,王 萌,张雨明,张海林
    2014, 35(2):  16-124. 
    摘要 ( 610 )  
    相关文章 | 多维度评价
    为了提高RRWBF算法的译码速度,提出一种多比特翻转机制来加快RRWBF算法的收敛速度。但是,使用该多比特翻转机制的RRWBF算法时,译码过程中出现与单比特翻转类似的循环翻转现象,影响其译码性能。为此,进一步提出一种循环翻转消除机制来破坏多比特翻转译码过程中产生的循环翻转,进而提高其译码性能。仿真结果显示,与单比特翻转算法相比,提出的基于循环翻转消除的多比特RRWBF算法以较小的译码性能损失换来译码速度的较大提升。
    基于用户相似度的协同过滤推荐算法
    荣辉桂,火生旭,胡春华,莫进侠
    2014, 35(2):  16-24.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.003
    摘要 ( 461 )   HTML ( 4 )   PDF (934KB) ( 739 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    协同过滤推荐算法通过研究用户的喜好,实现从海量数据资源中为用户推荐其感兴趣的内容,在电子商务中得到了广泛的应用。然而,当此类算法应用到社交网络时,传统的评价指标与相似度计算的重点发生了变化,从而出现推荐算法效率偏低,推荐准确度下降问题,导致社交网络中用户交友推荐满意度偏低。针对这一问题,引入用户相似度概念,定义社交网络中属性相似度,相似度构成与计算方法,提出一种改进的协同过滤推荐算法,并给出推荐质量与用户满意度评价方法。实验结果表明:改进算法能有效改善社交网络中的推荐准确性并提高推荐效率,全面提高用户满意度。

    基于大规模天线的多用户MISO下行链路频谱效率分析
    李菊芳1,赵睿1,江彬2,黄永明2,杨绿溪2,张海1
    2014, 35(2):  17-136. 
    摘要 ( 597 )  
    相关文章 | 多维度评价
    在大规模天线时分双工通信系统中,分析了多用户MISO下行链路的频谱效率。假定用户数固定且基站天线数M无限增大,通过理论推导分析发现,当基站发送功率减小到单天线基站的1/M时,随着M的增加系统频谱效率趋于一个恒值;并且简单的预处理即可消除用户间干扰和快衰落的影响。虽然多小区系统会受导频污染的影响,致使小区间干扰不能被完全消除,但是降低后的发送功率可使系统由干扰受限转变为噪声受限。采用迫零单位预编码与采用最大比发送单位预编码的系统频谱效率极限表达式相同。最后给出采用空时分组码的多用户下行链路的频谱效率下限值,并通过仿真分析证实了以上结论的正确性。
    IR-UWB系统中基于root-MUSIC算法的TOA和DOA联合估计
    王方秋1,张小飞1,2,汪飞1
    2014, 35(2):  18-145. 
    摘要 ( 648 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对二维多重信号分类算法可以估计出系统的到达时间(TOA, time-of-arrival)和波达方向(DOA, direction- of-arrival)参数,但需要复杂度非常高的二维谱峰搜索这一问题,提出了IR-UWB系统中基于求根MUSIC(root-MUSIC)的TOA和DOA联合估计算法,该算法对接收信号的频域形式建模,先估计出TOA,然后由TOA的差值计算出DOA,从而实现TOA和DOA的联合估计。该算法不需谱峰搜索,可直接给出估计参数的闭式解,还可实现参数配对。还推导了参数估计的误差方差。仿真结果表明,该算法的参数估计性能明显优于矩阵束算法、传播算子算法以及基于旋转不变技术估计信号参数算法,并且非常接近于2D-MUSIC算法,但该算法的复杂度却远远低于2D-MUSIC算法。
    具有低复杂度的LDPC已编码非相干酉空时调制系统设计
    王利娇,张 林,杨玲玲,彭 立,符达伟
    2014, 35(2):  19-152. 
    摘要 ( 500 )  
    相关文章 | 多维度评价
    提出一种克服无线信道瑞利衰落和高斯白噪声干扰的非相干编码调制MIMO系统方案。纠错码采用IEEE 802.16e中的非规则QC-LDPC码,非相干调制采用基于三角函数的酉空时调制(SC-USTM)。在接收端,推导出SC-USTM的最大后验概率(MAP)解调算法;为了降低复杂度,构造了SC-USTM的双解调器方案;为了改善双解调的性能,在置信传播(BP)迭代解码器和MAP解调器之间引入了迭代反馈机制。仿真实验表明LDPC已编码SC-USTM的MIMO系统比未编码USTM的MIMO系统在 误码率时,性能改善15~17 dB,并且整个系统具有较低的计算复杂度。
    基于辅助阵元的非圆信号自校正算法及其性能分析
    尹洁昕,吴 瑛,王 鼎
    2014, 35(2):  20-165. 
    摘要 ( 548 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对非圆信号空间谱测向中方位依赖幅相误差的校正问题,基于辅助阵元自校正算法(ISM, instrumental sensor method)基本原理,提出一种改进的ISM算法:NC-ISM算法。该算法通过利用最大非圆率信号的扩展数据模型,提高了信号利用率,使其估计精度较一般的ISM算法有明显提升,最大可分辨信源数也增加一倍。对该算法的理论性能进行研究,证明了其参数估计的统计一致性,并采用一阶误差分析方法推导了辅助阵元模型误差影响下参数估计的均方误差表达式,从而为工程应用提供理论支撑。仿真结果验证了理论推导的正确性,同时表明,该算法较ISM算法在辅助阵元模型误差与低信噪比下都有更强的顽健性。
    综述
    现代数据中心网络资源管理技术分析与综述
    邓 罡,龚正虎,王 宏,陈 琳,刘志宏
    2014, 35(2):  21-181. 
    摘要 ( 755 )  
    相关文章 | 多维度评价
    现代数据中心网络结构特征和应用模式的深刻变革,给网络资源管理带来了全新的挑战。地址自动配置技术、传输控制技术、流量管理技术以及虚拟化管理技术等是现代数据中心网络资源管理的重要内容,也是近年来学术界研究的重要方向。结合当前的研究现状,对以上几个方面的最新研究成果进行分析综述,并就网络资源管理未来的发展趋势进行展望。
    学术通信
    基于群体早熟程度和非线性周期振荡策略的改进粒子群算法
    朱喜华1,李颖晖1,李宁1,范炳奎2
    2014, 35(2):  22-189. 
    摘要 ( 527 )  
    相关文章 | 多维度评价
    提出了一种新的粒子群优化算法——基于群体早熟收敛程度和非线性周期振荡策略的自适应混沌粒子群优化算法。利用混沌的遍历特性初始化粒子的速度和位置,根据种群的早熟收敛程度和粒子的适应度值自适应地调整惯性权重;学习因子则采用非线性周期振荡策略,模拟鸟类觅食过程中交替出现的分散和重组现象。基准测试函数的仿真结果表明,所提出的算法不仅收敛速度快、寻优质量高,而且具有良好的稳定性。
    对轻量级密码算法MIBS的相关密钥不可能差分攻击
    陈 平,廖福成,卫宏儒
    2014, 35(2):  23-193. 
    摘要 ( 537 )  
    相关文章 | 多维度评价
    研究了轻量级分组密码算法MIBS抵抗相关密钥不可能差分的能力。利用MIBS-80密钥编排算法的性质,给出了一个密钥差分特征,并结合特殊明密文对的选取,构造了一个10轮不可能差分。在此不可能差分特征上进行扩展,对14轮的MIBS-80进行了攻击,并给出了复杂度分析。此攻击的结果需要的数据复杂度为254和时间复杂度为256。
    接收矢量估计辅助的协调波束赋形算法
    黄 莹,吕刚明,朱世华
    2014, 35(2):  24-201. 
    摘要 ( 487 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对下行蜂窝无线通信系统,提出了一种基于接收矢量估计辅助优化的分布式协调波束赋形方案。该方案通过在发射端间共享少量信息,并基于MVDR准则对接收端的接收矢量进行估计,从而优化发送波束赋形矢量设计。仿真结果和分析表明,该分布式方案能以较低的开销和算法复杂度获得接近于集中式方案的性能。此外,还提出了一种简化方案,该方案可进一步降低系统开销。
    云计算中的服务可用性保障机制
    沈时军1,刘欣然1,2,张鸿1,朱春鸽1,2
    2014, 35(2):  25-206. 
    摘要 ( 660 )  
    相关文章 | 多维度评价
    提出了一种基于滑动窗口的资源预留SWRR(sliding window based resource reservation)算法,它将预留资源在整个资源池中所占的比例称为窗口。窗口的“滑动”包含2层含义:1)窗口大小动态变化;2)窗口中的资源动态刷新。SWRR已被应用于一个大型的云计算应用平台。实验数据表明,SWRR通过合理资源预留,在兼顾所有任务调度的基础上,可为特定用户提供有效的服务可用性保障。
    学术论文
    编码节点动态管理的间断连接无线网络数据转发机制
    吴大鹏,楼亢雯,樊思龙,王汝言
    2014, 35(2):  25-32.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.004
    摘要 ( 72 )   HTML ( 0 )   PDF (643KB) ( 119 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    网络编码方法能够有效地提高间断连接无线网络的资源利用率,但编码节点的数量需要根据网络状态动态地调整。为有效提高网络资源利用率,提出一种带有编码节点动态管理的间断连接无线网络数据转发机制。节点根据当前网络状态,以分布式的方式确定最优化编码节点数量,进而,综合考虑社会属性及可用资源两方面因素,动态地选取编码节点,以较低的开销实现可靠数据转发。仿真结果表明所提出的机制充分利用了节点间的连接机会,提高了网络资源利用率。

    标准模型下前向安全公钥加密方案的新构造
    陆阳,李继国
    2014, 35(2):  33-39.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.005
    摘要 ( 61 )   HTML ( 0 )   PDF (1278KB) ( 116 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对已有的可证安全的前向安全公钥加密方案仅满足较弱的选择明文安全性,难以满足实际应用的安全需求这一问题,提出了一个新的前向安全公钥加密方案,基于判定性截断q-ABDHE问题的困难性,该方案在标准模型下被证明满足选择密文安全性。在该方案中,解密算法的计算代价和密文的长度独立于系统时间周期总数。对比分析表明,该方案的整体性能优于已有的前向安全公钥加密方案。

    带消息填充的29步SM3算法原根和伪碰撞攻击
    王高丽,申延召
    2014, 35(2):  40-45.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.006
    摘要 ( 91 )   HTML ( 0 )   PDF (452KB) ( 150 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    基于中间相遇攻击技术,提出了一种针对密码杂凑函数SM算法的原根攻击和伪碰撞攻击方法,给出了从第1步开始的带消息填充的29步SM3算法的原根攻击和伪碰撞攻击。结果表明:对于29步SM3算法的原根攻击的时间复杂度为2254;对于29步SM3伪碰撞攻击的时间复杂度为2125。说明从第1步开始的带消息填充的29步SM3算法不能抵抗原根攻击和伪碰撞攻击。

    基于运动趋势的移动对象位置预测
    李雯,夏士雄,刘峰,张磊,袁冠
    2014, 35(2):  46-53.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.007
    摘要 ( 79 )   HTML ( 0 )   PDF (1277KB) ( 200 )  
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    提出一种基于运动趋势的移动对象位置预测算法,不仅借鉴马尔可夫模型思想对移动对象的历史活动轨迹进行建模,而且将对象的运动趋势作为位置预测的重要因素。以全体历史停留区域作为未来位置的候选,根据位置的特征,将结果分为预测位置和推荐位置。真实数据实验表明,算法在保证较高时间效率的同时,预测精度较同类算法提高近10%。

    通用可组合公平安全多方计算协议
    田有亮,彭长根,马建峰,林辉,杨凯
    2014, 35(2):  54-62.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.008
    摘要 ( 93 )   HTML ( 1 )   PDF (1715KB) ( 245 )  
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    在通用可组合框架下研究安全多方计算的公平性问题。在 UC框架下,提出公平安全多方计算的安全模型。在模型中形式化定义了公平安全多方加法计算理想函数FFSMPA和公平安全多方乘法计算理想函数FFSMPM。然后,基于双线性对技术和承诺方案理想函数F FSMPAπFSMPM和公平乘法协议πFSMPA安全实现理想函数F COM和F,在FCOM-混合模型下分别设计公平加法协议FSMPM。最后,性能分析表明所提协议的有效性,能更好地满足应用需求。

    基于轻量云模型的WSN不确定性信任表示方法
    徐晓斌,张光卫,王尚广,孙其博,杨放春
    2014, 35(2):  63-69.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.009
    摘要 ( 67 )   HTML ( 0 )   PDF (814KB) ( 116 )  
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    参考云模型定性定量不确定性转换特性,设计了适用于WSN的轻量云模型,使用此模型对直接信任、间接信任、推荐行为的信任进行全面的不确定性表示。轻量云模型计算简单,每一个WSN节点均可独立建立轻量云模型,并对邻居节点信任情况进行全面的评估,从而发现WSN应用中的安全问题。实验结果表明,该方法克服了传统信任管理框架中敏感度与容忍度之间的矛盾,既保证了多种异常情况的高容忍度,又具备较敏感的攻击识别能力。

    基于合作博弈的多信道认知无线网络中的频谱共享算法
    王正强,蒋铃鸽,何晨
    2014, 35(2):  70-75.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.010
    摘要 ( 54 )   HTML ( 0 )   PDF (988KB) ( 109 )  
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    采用合作博弈对多信道认知无线网络中的频谱共享问题进行了建模分析,提出了次用户在各信道上的信干噪比乘积作为合作博弈的效用函数。次用户在各信道上保证对主用户的干扰小于一定门限的要求下,通过最大化各自效用函数的乘积来进行功率分配。由于最大化次用户效用函数的乘积问题是非凸的,通过变量替换将其转化为了一个等价的凸优化问题,利用该凸优化问题的对偶分解,提出了一种次用户间的频谱共享算法。仿真结果表明,所提算法在次用户和速率与公平性之间进行了有效折中。

    DTN网络环境下动态随机网络编码方法
    邓广宏,曹万华,张剑,冯力,程雄
    2014, 35(2):  76-86.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.011
    摘要 ( 70 )   HTML ( 0 )   PDF (1299KB) ( 127 )  
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    容迟容断网络的移动性、间歇连通性和动态拓扑等动态特性使得当前应用于静态网络拓扑和固定多播容量的静态随机网络编码难以适应DTN网络环境的网络编码传输,为此提出了一种DTN网络环境下动态随机网络编码传输方法。该方法以马尔科夫信道模型为基础,根据节点的数据状态动态监测信道速率,在信源节点构造了带信道容量的网络流图,并计算和预测当前网络多播容量,最后根据多播容量的变化动态扩展和裁剪随机网络编码方案,实现DTN网络环境下数据的动态网络编码传输。仿真结果表明,相比传统的固定多播率编码方法,动态随机网络编码方法降低了数据的平均传递延迟,提高了数据投递率。

    基于多任务稀疏表达的二元麦克风小阵列话音增强算法
    杨立春,叶敏超,钱沄涛
    2014, 35(2):  87-94.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.012
    摘要 ( 58 )   HTML ( 0 )   PDF (1373KB) ( 93 )  
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    针对常规二元麦克风小阵列话音增强算法通常需要话音活动检测技术支持,并且难以有效抑制第一帧含目标信号的噪声。提出了一种基于多任务稀疏表达的二元麦克风小阵列话音增强算法,首先利用字典学习方法分别获得目标信号和噪声信号的过完备字典,然后利用e2/ 1e 混合范数对信号在其字典上的表示系数进行正则化稀疏约束,使得2个阵元接收到信号中的噪声信号被抑制,而话音信号尽量保持不变,从而达到话音增强的目标。仿真和实验数据表明,无论开始位置是否含有目标话音信号,所提出的非话音活动检测支持的二元麦克风小阵列话音增强算法均能有效实现话音增强的目标。

    云计算环境中支持隐私保护的数字版权保护方案
    黄勤龙,马兆丰,傅镜艺,杨义先,钮心忻
    2014, 35(2):  95-103.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.013
    摘要 ( 128 )   HTML ( 1 )   PDF (477KB) ( 237 )  
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    针对云计算环境中数字内容安全和用户隐私保护的需求,提出了一种云计算环境中支持隐私保护的数字版权保护方案。设计了云计算环境中数字内容版权全生命周期保护和用户隐私保护的框架,包括系统初始化、内容加密、许可授权和内容解密4个主要协议;采用基于属性基加密和加法同态加密算法的内容加密密钥保护和分发机制,保证内容加密密钥的安全性;允许用户匿名向云服务提供商订购内容和申请授权,保护用户的隐私,并且防止云服务提供商、授权服务器和密钥服务器等收集用户使用习惯等敏感信息。与现有的云计算环境中数字版权保护方案相比,该方案在保护内容安全和用户隐私的同时,支持灵活的访问控制,并且支持在线和超级分发应用模式,在云计算环境中具有较好的实用性。

    基于空间位置的混合频谱共享系统功率分配研究
    蔡艳,张晶,朱洪波
    2014, 35(2):  104-110.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.014
    摘要 ( 66 )   HTML ( 0 )   PDF (860KB) ( 91 )  
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    针对次用户空间位置分布的随机性,提出空域混合Overlay/Underlay频谱共享模型以提高无线频谱利用率。根据次用户在不同空间位置对主用户的干扰,在主用户干扰容限约束下推导出次用户工作于Overlay状态和Underlay状态的空间区域;以最大化系统容量为准则建立认知系统功率优化分配模型,推导出次用户的最优功率分配方案,进而得到认知系统可获得的最大容量;理论和仿真结果表明,基于空间位置的混合频谱共享系统可以获得比Overlay系统更高的容量。

    利用容错学习问题构造基于身份的全同态加密体制
    光焱,祝跃飞,费金龙,顾纯祥,郑永辉
    2014, 35(2):  111-117.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.015
    摘要 ( 87 )   HTML ( 0 )   PDF (1355KB) ( 146 )  
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    基于容错学习问题构造的一类全同态加密体制在云计算安全领域具有重要的潜在应用价值,但同时普遍存在着公钥尺寸较大的缺陷,严重影响其身份认证与密钥管理的效率。将基于身份加密的思想与基于容错学习问题的全同态加密相结合,提出一种基于身份的全同态加密体制,能够有效克服公钥尺寸对于全同态加密应用效率的影响。在随机喻示模型下,体制的安全性归约到容错学习问题难解性和陷门单向函数单向性,并包含严格的安全性证明。

    基于大规模天线的多用户MISO下行链路频谱效率分析
    李菊芳,赵睿,江彬,黄永明,杨绿溪,张海
    2014, 35(2):  125-136.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.017
    摘要 ( 82 )   HTML ( 0 )   PDF (2344KB) ( 121 )  
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    在大规模天线时分双工通信系统中,分析了多用户MISO下行链路的频谱效率。假定用户数固定且基站天线数M无限增大,通过理论推导分析发现,当基站发送功率减小到单天线基站的1/M时,随着M的增加系统频谱效率趋于一个恒值;并且简单的预处理即可消除用户间干扰和快衰落的影响。虽然多小区系统会受导频污染的影响,致使小区间干扰不能被完全消除,但是降低后的发送功率可使系统由干扰受限转变为噪声受限。采用迫零单位预编码与采用最大比发送单位预编码的系统频谱效率极限表达式相同。最后给出采用空时分组码的多用户下行链路的频谱效率下限值,并通过仿真分析证实了以上结论的正确性。

    IR-UWB系统中基于root-MUSIC算法的TOA和DOA联合估计
    王方秋,张小飞,汪飞
    2014, 35(2):  137-145.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.018
    摘要 ( 93 )   HTML ( 0 )   PDF (1640KB) ( 200 )  
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    针对二维多重信号分类算法可以估计出系统的到达时间(TOA,time-of-arrival)和波达方向(DOA,direction-of-arrival)参数,但需要复杂度非常高的二维谱峰搜索这一问题,提出了IR-UWB系统中基于求根MUSIC(root-MUSIC)的TOA和DOA联合估计算法,该算法对接收信号的频域形式建模,先估计出TOA,然后由TOA的差值计算出DOA,从而实现TOA和DOA的联合估计。该算法不需谱峰搜索,可直接给出估计参数的闭式解,还可实现参数配对。还推导了参数估计的误差方差。仿真结果表明,该算法的参数估计性能明显优于矩阵束算法、传播算子算法以及基于旋转不变技术估计信号参数算法,并且非常接近于2D-MUSIC算法,但该算法的复杂度却远远低于2D-MUSIC算法。

    具有低复杂度的LDPC已编码非相干酉空时调制系统设计
    王利娇,张林,杨玲玲,彭立,符达伟
    2014, 35(2):  146-152.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.019
    摘要 ( 71 )   HTML ( 0 )   PDF (1301KB) ( 65 )  
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    提出一种克服无线信道瑞利衰落和高斯白噪声干扰的非相干编码调制MIMO系统方案。纠错码采用IEEE 802.16e 中的非规则QC-LDPC码,非相干调制采用基于三角函数的酉空时调制(SC-USTM)。在接收端,推导出SC-USTM的最大后验概率(MAP)解调算法;为了降低复杂度,构造了SC-USTM的双解调器方案;为了改善双解调的性能,在置信传播(BP)迭代解码器和MAP解调器之间引入了迭代反馈机制。仿真实验表明LDPC已编码SC-USTM的MIMO系统比未编码USTM的MIMO系统在10?5误码率时,性能改善15~17dB,并且整个系统具有较低的计算复杂度。

    基于辅助阵元的非圆信号自校正算法及其性能分析
    尹洁昕,吴瑛,王鼎
    2014, 35(2):  153-165.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.020
    摘要 ( 78 )   HTML ( 0 )   PDF (1850KB) ( 64 )  
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    针对非圆信号空间谱测向中方位依赖幅相误差的校正问题,基于辅助阵元自校正算法(ISM, instrumental sensor method)基本原理,提出一种改进的ISM算法:NC-ISM算法。该算法通过利用最大非圆率信号的扩展数据模型,提高了信号利用率,使其估计精度较一般的ISM算法有明显提升,最大可分辨信源数也增加一倍。对该算法的理论性能进行研究,证明了其参数估计的统计一致性,并采用一阶误差分析方法推导了辅助阵元模型误差影响下参数估计的均方误差表达式,从而为工程应用提供理论支撑。仿真结果验证了理论推导的正确性,同时表明,该算法较ISM算法在辅助阵元模型误差与低信噪比下都有更强的顽健性。

    综述
    现代数据中心网络资源管理技术分析与综述
    邓罡,龚正虎,王宏,陈琳,刘志宏
    2014, 35(2):  166-181.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.021
    摘要 ( 86 )   HTML ( 0 )   PDF (1477KB) ( 121 )  
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    现代数据中心网络结构特征和应用模式的深刻变革,给网络资源管理带来了全新的挑战。地址自动配置技术、传输控制技术、流量管理技术以及虚拟化管理技术等是现代数据中心网络资源管理的重要内容,也是近年来学术界研究的重要方向。结合当前的研究现状,对以上几个方面的最新研究成果进行分析综述,并就网络资源管理未来的发展趋势进行展望。

    学术通信
    基于群体早熟程度和非线性周期振荡策略的改进粒子群算法
    朱喜华,李颖晖,李宁,范炳奎
    2014, 35(2):  182-189.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.022
    摘要 ( 54 )   HTML ( 0 )   PDF (892KB) ( 121 )  
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    提出了一种新的粒子群优化算法——基于群体早熟收敛程度和非线性周期振荡策略的自适应混沌粒子群优化算法。利用混沌的遍历特性初始化粒子的速度和位置,根据种群的早熟收敛程度和粒子的适应度值自适应地调整惯性权重;学习因子则采用非线性周期振荡策略,模拟鸟类觅食过程中交替出现的分散和重组现象。基准测试函数的仿真结果表明,所提出的算法不仅收敛速度快、寻优质量高,而且具有良好的稳定性。

    对轻量级密码算法MIBS的相关密钥不可能差分攻击
    陈平,廖福成,卫宏儒
    2014, 35(2):  190-193.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.023
    摘要 ( 93 )   HTML ( 0 )   PDF (1734KB) ( 53 )  
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    研究了轻量级分组密码算法MIBS抵抗相关密钥不可能差分的能力。利用MIBS-80密钥编排算法的性质,给出了一个密钥差分特征,并结合特殊明密文对的选取,构造了一个10轮不可能差分。在此不可能差分特征上进行扩展,对14轮的MIBS-80进行了攻击,并给出了复杂度分析。此攻击的结果需要的数据复杂度为254和时间复杂度为256

    接收矢量估计辅助的协调波束赋形算法
    黄莹,吕刚明,朱世华
    2014, 35(2):  194-201.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.024
    摘要 ( 89 )   HTML ( 0 )   PDF (1771KB) ( 65 )  
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    针对下行蜂窝无线通信系统,提出了一种基于接收矢量估计辅助优化的分布式协调波束赋形方案。该方案通过在发射端间共享少量信息,并基于 MVDR 准则对接收端的接收矢量进行估计,从而优化发送波束赋形矢量设计。仿真结果和分析表明,该分布式方案能以较低的开销和算法复杂度获得接近于集中式方案的性能。此外,还提出了一种简化方案,该方案可进一步降低系统开销。

    云计算中的服务可用性保障机制
    沈时军,刘欣然,张鸿,朱春鸽
    2014, 35(2):  202-206.  doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.025
    摘要 ( 32 )   HTML ( 0 )   PDF (797KB) ( 85 )  
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    提出了一种基于滑动窗口的资源预留SWRR(sliding window based resource reservation)算法,它将预留资源在整个资源池中所占的比例称为窗口。窗口的“滑动”包含2层含义:1)窗口大小动态变化;2)窗口中的资源动态刷新。SWRR已被应用于一个大型的云计算应用平台。实验数据表明,SWRR通过合理资源预留,在兼顾所有任务调度的基础上,可为特定用户提供有效的服务可用性保障。

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主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国通信学会
主  编:张 平
副主编:陆建华 马建峰 杨 震
     杨晨阳 彭长根
编辑部主任:易东山
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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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