通信学报

无线网络中基于图型演化博弈的动态频谱接入机制

李方伟,袁迎慧,朱江

2015, 36(7): 1-9. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015209

摘要 ( 415 )

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无线网络中，为了实现用户高效的数据传输，针对用户的有限理性特性，提出了一种基于图型演化博弈的动态频谱接入机制，而图型博弈可以较好地反映用户之间真实的博弈关系。同时设计了一种动态频谱接入算法和与之对应的动态方程以降低博弈的复杂度，而且能以较快的速度收敛到 Nash 均衡并获得较高的系统吞吐量和效用。理论证明该动态方程具有全局逐步稳定性，当用户发生局部的理性偏移时依然能够保证较快收敛和较小性能偏离。仿真对比验证了该机制的上述优势。

大规模MIMO OFDMA下行系统能效资源分配算法

胡莹,冀保峰,黄永明,俞菲,杨绿溪

2015, 36(7): 1-49. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015192

摘要 ( 433 )

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针对大规模多输入多输出（MIMO）正交频分多址(OFDMA)下行移动通信系统，提出了一种基于能效最优的资源分配算法。所提算法在采用迫零(ZF)预编码的情况下，以最大化系统能效的下界为准则，同时考虑每个用户的最低速率要求，通过调整带宽分配、功率分配和基站天线数分配来优化能效函数。首先根据优化条件提出了一种迭代算法确定每个用户的带宽分配，然后利用分数规划的性质并采用凸优化方法，通过联合调整基站端的发射天线数和用户的发射功率来优化能效函数。仿真结果表明，所提算法在较少迭代次数的同时能够取得较好的系统能效性能和吞吐量性能。

面向分布式环境的信号驱动任务调度算法

辛宇,杨静,谢志强

2015, 36(7): 1-72. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015162

摘要 ( 306 )

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为优化IaaS服务的执行效率，提出面向IaaS的信号驱动任务调度算法，该算法根据IaaS模型的结构特征建立控制子系统和节点子系统，根据任务的结构特征建立任务的DAG(directed acyclic graph)调度模型，并建立各任务分片的状态转化机制及控制子系统和节点子系统间的信号通信机制。以系统间信号交互的方式驱动任务分片的状态改变，并在每一调度时刻来临时利用并行优化选择策略分配任务分片。由于本算法采用了模拟IaaS模型的双系统控制方式，使本算法与IaaS模型的分布式体系相兼容且复杂度较低。最后通过实验验证了所提算法的有效性和实用性。

概率反馈动态频谱分配策略及性能分析

金顺福,葛世英,霍占强

2015, 36(7): 10-17. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015170

摘要 ( 354 )

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为了折衷认知用户吞吐量与平均时延，并适应多种网络业务需求，在认知无线电网络中引入概率反馈机制和能量检测阈值，提出一种新的动态频谱分配策略。针对认知用户的非理想感知结果，建立一种2类用户可能相互干扰的优先级排队模型，并构造状态转移概率矩阵。采用矩阵几何解方法求出系统的稳态分布，给出信道利用率、认知用户吞吐量、认知用户平均延迟及授权用户干扰率等性能指标的表达式。通过数值实验和系统仿真验证所提动态频谱分配策略性的有效性，并给出能量检测阈值的优化设置方案。

基于分布式与联合优化的无线传感器网络数据汇聚机制

刘韬,李天瑞,谈文蓉,殷锋

2015, 36(7): 18-30. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015158

摘要 ( 402 )

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针对大规模周期汇报型传感器网络提出了一种基于分布式与联合优化的数据汇聚机制，简称DDSM。该机制采用节点周期睡眠/工作的节能调度和分布式的工合的联合优化方法，综合优化网络层和MAC层功能。最后，通过模拟实验对所提机制作机制，并提出一种将节点的路由建立与工作时隙分配相结及其实现算法的性能进行比较和评价。实验结果表明，所提机制有效降低了节点的能耗，延长了网络的生命周期。

HybridFA：一种基于统计的AC自动机空间优化技术

熊刚,何慧敏,于静,刘燕兵,郭莉

2015, 36(7): 31-39. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015148

摘要 ( 433 )

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针对高级Aho-Corasick (AC)自动机为提高串匹配速度而造成的空间浪费问题，研究发现数据流对自动机节点的访问规律，据此提出基于数据访问特征的混合自动机构建算法HybridFA。分别研究了基于访问频率、访问层次以及结合上述2种特征对AC自动机的部分节点实现完全化的算法。在Snort、ClamAV、URL等真实数据集上的实验结果表明，HybridFA算法的存储空间低于高级AC自动机的5%。此外，结合访问频率和访问层次的改进算法在保证匹配速度的同时具有更强的数据适应性。

面向多样化服务定制的多态路由机制研究

胡宇翔,董芳,王鹏,兰巨龙

2015, 36(7): 48-59. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015096

摘要 ( 376 )

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如何基于有限且确定的路由结构来支持多样化服务是当前研究面临的问题，采用路由结构的自组织和自调节来实现路由与业务的“自适配”，提出一种面向多样化服务定制的多态路由机制。该机制通过自适配网络路由结构的基本“微内核”，实现到个性化定制寻址路由结构的派生与重载，使网络具有动态适应多样化业务的路由服务功能，并且支持多样网络寻址与路由的多模多态共存。

支持ONU模块独立不连续收发数据的节能方法

熊余,管建军,王汝言

2015, 36(7): 71-79. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015220

摘要 ( 308 )

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为有效解决绿色无源光网络中的节能效果与时延性能的矛盾，提出一种支持 ONU 模块独立不连续收发数据的节能方法。通过光网络单元的模块化，各能耗模块独立地切换睡眠或唤醒模式，从而在规定时隙内实现不连续地收发数据；通过子周期划分，将实时业务集中到第一个子周期内收发，提升了网络的总体服务质量；提出完全独立的上下行带宽分配算法，使所提方法在流量上下行不对称的应用场景更具优势。仿真表明，所提方法在保证业务时延性能的前提下，网络的能耗得到进一步降低。

分享式Spam攻击的轻量级检测方案

吕少卿,范丹,张玉清

2015, 36(7): 80-91. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015144

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Spam攻击是针对社交网络最主要的攻击方式，分享式Spam攻击具有Spam内容的存储与传播分离的新特性，目前没有有效的检测方案。针对这一问题分析了其攻击过程和特征，利用分享式Spam攻击传播和存储的特征设计了轻量级迭代检测算法LIDA，通过目标筛选和内容检测2个步骤实现对分享式Spam的检测。同时，轻量级算法避免了传统算法对每个用户都做深度检测的问题，更具实用性。通过人人网的4次迭代实验，共检测到9 568个Spam账号、30 732个Spam相册以及2 626 780条Spam URL，表明所提的检测算法对于分享式Spam攻击是行之有效的。

VANET中利用空闲TDMA时隙协助发送数据的方法

陈振,韩江洪,杨勇,刘征宇,陆阳

2015, 36(7): 92-101. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015174

摘要 ( 372 )

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车载自组网中的分布式TDMA方法没有利用节点的空闲TDMA时隙，未能充分利用无线信道资源，基于此，提出了一种利用空闲TDMA时隙的MAC层数据重发方法，当节点发送数据失败时，附近节点利用空闲的TDMA时隙重新发送传输失败的数据。理论分析和仿真结果表明，所提方法显著提高了分布式TDMA方法的数据发送成功概率和网络吞吐量。此外，通过仿真比较所提方法与IEEE802.11p的性能，结果表明，由于以确定的方式访问信道，所提方法能够及时稳定地传输车载自组网中的实时安全信息。

基于辅助源和相关熵的ADS-B信息时延估计新算法

栾声扬,邱天爽,宋爱民,李景春,谭海峰

2015, 36(7): 102-108. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015102

摘要 ( 387 )

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提出了一种基于辅助源和相关熵的 ADS-B 信息时延估计新算法。首先，对报文信息时延产生机制进行了研究，提出新的时延模型；其次，以辅助源信号所包含的多普勒频移特征为研究对象，在信号相似性比较时引入相关熵提出时延估计算法；然后，分别研究了扫描步长与高斯核长对本时延估计精度的影响；最后，通过仿真实验验证了在不同噪声条件下本算法的时延估计性能。与已有方法相比，本算法不需要更改报文格式，在脉冲噪声条件下具有更高的时延估计精度，故具有更好的实际应用价值。

虚拟网络可生存的启发式可靠映射算法

朱强,王慧强,马春光,冯光升,吕宏武

2015, 36(7): 109-119. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015177

摘要 ( 409 )

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针对虚拟网络可靠映射问题，引入虚拟网络可生存约束条件，确保在底层网络单节点失效情况下，被映射虚拟网络剩余部分仍保持连通，最大程度确保虚拟网络的完整性和服务的连续性。以最小化底层网络映射开销为目标函数，建立虚拟网络可靠映射的整数线性规划模型，提出一种虚拟网络可生存的启发式可靠映射算法RHM-SVN并进行求解。实验结果表明，该算法能够有效降低资源平均利用率，提高映射成功率、底层网络平均收益和虚拟网络恢复成功率。

基于交互行为的在线社会网络水军检测方法

陈侃,陈亮,朱培栋,熊岳山

2015, 36(7): 120-128. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015156

摘要 ( 660 )

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网络水军对广告、谣言、木马和恶意链接进行传播，不仅干扰用户对在线社会网络的正常访问，还可能引发网络安全、社会稳定等方面的问题。针对网络水军信息传播的特点，提出基于交互行为的信息传播模型。模型根据不同传播主体间的交互定义特征来量化传播行为，使用决策树方法对水军传播的信息进行检测。通过新浪微博的真实数据分析传播模型并验证检测方法，结果表明检测方法能够对微博中水军信息进行有效检测。

改进的树型结构RFID防碰撞算法

王雪,钱志鸿,刘晓慧,程超

2015, 36(7): 129-137. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015161

摘要 ( 378 )

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将整棵大查询树分为若干分支，在每一个分支内进行标签识别，减少碰撞发生的概率。算法分为前缀确定和分支查询2个阶段，在前缀确定阶段读取所有标签前缀，每个前缀代表一个分支，依次遍历每一分支；查询过程采用后退式搜索策略和动态搜索方式。理论分析和仿真实验表明，算法能够从查询次数、时延、吞吐率多方面改善RFID系统的整体性能。

基于级联随机共振的窄带信号宽带化接收

侯成郭,罗柏文,李地

2015, 36(7): 138-143. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015183

摘要 ( 358 )

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为提高传统窄带接收机的解调增益，提出了基于级联随机共振的窄带信号宽带化接收方法。该方法一方面对接收信号进行随机共振运算，将信号中的噪声转化为信号能量；另一方面通过级联方式将接收信号转化为方波信号，并利用其先验信息构造本地序列进行宽带化相关运算，最终提高了信号处理增益。理论分析与仿真结果表明，该方法相比于传统的处理方式，其信噪比增益提高大于3 dB，并且对于接收信噪比为?7～1 dB的QPSK信号，其增益提高约为20 dB。

M-精英协同进化分子动理论优化算法

范朝冬,章兢,易灵芝

2015, 36(7): 144-152. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015200

摘要 ( 402 )

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提出了一种M-精英协同进化分子动理论优化算法(MECKMTOA,M-elite coevolutionary KMTOA)。该算法基于M个精英以尽量防止算法陷入按维早熟。测试结果表明，MECKMTOA在求解精度、算法稳定性、高维函数求解等方面均表现出避免发生错误引导，通过精英间的学习与协作提高算法的收敛精度，采用新型的波动算子良好性能。

基于遗传算法的异构系统多副本容错调度算法

何忠政,门朝光,陈拥军,李香

2015, 36(7): 153-165. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015203

摘要 ( 373 )

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针对异构系统中基于多副本机制的容错调度方法忽略调度makespan、任务间依赖与系统链路失效及严格调度方式调度 makespan 较长问题，首先提出通用调度方式下同时考虑节点和链路失效的可靠性计算方法；然后给出该通用调度问题的 0-1 整数规划模型；接着提出可靠性意识多副本任务通用调度(RAMD_TGS,reliability-aware multi-duplication task general scheduling)算法，通过遗传算法种群进化来搜索副本映射节点和开始执行时间。实验表明该算法不仅满足可靠性要求，而且与严格调度方式相比能进一步减小调度makespan，该算法资源占用开销也是可接受的。

解决动态多中心问题的自学习差异进化算法

刘星宝,殷建平,胡春华,陈荣元

2015, 36(7): 166-175. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015154

摘要 ( 333 )

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为解决动态环境下的多中心优化问题，提出自学习差异进化算法。通过评估特定个体检测到环境变化，自学习算子将群体引至新的环境，并保持群体的拓扑结构不变，以继续当前的进化趋势。采用邻域搜索机制加快算法的收敛速度，引入随机个体迁入机制增加群体多样性。实验以周期动态函数为测试对象，比较自学习差异进化算法与部分智能优化算法的性能，结果表明，新算法有更快的收敛速度和更好的环境适应能力。

基于终端干扰和链路稳定性的多终端协同维护机制

张洁,芮兰兰,郭少勇,邱雪松,丁一凡

2015, 36(7): 176-184. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015106

摘要 ( 322 )

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在泛在末梢环境中，为了减少协同方案维护代价，满足一定的业务质量需求，提出了一种基于终端干扰和链路稳定性的多终端协同维护机制(MDCMM) 该机制建立了协同方案维护模型，结合终端干扰和链路稳定性确定了维护指标，并使用动态规划思想优先选择可靠的协同方案，减少方案切换对用户的干扰，满足用户多样化的业务质量需求。经OPNET和MATLAB仿真实验，该机制具有较低的维护代价，并且协同方案切换更平滑，证明该机制能更好地保障用户体验。

光纤信道中量子信令的传输损伤及修复策略

阎兆鹏,聂敏,杨光

2015, 36(7): 185-190. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015100

摘要 ( 350 )

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通过计算错误量子态与总量子态的比值，引入误态率的概念，分析产生误态的原因，建立量子信令传输损伤模型。通过采用量子中继和全光纤偏振控制器，提出一种量子态均衡策略。分析该策略对损伤模型的影响，对量子态在光纤传输过程中的损耗和色散进行补偿。仿真结果表明，本策略可以降低误态率，增加量子信令传输误态率低于3%阈值时的有效传输距离。

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