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当期目录

      
    学术论文
    隐私计算研究范畴及发展趋势
    李凤华,李晖,贾焰,俞能海,翁健
    2016, 37(4):  1-11.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016078
    摘要 ( 715 )   HTML ( 9 )   PDF (130KB) ( 1009 )  
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    随着移动互联网、云计算和大数据技术的广泛应用,电商、搜索、社交网络等服务在提供便利的同时,大数据分析使用户隐私泄露的威胁日益凸显,不同系统隐私保护策略和能力的差异性使隐私的延伸管理更加困难,同一信息的隐私保护需求随时间变化需要多种隐私保护方案的组合协同。目前已有的各类隐私保护方案大多针对单一场景,隐私缺乏定量化的定义,隐私保护的效果、隐私泄露的利益损失以及隐私保护方案融合的复杂性三者之间的关系刻画缺乏系统的计算模型。因此,在分析隐私保护研究现状的基础上,提出隐私计算的概念,对隐私计算的内涵加以界定,从隐私信息的全生命周期讨论隐私计算研究范畴,并从隐私计算模型、隐私保护场景适应的密码理论、隐私控制与抗大数据分析的隐私保护、基于信息隐藏的隐私保护以及支持高并发的隐私保护服务架构等方面展望隐私计算的发展趋势。

    基于可信拍卖机制的视频移植定价策略
    丛鑫,訾玲玲,孙劲光
    2016, 37(4):  1-65.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016072
    摘要 ( 168 )   HTML ( 0 )   PDF (300KB) ( 260 )  
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    提出基于可信拍卖机制的视频移植定价策略LBAS,降低视频服务的单位成本。首先,依据市场经济价格规律,由视频提供商以未来视频请求为自变量制定视频类的服务价格,有利于降低视频提供商费用支出;其次,设计了距离函数,衡量视频服务单位成本,计算云提供商给出的价格和视频提供商预期价格之间的差距,确定能赢得竞拍的云提供商;再次,以云提供商预期收益为基准,提出可替换视频集的视频分配算法,提升云提供商的满意度和降低视频提供商的费用;最后,改进联盟抑制算法 AEM,使其适应低价格拍卖机制并加入了视频数量检测机制,能避免由于竞拍者联合而使视频提供商利益受损。与当前最新的移植方案VMC 相比,实验结果表明LBAS能进一步降低约10%的费用。

    基于HBase数据分类的压缩策略选择方法
    王海艳,伏彩航
    2016, 37(4):  12-22.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016068
    摘要 ( 311 )   HTML ( 2 )   PDF (213KB) ( 387 )  
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    为解决现有的HBase数据压缩策略选择方法未考虑数据的冷热性,以及在选择过程中存在片面性和不可靠性的缺陷,提出了基于HBase数据分类的压缩策略选择方法。依据数据文件的访问频度将HBase数据划分为冷热数据,并限定具体的访问级别;在此基础上增加评估层,综合考虑基于相邻区和统计列的选择方法,提出基于数据访问级别的压缩策略选择方法。仿真实验及结果表明,提出的压缩策略选择方法不仅节省了存储空间,还大大提高了数据查询的性能。

    传感网中能量均衡高效的源位置隐私保护协议
    牛晓光,魏川博,姚亚兰
    2016, 37(4):  23-33.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016069
    摘要 ( 208 )   HTML ( 0 )   PDF (275KB) ( 342 )  
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    针对无线传感网中现有信源匿名协议大都存在无法同时兼顾源位置匿名性、延迟和生存周期的问题,对数据混淆、虚假信息注入等方法在隐私性、网络性能等方面进行了分析,在此基础上首次提出了基于匿名量化动态混淆环的源位置隐私保护协议 ADRing:以能量均衡消耗确保的动态混淆环以及相应基于区位象限的匿名度量化评估机制来高效地保护信源节点位置隐私。仿真实验结果表明,ADRing 相比于现有协议能明显改善网络能耗和延迟均衡性,延长网络寿命,能满足网络节点对于数据分组匿名性和延迟的不同需求。

    基于兴趣和行为预测的移动社交网络动态资源发现机制
    李致远,陈汝龙,王汝传
    2016, 37(4):  34-43.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016070
    摘要 ( 321 )   HTML ( 2 )   PDF (223KB) ( 453 )  
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    针对时延容忍的移动社交网络中的资源发现问题,在三维环境下提出一种基于兴趣和行为预测的动态资源发现机制(IBRD)。IBRD 首先从用户的文件资源和信息表中提取兴趣向量,然后通过节点间的余弦相似度计算构造初始的虚拟兴趣社区。之后,通过对移动社交数据的分析,建立半马尔可夫链模型以预测节点的行为和运动轨迹。依据模型的预测结果,实现虚拟兴趣社区的动态维护。最后,基于动态的虚拟兴趣社区构建高效的资源发现策略。IBRD机制在随机网络仿真器(ONE)上得以实现,实验结果表明,IBRD与同类模型相比,具有较高的资源发现成功率、较低的平均时延和通信开销。

    软件定义数据中心网络混合路由机制
    蔡岳平,王昌平
    2016, 37(4):  44-52.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016071
    摘要 ( 392 )   HTML ( 0 )   PDF (159KB) ( 510 )  
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    针对数据中心网络流量大小分布不均匀、传输性能需求不相同的特征,提出了面向传统树型数据中心网络结构的软件定义混合路由机制SHR(software-defined hybrid routing)。SHR通过统计计算将数据流分为大流和小流,为满足其不同的传输性能需求,对大流采用自适应路由算法,对小流采用流量无视路由算法。SHR 在OpenFlow机制的基础上,将部分控制权从控制器下放至交换机,以减轻网络的额外负载。在Fat-Tree网络拓扑结构上建立流量模型进行性能分析与仿真实验,结果表明,与传统的等价多路径转发 ECMP 算法相比,SHR 能够提高网络吞吐量,降低数据流丢弃率和分组端到端时延,同时减轻网络的额外负载。

    基于时空相关性的HEVC帧间模式决策快速算法
    朱威,张训华,王财盛,张桦
    2016, 37(4):  64-73.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016073
    摘要 ( 229 )   HTML ( 4 )   PDF (174KB) ( 516 )  
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    新一代的高效率视频编码标准HEVC采用编码树单元(CTU)四叉树划分技术和多达10种的帧间预测单元(PU)模式,有效地提高了编码压缩效率,但也极大地增加了编码计算复杂度。为了减少编码单元(CU)的划分次数和候选帧间PU模式个数,提出了一种基于时空相关性的帧间模式决策快速算法。首先,利用当前CTU与参考帧中相同位置CTU、当前帧中相邻CTU的深度信息时空相关性,有效预测当前CTU的深度范围。然后,通过分析当前CU与其父CU之间的最佳PU模式空间相关性,以及利用当前CU已估计PU模式的率失真代价,跳过当前CU的冗余帧间PU模式。实验结果表明,提出的算法与HEVC 测试模型(HM)相比,在不同编码配置下降低了52%左右的编码时间,同时保持了良好的编码率失真性能;与打开快速算法选项的HM相比,所提算法进一步降低了30%左右的编码时间。

    基于协议序列平均分配算法的VANET信道接入机制
    徐哲鑫,蔡苓玲,林潇,吴怡
    2016, 37(4):  74-86.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016074
    摘要 ( 238 )   HTML ( 1 )   PDF (287KB) ( 288 )  
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    为了提高VANET 中节点的吞吐量性能,提出基于协议序列平均分配算法的信道接入机制。在高速公路场景下,规划IEEE 802.11p业务信道与竞争区段的映射,并根据用户保障序列的特性设计帧结构。通过少量反馈确定竞争区段的节点数,并提出循环轮流分配法实现平均意义上非整数个序列的分配。仿真结果证明了理论分析的有效性,在实际路况中均分法与经典方法相比吞吐量性能明显改善,并且节点越稀疏、物理层数据传输速率越高,吞吐量性能提升越明显,同时可保持较低的网络开销和较好的信道接入公平性。

    保护私有信息的点包含协议研究
    张静,罗守山,杨义先,辛阳
    2016, 37(4):  87-95.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016075
    摘要 ( 180 )   HTML ( 2 )   PDF (122KB) ( 345 )  
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    摘 要:对现有保护私有信息的点包含协议进行研究,针对算法复杂度高、协议本身的的局限性等问题,在半诚实模型下,提出一种保护隐私的判断点与凸包位置关系协议。首先,利用OT n1与矢量的几何性质,将传统的点线位置判断问题扩展,设计一种茫然安全点线位置关系判断协议;然后,将此协议作为基础协议,结合安全二分检索法提出最终解决方案。利用 Goldreich 证明法对协议进行安全性证明,同时分析协议的正确性与算法复杂度。分析结果表明,协议在效率上优于现有方案,并具有可扩展性。

    面向DaaS应用的数据集成隐私保护机制研究
    周志刚,张宏莉,余翔湛,李攀攀
    2016, 37(4):  96-106.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016076
    摘要 ( 229 )   HTML ( 1 )   PDF (242KB) ( 329 )  
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    云计算的出现为多个数据拥有者进行数据集成发布及协同数据挖掘提供了更广阔的平台,在数据即服务模式(DaaS, data as a service)下,集成数据被部署在非完全可信的服务运营商平台上,数据隐私保护成为制约该模式应用和推广的挑战性问题。为防止数据集成时的隐私泄露,提出一种面向 DaaS 应用的两级隐私保护机制。该隐私保护机制独立于具体的应用,将数据属性切分到不同的数据分块中,并通过混淆数据确保数据在各个分块中均衡分布,实现对数据集成隐私保护。通过分析证明该隐私保护机制的合理性,并通过实验验证该隐私保护机制具有较低的计算开销。

    基于高斯加权分数阶傅里叶变换的LFM信号参数估计
    王鹏,邱天爽,李景春,谭海峰
    2016, 37(4):  107-115.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016077
    摘要 ( 235 )   HTML ( 1 )   PDF (369KB) ( 378 )  
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    针对低占空比下传统算法参数估计性能下降的问题,提出了一种高斯加权分数阶傅里叶变换(GFRFT, Gaussian-weighted fractional Fourier transform)参数估计方法。给出了时限信号GFRFT的定义并推导了其模值平方的特性,研究了高斯白噪声背景下GFRFT 的输出信噪比并给出了闭式表达式,进行了仿真实验并讨论说明了该方法的适用条件。仿真结果表明,该方法在低占空比的情况下可以有效地提高参数估计精度。

    认知小蜂窝网络中基于能效的下行资源分配算法
    贾亚男,岳殿武
    2016, 37(4):  116-127.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016079
    摘要 ( 229 )   HTML ( 0 )   PDF (378KB) ( 377 )  
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    在认知小蜂窝网络框架下,对基于OFDMA技术的下行联合频谱资源块和功率分配问题进行了研究。小蜂窝基站在分布式结构下采用开放式接入方式共享空闲频谱资源以最大化其能量效率,基站间的竞争关系使系统资源的动态分配过程可建模为非合作博弈模型。由于最大化具有多个限制条件的分数形势的能量效用函数属于非凸最优问题,可通过将其转化为等价的减数形势,并从串行和并行迭代的角度进行求解。在给定资源块分配策略后,原有博弈模型可被重新建模为便于独立求解发射功率的等价子博弈模型。仿真结果表明,所提算法在干扰受限的通信环境下能收敛到纳什均衡,并有效提高了系统资源利用率和能量效率。

    智慧协同网络中基于流量矩阵的负载均衡路由机制
    贾濡,郜帅,罗洪斌,张宏科,万明
    2016, 37(4):  128-138.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016080
    摘要 ( 290 )   HTML ( 4 )   PDF (219KB) ( 464 )  
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    智慧协同网络具有能够实时准确测算流量矩阵的特点。将流量矩阵作为约束,对负载均衡路由优化问题进行建模,利用拉格朗日对偶方法,将原问题转化为优化目标易实现的对偶问题。为实现对偶问题优化目标,提出一种基于流量矩阵的负载均衡路由 (TM-LB,traffic matrix based load balancing) 算法,供控制层根据实时网络情况为后续流规划传输路径。利用OMNET++仿真器在NFSnet拓扑结构上进行仿真实验,结果表明TM-LB相比传统路径规划机制能有效避免拥塞,实现负载均衡。最后,搭建原型系统对TM-LB算法的开销进行测试。

    面向数量最少化的双层WSN中继节点部署算法
    苗春雨,陈丽娜,戴国勇,杨帆,陈庆章
    2016, 37(4):  139-148.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016081
    摘要 ( 182 )   HTML ( 3 )   PDF (280KB) ( 367 )  
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    提出2种算法,目标是在监测区域部署中继节点,以便所有的传感节点都能和至少一个中继节点进行通信,同时保证中继节点数目最小化。整数线性规划最优解算法是对已选择出的 CRegions 通过数学上的整数线性规划的方法找到部署中继节点的最佳区域;传感网络规模较大时,提出启发式算法,将每一次排序后含传感节点个数最多的集合作为部署区域,经过多次循环排序后近似的找到部署中继节点的最佳位置。最后通过与2个同类算法在相同参数环境下进行仿真实验,比较仿真结果证明整数线性规划最优解算法及启发式算法在覆盖所有传感节点的前提下,部署中继节点最小化的性能较好,并且其部署时间也在可以接受的范围之内。

    基于合作博弈的多虚拟机实时迁移带宽分配机制
    崔勇,林予松,李润知,王宗敏
    2016, 37(4):  149-158.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016082
    摘要 ( 184 )   HTML ( 1 )   PDF (166KB) ( 309 )  
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    IaaS云计算平台采用虚拟机实时迁移技术进行资源动态调度和管理。在实际应用场景下,需要并行实时迁移多个虚拟机。由于实时迁移算法本身以最大利用带宽的方式进行数据传输,存在着迁移进程间竞争带宽的问题,无法保证带宽全局最优分配,影响整体迁移的性能。提出一种基于合作博弈的多虚拟机实时迁移带宽分配机制,将带宽分配问题建模为一个纳什议价,通过求解纳什议价解得到帕累托最优的带宽分配方案,并在实际的虚拟化平台上进行了实现。实验结果表明,相比标准的并行实时迁移,所提出的带宽分配机制能够公平有效地分配带宽,提高了并行实时迁移的性能。

    综述
    SDN试验床网络虚拟化切片机制综述
    刘江,黄韬,张晨,张歌
    2016, 37(4):  159-171.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016083
    摘要 ( 352 )   HTML ( 7 )   PDF (223KB) ( 699 )  
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    未来网络体系架构和关键技术的研究需要灵活开放的测试验证环境,基于传统分布式的网络架构难以达到动态虚拟化、有效管控和新协议灵活部署的需求。随着软件定义网络(SDN)技术的出现和发展,上述问题找到了有效的解决途径,因此,基于 SDN 构建网络试验床成为了近年来该领域的主流研究方向之一。其中,基于SDN的网络虚拟化切片技术更是试验床中的核心支撑技术,可以根据不同试验的需求切分物理网络资源,从而提供并行、独立的网络环境。将重点研究基于 SDN 的试验床中使用的网络虚拟化切片机制,从“流量识别和切片网络标识”、“虚拟节点抽象”和“虚拟链路抽象”这3个关键技术出发,对当前基于SDN试验床中的典型网络虚拟化切片机制进行介绍与分析,并总结了该领域未来可行的研究方向。

    学术通信
    基于判决反馈的CPFSK信号非相干多符号检测算法
    陈强,芮国胜,孙文军,田文飚,张洋
    2016, 37(4):  172-181.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016084
    摘要 ( 215 )   HTML ( 2 )   PDF (308KB) ( 326 )  
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    针对传统多符号检测算法存在的计算复杂度高、工程实现难度大等问题,提出了基于判决反馈思想的改进算法。该算法利用已判决的码元信息,对观测长度内所有可能发送波形进行筛选,从而减少码元判决时所需的相关器数量,降低算法的检测复杂性。在低信噪比和高信噪比2种情况下推导出改进算法误码性能的联合上边界,并基于网格最小欧氏距离求得其性能下边界,明确界定了改进算法的误码性能。理论分析和仿真结果都表明,与传统算法相比,在不损失检测性能的前提下,改进算法的复杂度随着反馈码元个数的增加呈负指数幂减少。

    全变分耦合图像去噪模型
    汪美玲,周先春,周林锋,石兰芳
    2016, 37(4):  182-191.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016085
    摘要 ( 224 )   HTML ( 2 )   PDF (372KB) ( 267 )  
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    针对TV模型去噪后图像容易产生“阶梯效应”的现象,提出一种全变分耦合图像去噪模型。首先,根据去噪过程中图像梯度的变化趋势,构造一个趋势保真项,该保真项不但能有效去除图像噪声,而且能抑制“阶梯效应”。然后用小波在频域里对图像进行系数分解,利用Canny 算法的边缘检测特性,设计控制函数,控制能量的扩散方向,保持了TV模型和趋势保真项的优点,能够在保护图像边缘纹理等细节信息的同时,抑制“阶梯效应”。实验结果表明,新模型的峰值信噪比、结构相似度、视觉效果均有显著提高。另外,所提模型的运行时间较短。

    基于空间交替广义最大似然的低复杂度列表检测
    景常乐,王欣,魏急波,陈彬,吴世奇
    2016, 37(4):  192-198.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016086
    摘要 ( 199 )   HTML ( 2 )   PDF (177KB) ( 320 )  
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    针对V-BLAST系统,提出了一种低复杂度的空间交替广义最大似然(SAGL)列表检测算法。该算法的子检测器由简化最大似然(SML)检测器和连续干扰抵消(SIC)检测器组成。传统 SIC 算法每次只能对单一符号进行检测,而所提算法则利用相邻符号进行联合滑动检测,可以获得更高的分集增益。此外,所提SAGL算法对检测结果进行迭代修正来进一步提升检测性能。分析与仿真结果表明,与传统列表检测算法相比,所提SAGL列表检测算法以少许复杂度的增加为代价显著提升了检测性能。

版权信息
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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     邮电出版大厦8层
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电  话:010-81055468 81055480
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电子邮件:xuebao@ptpress.com.cn
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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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