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    学术论文
    星载功率动态分配网络幅相误差校准方法
    汤琦,蒋军敏,夏猛
    2017, 38(4):  1-07.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017078
    摘要 ( 85 )   HTML ( 0 )   PDF (1623KB) ( 117 )  
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    针对移动通信卫星不同波束通信业务量分布不均衡导致下行波束的发射功率差异大问题,给出功率动态分配网络实现结构,该结构根据通信业务量需求自适应分配发射波束功率,同时保证功率放大器的工作点基本一致;针对功率动态分配网络在存在幅相误差时的输出信号互耦,从而导致波束性能急剧下降问题,提出一种功率动态分配网络幅相误差校准方法。该方法利用正交零相关(ZCZ,zero-correlation zone)序列在零相关区间内正交互相关特性实现校准信号间的解耦;零相关区间内具有优异的自相关特性,通过降低校准信号的发射功率,使校准的同时不影响正常通信性能。性能仿真和远场测试结果表明:在校准信号功率比通信信号功率低10 dB时,校准后的幅度误差小于0.1 dB,相位误差小于0.3°,实测波束主瓣内增益损失小于0.2 dB。

    基于改进随机森林算法的Android恶意软件检测
    杨宏宇,徐晋
    2017, 38(4):  8-16.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017073
    摘要 ( 243 )   HTML ( 2 )   PDF (751KB) ( 508 )  
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    针对随机森林(RF,random forest)算法的投票原则无法区分强分类器与弱分类器差异的缺陷,提出一种加权投票改进方法,在此基础上,提出一种检测 Android 恶意软件的改进随机森林分类模型(IRFCM,improved random forest classification model)。IRFCM选取AndroidManifest.xml文件中的Permission信息和Intent信息作为特征属性并进行优化选择,然后应用该模型对最终生成的特征向量进行检测分类。Weka 环境下的实验结果表明IRFCM具有较好的分类精度和分类效率。

    基于LDOF准则的自适应高斯后端语种识别方法
    叶中付,戚婷,李赛峰,宋彦
    2017, 38(4):  17-24.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017096
    摘要 ( 135 )   HTML ( 0 )   PDF (1160KB) ( 136 )  
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    针对由语种类内多样性引起的测试样本和训练模型不匹配的问题,提出一种基于局部距离离群因子准则(LDOF,local distance-based outlier factor)的自适应高斯后端语种识别方法。定义LDOF准则,实现有效的参数寻优过程并动态地在多类语种训练集上挑选出与测试样本特性相近的训练样本,调整原高斯后端,进而得到改进的语种识别方法。在NIST LRE 2009的6个易混淆语种任务集上的实验结果表明,所提方法的等错误概率(EER,equal error rate)和平均检测代价有显著提升。

    基于路口时延下界的车联网数据分发方案
    彭鑫,李仁发,李哲涛,谢国琪
    2017, 38(4):  25-34.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017093
    摘要 ( 165 )   HTML ( 0 )   PDF (810KB) ( 173 )  
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    提出一种车联网数据分发机制。该方案利用车辆分布情况,求出各交通路段数据传输时延,并采用压缩感知方法构造交通网络各节点间的数据传输时延下界,以此辅助车辆进行数据转发决策。然后通过车辆和数据分组的路径匹配度选择下一跳转发车辆。此外,通过马尔可夫模型推导出交通路口的数据分组转发概率。仿真实验表明,与现有的数据转发方案相比,提出的方案具有较低的数据转发时延和较高的可靠性。

    标准模型下可证明安全的无证书广义签密
    牛淑芬,牛灵,王彩芬,李亚红
    2017, 38(4):  35-45.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017072
    摘要 ( 88 )   HTML ( 0 )   PDF (2455KB) ( 112 )  
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    Liu等在2010年提出了一种在标准模型下可证明安全的无证书签密算法(简称LHZ算法),但后续的研究成果显示LHZ算法实际上是不安全的。为了克服LHZ算法的不足,首先改进LHZ签密算法,然后以此为基本的签密算法提出一种新的无证书广义签密算法。同时给出了抵抗有预谋的 KGC 被动攻击(malicious-butpassive KGC attack)的无证书广义签密算法的安全性模型,并在标准模型下证明了该算法在判定性双线性Diffie-Hellman困难问题和计算性Diffie-Hellman困难问题假设下是安全的。此外,数值实验结果表明所提方案是有效的。

    基于改进K-S检测的STBC-OFDM信号盲识别算法研究
    凌青,张立民,闫文君
    2017, 38(4):  46-54.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017082
    摘要 ( 107 )   HTML ( 3 )   PDF (1012KB) ( 135 )  
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    针对多输入单输出(MISO,multiple input single output)通信系统的STBC-OFDM信号盲识别问题,提出基于OFDM块的改进Kolmogorov-Smirnov (K-S)检测方法。该方法首先对MISO通信系统的STBC-OFDM信号建模;然后利用STBC-OFDM信号编码矩阵的相关性,构造不同时延向量下STBC-OFDM接收信号OFDM块的经验函数作为特征函数;最后通过改进K-S检测方法检验经验分布函数之间的距离盲识别STBC-OFDM信号。该方法不需要噪声信息、调制信息和信道系数,适合非合作通信场合。理论分析和实验验证了该方法的可行性。

    环上基于属性的全同态加密体制设计
    郑永辉,康元基,顾纯祥,董辉
    2017, 38(4):  55-63.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017077
    摘要 ( 124 )   HTML ( 0 )   PDF (1737KB) ( 141 )  
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    全同态加密在云计算的数据和隐私安全领域有重要应用,但现有全同态加密体制普遍存在密钥、密文尺寸偏大的弊端,严重制约其实用性。为此,以环上容错学习问题为基础,提出环上重编码体制与基于属性加密体制,并与全同态加密体制结合,构造基于属性的全同态加密体制,该体制无需公钥证书,可实现对加密数据细粒度访问控制,与已有同类成果相比,大大缩短了密钥与密文尺寸。

    支持安全外包计算的无线体域网数据共享方案
    张维纬,张育钊,黄焯,张茹,杨义先
    2017, 38(4):  64-75.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017085
    摘要 ( 138 )   HTML ( 0 )   PDF (2178KB) ( 186 )  
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    如何有效保护无线体域网(WBAN)中数据共享时的数据安全是一个亟待解决的关键问题。传统的CP-ABE机制具有“一对多”的数据安全通信功能,适用于 WBAN 中的访问控制,但运算复杂度高且不支持属性撤销。充分考虑WBAN节点资源的有限性和用户属性的动态性,提出一种在标准模型下CPA安全、支持属性撤销、加密和解密安全外包计算的CP-ABE方案。与已有的方案相比,提出的方案在保证安全性的同时,终端的运算负担大为减少,且可以实时、细粒度地撤销用户属性。

    Tanner图中基于矩阵运算的短环分布高效计算方法
    朱庆,吴乐南,杨永标,李捷,徐石明
    2017, 38(4):  76-85.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017083
    摘要 ( 112 )   HTML ( 0 )   PDF (1410KB) ( 152 )  
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    Tanner图中的环分布影响着低密度校验码(LDPC,low-density parity-check code)译码算法的误码率性能,为快速计算出Tanner图中短环的数目,提出一种逐边递推基于矩阵运算的算法。首先定义5种基本图结构,算法在实施过程中可实现结构间的递推。与之前的研究工作相比,该算法对于同一环长提供多种方法进行计算,得到相同的计算结果,进一步证实算法的正确性。新算法不仅能计算出总的环数,还能给出每一条边参与的环数。该算法将时间复杂度从正比于码长N的3次方降为正比于码长的平方与变量节点平均度数D的乘积(D<<N)。对于大多数的LDPC码,计算环长为g、g+2、g+4的环数需要的时间仅为数秒。

    基于神经网络的文本表示模型新方法
    曾谁飞,张笑燕,杜晓峰,陆天波
    2017, 38(4):  86-98.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017088
    摘要 ( 269 )   HTML ( 0 )   PDF (1028KB) ( 669 )  
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    提出了一种改进的文本表示模型提取文本特征词向量方法。首先构建基于词典索引和所对应的词性索引的double word-embedding列表的word-embedding词向量,其次,利用在此基础上Bi-LSTM循环神经网络对生成后的词向量进一步进行特征提取,最后,通过mean-pooling层处理句子向量后且使用了softmax层进行文本分类。实验验证了Bi-LSTM和double word-embedding神经网络相结合的模型训练效果与提取情况。实验结果表明,该模型不但能较好地处理高质量的文本特征向量提取和表达序列,而且比LSTM、LSTM+context window和Bi-LSTM这3种神经网络有较明显的表达效果。

    基于3D-Hibert能量谱和多尺度分形特征的通信辐射源个体识别
    韩洁,张涛,王欢欢,任东方
    2017, 38(4):  99-109.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017080
    摘要 ( 100 )   HTML ( 0 )   PDF (2994KB) ( 153 )  
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    针对通信辐射源的个体识别问题,提出一种基于希尔伯特—黄变换(HHT,Hilbert-Huang transform)和多尺度分形特征的新方法。首先,通过 HHT 得到时频能量谱,将其视为三维空间中的复杂曲面,即 3D-Hilbert能量谱;然后,利用分形理论通过多尺度分块提取差分盒维数和多重分形维数二维特征组成特征向量;最后,采用支持向量机分类器结合二维特征向量实现通信辐射源的个体分类。分别利用仿真信号和调制方式相同的实际通信信号,验证并对比了所提方法与另外2种方法在2类及3类目标情况下的识别性能。实验结果表明,所提方法的识别率远高于其他2种方法,能够克服低信噪比和少训练样本数量对识别性能的负面影响,证明了所提特征的稳定性、充分性及可分性。

    VANET中位置相关的轻量级Sybil攻击检测方法
    辛燕,冯霞,李婷婷
    2017, 38(4):  110-119.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017055
    摘要 ( 144 )   HTML ( 0 )   PDF (876KB) ( 240 )  
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    在车联网中,同时使用多个虚假身份的 Sybil 攻击,在网络中散布虚假消息,都易造成资源的不公平使用和网络混乱。针对这一问题,提出快速识别车辆虚假位置的事件驱动型轻量级算法,当车辆出现在另一车辆的安全区域内,启动快速识别两车辆是否重叠的几何交叉模型(GCR,geometrical cross-recognition)算法,检测声称虚假位置的错误行为;同时,根据证实车辆收集的邻居范围内的局部车辆,建立位置偏差矩阵(PDM,position deviation matrix),进一步识别交叉车辆中的Sybil节点。性能分析和仿真实验表明,安全区域驱动下的轻量级算法识别速度快,检测率高,在车辆定位误差较低时性能更好;安全区域的引入也均衡了车辆密度过大时造成的通信负载影响,与同类算法相比,通信处理时延较低。

    基于双层压缩感知的有损无线链路稀疏信号传输
    孙鹏,李贵楠,吴连涛,王智
    2017, 38(4):  120-128.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017074
    摘要 ( 155 )   HTML ( 1 )   PDF (1206KB) ( 148 )  
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    在资源受限的无线传感器网络中,低质量的无线链路严重限制了其大规模应用。基于WSN监测信号普遍具有的稀疏特性,提出了基于双层压缩感知(double process of compressive sensing)的有损无线链路稀疏信号传输架构,探索低质量无线链路下实时、高精度和高能效的稀疏信号传输方法。首先,将稀疏信号传输过程中的随机分组丢失现象建模为压缩感知的线性降维观测过程(被动CS过程)。然后,针对WSN为提高传输效率而采用的长数据分组,数据发送前在发送端引入线性随机降维投影——简易的信源编码操作(主动CS过程),避免块状数据丢失的发生。最后,接收端根据收到的有损数据利用压缩感知的方法重构原始信号。进一步根据压缩感知重构和无线通信的相关原理,推导出允许使用的发送端最小压缩率和最大分组长度。大量仿真实验表明,所提方法不仅可以保证数据的可靠准确传输,还能减小发送数据量,降低传输时延和节点能耗。

    云计算中基于SAPA的DoS攻击防御方法
    岳猛,李坤,吴志军
    2017, 38(4):  129-139.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017079
    摘要 ( 152 )   HTML ( 0 )   PDF (934KB) ( 141 )  
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    拒绝服务(DoS,denial of service)攻击是云计算平台面临的主要安全威胁之一。安全访问路径算法(SAPA,security access path algorithm)通过节点路由表(NRT,node route table)合成安全路径,简化了传统安全覆盖网服务(SOS,secure overlay services)的角色节点,并采用周期性更新角色节点以及缓存安全访问路径的策略。SAPA更适用于云计算平台防御DoS攻击。基于云计算泛联路由架构,建立SAPA的数学模型并对其性能进行理论分析。通过OMNeT++实验平台测试SAPA的性能,并将实验场景扩展到Test-bed平台来评估SAPA对DoS攻击的防御效果。实验结果表明,相较于SOS方法,SAPA能够更有效地降低DoS攻击对通信成功率的影响,并保证足够小的访问延时。

    改进的朴素贝叶斯算法在垃圾邮件过滤中的研究
    杨雷,曹翠玲,孙建国,张立国
    2017, 38(4):  140-148.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017084
    摘要 ( 180 )   HTML ( 0 )   PDF (1284KB) ( 234 )  
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    提出了一种利用支持向量机改进的朴素贝叶斯算法——TSVM-NB算法。首先利用NB算法对样本集进行初次训练,利用支持向量机构造一个最优分类超平面,每个样本根据与其距离最近样本的类型是否相同进行取舍,这样既降低样本空间规模,又提高每个样本类别的独立性,最后再次用朴素贝叶斯算法训练样本集从而生成分类模型。仿真实验结果表明,该算法在样本空间进行取舍过程当中消除了冗余属性,可以快速得到分类特征子集,提高了垃圾邮件过滤的分类速度、召回率和正确率。

    基于网络连通性的移动锚节点定位算法
    刘影,钱志鸿
    2017, 38(4):  149-157.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017090
    摘要 ( 179 )   HTML ( 1 )   PDF (716KB) ( 243 )  
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    为了更好地解决无线传感器网络节点定位精度和锚节点数目之间的矛盾,提出一种基于连通性的移动锚节点定位算法。首先,对网络节点的覆盖特性进行分析,发现锚节点移动步长与通信半径之间存在临界值,在此临界值周围变化移动锚节点,覆盖特性会发生变化;其次,利用单个可移动的锚节点按照规划路径形成定位区域的无缝覆盖;最后,利用网络的连通性,在不需要高精度测距技术的条件下,节点根据接收到的信息分组进行位置估计。仿真结果表明,提出的定位算法可实现粗粒度定位,且所使用的路径可实现待定位节点全部定位。

    基于黄斑距离优化的视网膜OCT图像层次分割方法
    李建锋,鲁易周
    2017, 38(4):  158-165.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017087
    摘要 ( 160 )   HTML ( 0 )   PDF (1488KB) ( 264 )  
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    视网膜分层是视盘结构三维分析、青光眼三维特征提取的基础,为改善视网膜 OCT 图像的层次分割效果,提出了一个基于强度的二维视网膜黄斑 OCT 图像多层结构分割算法。分割方法通过预处理、滤波等操作,计算出视网膜OCT图像中每个A-scan的强度和强度梯度值,能很好地分割出视网膜OCT图像中的RNFL上界、IS和OS分界线、RPE层下界等,并用最短距离计算的黄斑距离策略对黄斑部位分层结果进行再优化,从而实现视网膜OCT图像的层次分割。实验结果表明,所提算法优化效果好,时间复杂度低,运行速度较快。

    学术通信
    增量式双自然策略梯度的行动者评论家算法
    章鹏,刘全,钟珊,翟建伟,钱炜晟
    2017, 38(4):  166-177.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017089
    摘要 ( 131 )   HTML ( 0 )   PDF (1260KB) ( 303 )  
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    针对强化学习中已有连续动作空间算法未能充分考虑最优动作的选取方法和利用动作空间的知识,提出一种对自然梯度进行改进的行动者评论家算法。该算法采用最大化期望回报作为目标函数,对动作区间上界和下界进行加权来求最优动作,然后通过线性函数逼近器来近似动作区间上下界的权值,将最优动作求解转换为对双策略参数向量的求解。为了加快上下界的参数向量学习速率,设计了增量的Fisher信息矩阵和动作上下界权值的资格迹,并定义了双策略梯度的增量式自然行动者评论家算法。为了证明该算法的有效性,将该算法与其他连续动作空间的经典强化学习算法在3个强化学习的经典测试实验中进行比较。实验结果表明,所提算法具有收敛速度快和收敛稳定性好的优点。

    基于软信息联合修正的非对称PCMA盲分离算法
    黄强,彭华,李天昀,巩克现
    2017, 38(4):  178-189.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017044
    摘要 ( 101 )   HTML ( 0 )   PDF (1079KB) ( 140 )  
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    针对非对称PCMA信号盲分离问题,在一种低复杂度的盲分离结构基础上,提出基于软信息联合修正提高强弱信号解调性能的盲分离算法。该算法利用强弱信号解调相互的影响,通过尝试修正高出错概率的强信号接收符号,比较修正前后强弱信号符号星座质量(软信息)的优劣来决定是否修正当前强弱信号的硬判决值,从而降低强弱信号解调误码率。仿真结果表明,当强信号信噪比高于17 dB时,强弱信号解调误码率分别降低近2个数量级,且算法计算复杂度低于传统基于重构抵消算法的计算复杂度。

    基于频域迭代判决反馈均衡的低复杂度FTN接收机
    曾娟,王颖,李晓娜,王中方,汪永明
    2017, 38(4):  190-198.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017052
    摘要 ( 113 )   HTML ( 0 )   PDF (1306KB) ( 126 )  
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    超Nyquist(FTN,faster-than-Nyquist)信号传输能在不降低系统可靠性的情况下,提高系统的有效性,但其引入了严重的码间串扰,导致最佳接收的复杂度非常高。迭代块判决反馈均衡器(IBDFE,iterative block decision feedback equalizer)能以较低的复杂度达到与最佳接收相近的性能,有效降低了FTN接收机的复杂度,但其复杂度仍能进一步降低。因此,在IBDFE的基础上,简化了前馈和反馈滤波器的设计,为FTN通信系统提出了一种降低复杂度的IBDFE(RC-IBDFE,reduced-complexity IBDFE)。当加速因子为τ={0.8,0.7}时,数值结果和分析表明,与IBDFE相比,RC-IBDFE的顽健性更好,复杂度降低了{45.7%,25%},当误比特率为10-5时的性能增益为{0.605 4,0.193 6} dB;与已有的低复杂度IBDFE(LC-IBDFE,low-complexity IBDFE)相比,RC-IBDFE的顽健性更好,复杂度降低了{13.6%,-25.8%},当误比特率为10-5时的性能增益为{0.289 7,0.531 2} dB。

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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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