通信学报

基于时间聚合图的DTN网络最短时延路由算法

王鹏,李红艳,张焘,李朋云

2017, 38(Z1): 1-8. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017228

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DTN(delay tolerant network)网络时变特征导致静态网络的路由算法无法求解该网络中给定业务的快速传输问题。时变路由算法CGR (contact graph routing)利用链路最早连通时段获得最短路径，由于连通时段先后顺序影响导致其算法链路利用率低下。针对该问题，对端到端最短路径的路由方法进行了研究，在时间聚合图中增加节点缓存时间序列表征同一链路不同时间段之间的联系，采用深度优先搜索从目的点向源节点反向找路，求解出已知业务需求端到端最短时延算法。用样例证明了算法的可行性。

TCCL：安全高效的拓展云桌面架构

王斌,李伟民,盛津芳,肖斯诺

2017, 38(Z1): 9-18. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017229

摘要 ( 432 )

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在传统云桌面系统的基础上，结合透明计算模式，提出了一种安全增强、存储高效的云桌面系统架构：TCCL（transparent computing-based cloud）。将透明计算理论中提出的“算存分离、流式加载”思想应用于云桌面系统，将对安全威胁的防御部署在云主机层次之下，增强了云桌面系统中云主机的系统文件与数据这一层面的安全性，并提升了云主机文件存储效率。

抵御DoS攻击的端信息跳变Web插件机制

石乐义,孙慧,崔玉文,郭宏彬,李剑蓝

2017, 38(Z1): 19-24. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017230

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端信息跳变技术是为了减缓网络攻击而提出的一种主动网络防御技术，它通过伪随机地改变通信中的地址、端口等端信息来达到迷惑攻击者的目的。通过浏览器插件机制，将端信息跳变技术引入到 Web 防护领域，从而在 Web 访问中迷惑和干扰攻击者。浏览器插件模型有 2 个工作模式，即非跳变模式和端信息跳变模式，插件模式根据UDP发言人的指令来进行切换，在通信链路安全可靠时插件不进行端信息跳变，能够降低服务代价；当网络受到攻击时切换至端信息跳变模式，保障通信链路的安全。实验结果证明，基于端信息跳变技术的 Web插件机制在SYN Flood攻击和UDP Flood攻击下，仍具有较高的服务性能和安全性能。

无线传感器及执行器网络中多因素任务分配问题研究

穆磊,陈建英,屈小媚,刘韬

2017, 38(Z1): 25-31. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017232

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任务分配是诸如智能雷场等无线传感器及执行器网络军事应用中的重要组成部分。在这些系统中，最优任务分配方案的关键是如何获得节点—目标分配方案。以智能雷场应用为例，结合目标相关参数和雷弹节点状态等，分析任务效能的多种影响因素，通过极差正规化对正向和逆向指标区别处理，提出线性加权的任务效能函数，将其作为任务分配方案的评价指标。任务效能函数包括目标威胁程度和雷弹节点状态等多种任务效能影响因素的描述，能更全面地反映目标威胁程度和节点价值等多种因素对系统的综合影响，可根据不同的多因素任务分配应用需求灵活构建。多因素任务分配问题的实质是如何进行节点—目标分配，使系统达到最大综合任务效能，可将该问题转化为指派问题进行求解。通过应用实验实现和验证了多因素任务分配模型，实验结果表明该模型适合于小规模的多因素任务分配问题如智能雷场应用等。

结合锚点优选算法改进的SpaceTwist隐私保护方法

刘振鹏,赵璇,董亚伟,张彬

2017, 38(Z1): 32-38. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017231

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随着基于位置服务的广泛使用，用户请求查询过程中真实位置信息泄露会产生严重的安全问题。为此引入SpaceTwist增量近邻查询算法，提出一种结合锚点优选算法改进的SpaceTwist位置隐私保护方法。在分布式系统结构下增加了认证服务器，用户根据自身隐私偏好同时结合实际环境生成k匿名区，并且使用锚点优选算法生成锚点；转发用户使用该锚点进行增量近邻查询并求精。通过在不同的路网环境数据集上实验，表明该算法具有较好的隐私保护效果，并且具有较高的工作效率。

基于AdaBoost的链路质量预测机制研究

舒坚,刘满兰,郑巍

2017, 38(Z1): 39-45. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017233

摘要 ( 257 )

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在无线传感器网络中，节点所在环境复杂多变导致其通信链路质量的不可靠，若能提前感知链路质量信息，则能很大程度上降低网络中节点的额外能量消耗。在分析现有链路质量预测方法的基础上，提出基于AdaBoost的链路质量预测机制。通过收集多个实验场景下的链路质量样本，采用基于密度的无监督聚类算法对训练样本划分链路质量等级；采用以支持向量机为弱分类器的 AdaBoost 算法，构建链路质量预测机制。实验结果表明，所提预测机制具有较高的预测精度。

基于速率自适应的中继协作MAC协议设计

李方敏,张韬,胡双印,刘新华

2017, 38(Z1): 46-52. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017234

摘要 ( 266 )

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现有无线协作MAC协议算法很少综合考虑信道状态和节点能量等因素的速率自适应优化设计。针对这一问题，设计一种新的协作MAC协议方案，该方案融合随机线性网络编码，并为隐藏终端问题引入请求中继帧机制；还根据接收信号的强度自适应的选择随机值，以协作传输条件为判断依据，来选择中继节点，从而进一步提升网络性能。仿真结果表明，所提方案能够达到提升网络性能的目的。

数字信道化器子信道滤波器技术研究

何迪,文飞,应忍冬,武文权,何晨,蒋铃鸽

2017, 38(Z1): 53-57. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017235

摘要 ( 354 )

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在卫星通信中，由于载荷的体积和重量受限严重，因此，对星载通信转发器的性能具有很高的要求，卫星信道化器技术是解决该问题的重要手段。主要讨论数字信道化器的总体实现架构以及在其中具有重要角色的子信道滤波器的设计方法与技术，对数字信道化器的整体实现具有重要意义。

人体对UWB测距误差影响模型

何杰,吴雅南,段世红,徐丽媛,吕家慧,徐诚,齐悦

2017, 38(Z1): 58-66. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017236

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提出基于人体遮挡应用场景下的 UWB 信道,通过对 TOA 测距误差的测量与分析,研究人体遮挡对 TOA测距误差的影响。通过搭建合适的测量平台，对测量结果进行处理，建立单侧人体引起的 TOA 测距误差模型。利用Matlab软件仿真验证人体遮挡应用场景下TOA测距误差的准确性并分析体表爬行波对TOA测距的影响。

海洋传感器网络参数自适应时间同步算法

郭瑛,王进新

2017, 38(Z1): 67-72. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017237

摘要 ( 328 )

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针对部署环境复杂多变的海洋传感器网络，根据不同海洋参数对水声通信的影响，设计海洋参数自适应时间同步（OPA-Sync,ocean parameter adaptive time synchronization）算法。通过参数调节来提高时间同步算法对不同海洋环境的适应性，并对算法进行了优化，提高运算效率。仿真表明，OPA-Sync可以适应不同的海洋条件，在同步精度和能效方面都优于现有算法。

基于二阶分片重组盲注的渗透测试方法

乐德广,龚声蓉,吴少刚,徐锋,刘文生

2017, 38(Z1): 73-82. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017238

摘要 ( 387 )

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针对如何克服当前SQL注入渗透测试存在的盲目性，以生成优化的SQL注入攻击模式、增强渗透测试攻击生成阶段的有效性，提高对SQL注入渗透测试的准确度问题，提出一种基于二阶分片重组的SQL盲注漏洞渗透测试方法。该方法通过对SQL注入攻击行为进行建模，并以模型驱动渗透测试多形态和多种类的攻击生成，从而降低SQL注入渗透测试盲目性，提高其准确度。通过实际的Web应用SQL注入漏洞测试实验与比较分析，不仅验证了所提方法的有效性，而且通过减少在安全防御环境下对 SQL 注入漏洞检测的漏报，提高其测试的准确度。

支持网络互连的可重构卫星平台关键技术研究

王超,韩笑冬,王睿,周晞,杨琳璐,刘亚萍

2017, 38(Z1): 83-87. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017239

摘要 ( 383 )

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可重构综合卫星平台是一种新的航天器设计理念，通过开展分布式计算在可重构综合卫星平台中的应用研究，提出各类载荷通过标准的机械接口、电接口与平台主体舱段结合或分离，再次形成一个新的组合体，实现平台功能的拓展和高效利用。围绕支持网络互连的可重构综合卫星平台的关键技术，从安全控制协议、可扩展设计、分布计算与管理模型等方面进行详细设计，能够满足已有的通信、遥感和导航领域需求，将推动航天器设计向综合业务、在轨可重构方向不断发展，提升在轨运行的稳定性、抗毁性以及可维护性，为我国天地一体化网络研究提供可靠的技术基础。

支持安全共享的云存储系统研究

宋衍,韩臻,李建军,韩磊

2017, 38(Z1): 88-96. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017240

摘要 ( 321 )

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针对云存储的数据安全共享及效率问题，提出一种实用的云存储系统方案。方案使用对称加密和属性加密，融入代理加密功能，实现加密保护、访问控制和高效检索的无缝结合。基于双线性映射和多项式方程技术，实现连接关键词非域子集搜索。基于外包解密技术，将原属于用户完成的部分解密工作转移到云端服务器完成，降低解密带来的计算开销。对方案的性能进行了分析，并通过实验验证。

不使用W码情况下捕获Y码的相关算法及其快速实现

王竹

2017, 38(Z1): 97-103. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017242

摘要 ( 254 )

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GPS军用定位系统使用 P/Y伪随机码进行捕获，进而后续进行跟踪与解算。研究在不使用 W码的情况下对Y码进行捕获的可行性方案。首先，提出捕获方法的一种新的相关算法，然后，进行算法的仿真，并与标准的相关算法进行比较，说明新的相关算法的性能特点。最后，提出了一种基于分段FFT的快速计算方法，用来加速新的相关算法的计算。给出快速计算方法的正确性证明，并使用 Matlab 仿真验证快速计算方法的高效性。

天基信息网络资源调度与协同管理

王睿,韩笑冬,王超,周晞,龙军

2017, 38(Z1): 104-109. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017255

摘要 ( 475 )

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随着天基信息网络范围和空间的不断拓展，网络感知能力的不断增强，对传输的实时性、可靠性和安全性提出更高的要求。天基信息网络的设计需求涉及随时随遇接入、异构网络体系、不同类型资源协同管理等情况；天基信息网络业务具有高动态、多类型、大数据的特点。主要针对如何实现资源的高效管理，对天基资源网络的管理对象进行细粒度、多维度分析，进一步提出动态天基资源虚拟化、调度方法与协同管理的设计。

基于任务拆分聚合的中继卫星系统任务规划方法

刘润滋,盛敏,唐成圆,李建东,杜凯,杨永安

2017, 38(Z1): 110-117. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017243

摘要 ( 378 )

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针对服务时间过长或过短任务规划效率较低的问题，提出一种基于任务拆分聚合的中继卫星系统任务规划方法。首先，设计任务拆分、聚合方法将用户请求的任务需求转化为规划效率较高的任务元。其次，基于并行机调度模型，建模最大化网络中任务完成数的任务元调度优化问题，并在此基础上设计了一种多项式时间的启发式调度算法。最后，通过仿真将该算法与传统算法比较，验证了其在任务完成数、资源利用率以及公平性方面的增益。

网络协议隐形攻击行为的挖掘和利用

胡燕京,裴庆祺

2017, 38(Z1): 118-126. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017244

摘要 ( 354 )

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网络协议的隐形攻击行为生存性、隐蔽性和攻击性强，且不易被现有的安全防护手段检测到。为了弥补现有协议分析方法的不足，从实现协议程序的指令入手，通过动态二进制分析捕获协议的正常行为指令序列。然后通过指令聚类和特征距离计算挖掘出潜在的隐形攻击行为指令序列。将挖掘出的隐形攻击行为指令序列以内联汇编的方式加载到通用运行框架，在自主研发的虚拟分析平台HiddenDisc上动态分析执行，并评估隐形攻击行为的安全性。除了挖掘分析和有针对性的防御隐形攻击行为之外，还通过自主设计的隐形变换方法对隐形攻击行为进行形式变换，利用改造后的隐形攻击行为对虚拟靶机成功实施了攻击而未被发现。实验结果表明，对协议隐形攻击行为的挖掘是准确的，对其改造利用以增加信息攻防能力。

FGBC-iDistance:细粒度位码过滤的高维索引

袁鑫攀,汪灿飞,龙军,章成源,满君丰

2017, 38(Z1): 127-134. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017245

摘要 ( 680 )

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在高维向量检索中，距离计算是很耗时的操作，当前科研趋势是采用分治法来减少距离计算。iDistance通过锚点将向量空间划分为聚类子空间，BC-iDistance通过BC码将聚类子空间每维划分成2个区域。提出一种更加细粒度的区域划分方法和索引结构，每个区域对应一个细粒度位码FGBC（fine grained bit code），通过FGBC码实现了对候选集更精准的过滤。FGBC-iDistance的距离计算次数最好能减少到iDistance的 $\frac{1}{2^{2 d}}$ ，在距离计算次数上，有 FGBC-iDistance≤BC-iDistance≤iDistance。实验结果表明当范围查询半径为 0.08 时，FGBC-iDistance的距离计算次数约为20 000次，远小于其他算法，运行时间也相应减少。

LEO卫星网络海量遥感数据下行的负载均衡多径路由算法

刘沛龙,陈宏宇,魏松杰,程浩,李帅,汪骏勇

2017, 38(Z1): 135-142. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017246

摘要 ( 1068 )

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LEO 卫星网络能够为各类用户提供全球无缝实时数据通信，近年来得到了快速发展。与此同时，空间数据源如遥感卫星的海量载荷数据下行体制依旧采用传统的存储转发方式，如果将此类卫星接入配有星间链路的LEO 卫星网络，可以有效提高空间任务数据的实时性。但是需要为这种应用需求设计专门的卫星网络负载均衡路由算法。针对视频卫星实时直播的应用场景，设计了一套并行链路不相交多径路由算法SPEMR。OPNET仿真结果表明SPEMR实现的多径方案的性能劣化指数为0.32，仅为TLR路由协议的32%，传统DSP方案的21%，具有相对更强的实时传输海量数据的能力。

基于SDN的卫星网络分布式移动管理研究

李恒智,王春锋,王为众,张杰

2017, 38(Z1): 143-150. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017247

摘要 ( 543 )

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分布式移动管理（DMM,distributed mobility management）是解决移动切换问题的有效方法之一，因此，被认为是能够应用于卫星网络移动性管理的技术。提出了一种基于DMM的软件定义网络（SDN，software defined network）的分布式移动管理方案，来解决卫星网络中的流量重定向问题。与传统DMM应用场景即基于网络或基于终端不同，SDN-DMM方案在SDN控制器中实现位置管理和地址切换。因此，基于SDN的卫星网路分布式移动管理方案相比于传统的方案可以实现分组转发路径优化，并在网络开销和流量管理方面表现出显著的优势。

差分隐私技术研究进展

高志强,王宇涛

2017, 38(Z1): 151-155. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017241

摘要 ( 991 )

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随着大数据共享时代的到来，数据隐私保护问题也随之突显。自 2006 年提出以来，差分隐私技术在支持隐私保护的数据挖掘与数据发布方面得到了广泛研究。近年来，Google、Apple 等公司陆续将差分隐私技术应用于最新产品中，差分隐私技术再次成为学术界和产业界的焦点。首先，对传统集中式模型下的差分隐私技术进行综述，介绍了面向数据挖掘与数据发布的差分隐私技术。然后，着重对最新的基于本地差分隐私模型下的数据收集与数据分析进行阐述，涉及众包模型下的随机响应、BloomFilter、统计推断等技术。最后，对差分隐私技术面临的主要问题和解决方案进行总结。

无线可充电传感器网络中固定充电器的部署策略

何灏,陈永锐,易卫东,李鸣

2017, 38(Z1): 156-164. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017248

摘要 ( 621 )

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无线可充电传感器网络(WRSN)的传统充电器部署方式覆盖所有区域，而所提方法的基本思想是覆盖所有节点的位置。建立了充电器到最远节点距离的数学模型，分析了节点个数与最小充电半径数学期望之间的关系，提出一种充电器部署策略：根据区域内需要充电的节点的位置，采用最小覆盖圆(SEC)方法，通过欧式投递男孩算法寻找充电器的最优位置。该方法能够减小充电半径，降低最小发射功率，节省平均充电能耗。实验结果显示，区域中节点出现的位置越少，节约的能耗越多。

DaaC：空间信息网络体系结构建模方法

于少波,吴玲达,张喜涛

2017, 38(Z1): 165-170. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017249

摘要 ( 387 )

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作为打赢未来高科技战争和夺取制天权的关键所在，空间信息网络具有重要的使命地位和军事价值。介绍了空间信息网络的基本概念、内涵和运行机理，论述了空间信息网络总体拓扑结构。系统阐述了当前空间信息网络体系结构研究现状和几种典型体系结构设计方法，从而引出所研究的科学问题和解决思路。结合数据即中心（DaaC,data as a center），探索一种空间信息网络体系结构模型。DaaC方法为空间信息网络体系结构设计提供了一种新的思路，体系结构建模方法旨在为空间信息网络基础理论和关键技术的研究提供体系结构方面的支撑。

基于改进最小均方算法的卫星多波束形成技术

张宇萌,杨明川,刘晓锋,张中兆

2017, 38(Z1): 171-178. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017251

摘要 ( 407 )

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高通量卫星采用多波束技术实现极化隔离和空间隔离以复用频率资源，从而使通信容量成倍增加，但这对快速的自适应波束形成算法提出了更高的要求。为了解决采用 LMS 算法进行波束形成时收敛速度与稳态误差不能同时满足的缺点，提出一种改进的最小均方算法，它使用统计平均进行梯度更新解决瞬时梯度导致的形成波束不稳定问题，旨在波束形成开始阶段加快速度，而在收敛达到稳定状态后保持小的误差值。考虑在高通量卫星强降雨衰减的环境中，仿真应用61阵元正六边形排布相控阵天线形成7点波束。结果显示改进算法在仅少量增加复杂度的情况下大幅提高了收敛速度并获得了更优的稳态性能，可应用于应急通信场景下存在严重波束间同频干扰的高通量卫星波束形成技术。

空间信息网络中毫米波MIMO通信系统关键技术

马新迎,陈智,马斯,方俊

2017, 38(Z1): 179-185. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017250

摘要 ( 380 )

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随着空间信息网络的迅速发展及人类活动的增加，移动卫星与地球站之间的通信质量要求越来越高。为了满足高速率、大容量、宽带实时通信的需求，毫米波频段应用于移动卫星通信系统引起极大关注。通过对毫米波多输入多输出（MIMO）系统中波束赋形、捕获跟踪及信道估计等关键技术的介绍，能够全面了解未来空间信息网络将要面临的挑战。

卫星平台震颤影像的去模糊方法

宋晓林,方忠浩,潘俊

2017, 38(Z1): 186-192. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017252

摘要 ( 439 )

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TDI CCD相机凭借其多级积分的成像特点，已成为目前高分辨率光学遥感器成像系统的主流传感器，但在其成像过程中，若存在平台震颤，会造成图像的模糊，影响成像质量。首先，从TDI CCD相机的成像原理入手，分析了平台震颤对成像质量的影响，并根据震颤检测得到的震颤像移轨迹，提出一种震颤影像去模糊方法，以消除震颤引起的图像退化，最后，利用资源三号多光谱影像进行了实验。实验结果表明，经该方法处理后的震颤影像，图像的各项定量评价指标显著提升，从而验证了方法的有效性。

中轨卫星星座系统容量分析

王雅慧,况鸿凤,朱立东

2017, 38(Z1): 193-199. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017253

摘要 ( 353 )

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为分析给定卫星星座通信系统的容量，依据不同地区时差导致的通信流量差异，建立关于时间的通信流量模型。以覆盖全球的中轨卫星星座通信系统为例，采用负载均衡路由算法，针对单星到多星的业务类型，分析卫星一个回归周期内不同时间切片下的星座系统容量，并探究星间链路容量约束对系统容量的影响。通过建立卫星流量的时间模型，容量分析的结果更加符合实际；与卫星等流量模型仿真对比，印证基于时间的流量模型的合理性和有效性；应用离散化的时间片，降低容量计算的复杂度。

无线传感器网络中含未知输入的事件驱动状态估计器设计

谢承翰,陆赛杰,李云骥,彭力

2017, 38(Z1): 200-206. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017254

摘要 ( 299 )

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近年来，随着传感器和无线网络技术的发展，基于无线传感器的新型网络化应用也应运而生。然而，无线传感器耗能过多成为制约其发展的瓶颈。因此，研究其节点数据传输节能问题有着巨大的实际意义，针对一种含未知输入的离散随机系统，结合事件驱动机制设计估计器以实现远程状态估计。相应的远程估计器满足了无偏和最小方差特性，随后，基于所提出的事件驱动策略判定何时发送数据，从而减少数据传输。此外，通过推导一类系统性能指标的上界详细推导了时间驱动策略的形式和参数，最后，通过数据仿真实验来验证所提方法的可行性和有效性。

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