通信学报

信号特征谱表示与平稳随机信号谱分解统一的研究

王宏禹,邱天爽

2018, 39(12): 1-9. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018219

摘要 ( 314 )

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深入研究了信号特征谱表示与平稳随机信号谱分解统一的关系。利用微分算子、积分算子与特征微分方程格林函数的关系，分析了厄尔密特微分算子与厄尔密特积分算子的互逆关系，指出了特征微分方程存在与其对应的特征积分方程，并给出了厄尔密特微分算子与厄尔密特积分算子的谱表示式，以及将这2种算子的谱表示统一的一般表示式。利用对平稳随机信号谱分解的随机振幅简谐振动叠加法及希尔伯特空间酉算子法进行分析研究，明确了信号特征谱表示与平稳随机信号谱分解的联系及数学上的统一。

基于Shannon信息熵与BP神经网络的隐私数据度量与分级模型

俞艺涵,付钰,吴晓平

2018, 39(12): 10-17. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018286

摘要 ( 509 )

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针对当前网络环境下由隐私数据识别困难问题所引出的隐私度量与分级需求，提出了一种基于 Shannon信息熵与BP神经网络的隐私数据度量与分级模型。该模型从3个维度建立了两层隐私度量要素，基于数据集本身，利用Shannon信息熵为二级隐私要素定权，并由此计算数据集中各条记录在一级隐私度量要素下的隐私量；利用BP神经网络在不预设度量权值的情况下，输出隐私数据分级结果。实验表明，该模型能够在极低的误判率和较小的误判偏差下实现对隐私数据的度量与分级。

改进蜂群算法求解大规模着色瓶颈旅行商问题

董文永,董学士,王豫峰

2018, 39(12): 18-29. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018284

摘要 ( 340 )

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在智能交通、多任务协作等领域，用着色瓶颈旅行商问题(CBTSP,colored bottleneck traveling salesman problem)所构建模型尺度易趋向于大规模，因此有必要研究大规模CBTSP及其求解算法。本文将一种改进蜂群算法(IABC,improved artificial bee colony algorithm)应用于求解大规模CBTSP。IABC首先运用m-tour编码方法生成问题的解，然后使用产生邻近解(GNS,generate neighboring solution)优化蜂群算法求解该问题，GNS通过采用删除和重插入操作来产生新的解，并在该过程中实现对已有解的优化。实验表明 IABC 求解大规模 CBTSP 问题的求解质量优于其他对比算法。

冲突证据的相关系数度量方法

孙贵东,关欣,衣晓,赵静

2018, 39(12): 30-39. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018277

摘要 ( 260 )

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复杂战场环境增加了侦察信息处理的不确定性，基于信度函数研究不确定信息尤其是冲突证据度量问题，提出用归一化的证据相关作为冲突证据度量的相关系数，针对现有冲突证据度量方法未分清证据单类命题与多类命题的缺点，分别定义并核关系矩阵与核关系矩阵修正并核相关与核相关，得到修正后的冲突证据度量。结合经典的冲突证据算例验证了该冲突证据相关系数度量方法的有效性。

四元共空间特征提取算法及其在纸币识别中的应用

盖杉

2018, 39(12): 40-46. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018285

摘要 ( 266 )

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针对目前纸币图像特征提取与分析方法缺少对相位结构信息有效描述的问题，提出一种基于四元共空间模式的特征提取算法。该算法首先采用四元矩阵描述纸币图像的相位与幅值信息，并对四元复合厄米特协方差矩阵进行对角化；然后将样本向量输入到复合四元滤波器中，并将分解得到的四元矩阵实部与虚部的方差作为纸币特征向量；最后采用神经网络作为分类器并在识别阶段引入拒识类。实验结果表明所提的算法不仅取得了较高的识别率，而且还能够满足纸币清分系统的实时性要求。

VehLoc：基于低功耗蓝牙多信道RSSI值的车内高精度定位方法

赵泽,高源,崔莉

2018, 39(12): 47-59. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018280

摘要 ( 527 )

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高精度车内定位技术是提供车内智能服务、进行车内用户行为习惯分析等应用的基础，有重要实用价值。低功耗蓝牙（BLE, bluetooth low energy）的RSSI（received signal strength indicator）值可用于定位系统的分析计算。针对无线信号传输易受环境影响的问题，对车内定位提出了一种基于蓝牙多信道多RSSI值（multi-channel multi-RSSI values）的车内定位方法 VehLoc。接收端在传统的采集蓝牙 RSSI 信号的基础上，同时记录信号的信道来源，通过使用3个蓝牙信标在其不同信道的RSSI值对使用者终端在车内的位置进行粗细粒度与分布相结合的区域分析和位置判断。实验结果表明，VehLoc定位方法对车内5个主要位置的分类正确率均可达90%。

改进粒子群联合禁忌搜索的特征选择算法

张震,魏鹏,李玉峰,兰巨龙,徐萍,陈博

2018, 39(12): 60-68. doi:10.11959/j.issn.1000?436x.2018287

摘要 ( 178 )

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针对入侵检测中数据特征维度高的问题，提出了改进粒子群联合禁忌搜索(IPSO-TS)的特征选择算法。采用遗传算子对粒子群算法进行了改进，得到了特征选择初始最优解；对该解进行禁忌搜索(TS)得到了特征子集的全局优化解。基于KDD CUP 99数据集的实验结果表明，相较遗传算子整合粒子群算法(CMPSO)、粒子群算法(PSO)和粒子群联合禁忌算法，IPSO-TS减少了至少29.2%的特征，缩短了至少15%的平均检测时间，提高了至少2.96%的平均分类准确率。

基于光子射频振荡器的高灵敏度光学探测方法

牟宁,高万荣,吕望晗

2018, 39(12): 69-74. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018288

摘要 ( 214 )

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针对复杂背景下高灵敏度光学探测问题，提出了一种基于光子射频振荡器的高灵敏度光学探测方法。首先通过光子射频振荡机理构建了系统，然后对系统进行数学建模，并进行了详细的推导分析。同时，根据光子射频振荡器噪声功率谱密度及系统设计，分析了系统产生的超低相位噪声功率谱特性，给出了设计系统仿真结果。仿真实验结果表明，所提出的方法与直接探测方法相比，光学探测灵敏度具有数量级的提高，同时能有效抑制背景色散光谱对目标信息检测的影响，系统所产生的超低相位噪声特性，将有力提升光学探测器对目标微多普勒信号的检测能力。

大规模MIMO系统基于小区分类-交叉熵的导频调度算法

于银辉,周恒,杨莹,潘昊,任嘉鹏

2018, 39(12): 75-81. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018289

摘要 ( 260 )

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大规模MIMO系统利用基站端配备大量天线来服务多用户，但受到小区间干扰产生的导频污染影响。针对导频污染设计了一种导频调度方案。导频调度问题属于排列优化问题，在寻找最优解过程中使用贪婪算法时计算复杂度很大，同时为了降低小区间干扰，利用小区分类和交叉熵机制提出了一种新的导频调度方案，以减轻导频污染对系统的影响。仿真结果表明，所提出的算法不仅能够有效提升系统性能，还能降低计算复杂度。

面向车车通信的安全计算机时间约束性分析验证

高莺,曹源,孙永奎,马连川,洪春华,张玉琢

2018, 39(12): 82-90. doi:10.11959/j.issn.1000?436x.2018275

摘要 ( 140 )

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为适应基于通信的列车运行控制（CBTC, communication based train control）系统从车地模式向车车通信模式发展的趋势，针对多周期性应用并发的车载安全计算机的时间约束性，提出了基于时间 Petri 网的安全计算机时间约束性验证方法。以车载2乘2取2安全计算机为例，通过分析安全计算机多周期应用的并发性质，采用时间Petri网（TPN, time Petri net）推算其时间可调度区间，并在此基础上进行实例分析。分析和验证结果表明，在单核主频1GHz的条件下，车载安全计算机能满足3个以上周期性安全关键应用的时间约束性，表明TPN在验证和评估安全计算机中周期性应用的时间约束性方面的有效性。

基于消息重要性的机会网络能量均衡路由算法

陈志刚,殷滨安,吴嘉

2018, 39(12): 91-101. doi:10.11959/j.issn.1000?436x.2018276

摘要 ( 144 )

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提出了基于消息重要性的能量均衡路由算法——MIEBR(message importance based energy balanced routing algorithm)。MIEBR 对消息重要性进行度量，并根据消息转发收益确定消息的转发顺序和路由。在节点缓存空间不足时，MIEBR依据消息缓存价值进行缓存替换。实验结果表明，在缓存空间和能量受限的机会网络中，MIEBR均衡节点的能量消耗，降低了重要消息的传输延时，在投递成功率和延时等方面优于其他算法。

基于Q-learning的跨域服务链映射机制

张红旗,黄睿,杨英杰,常德显,张连成

2018, 39(12): 102-112. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018283

摘要 ( 329 )

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针对软件定义网络功能虚拟化环境下跨域服务链映射问题，提出了一种区域集中管理、全局协同调度的虚拟服务资源管控架构。在此基础上，建立了一种有效的跨域服务链映射框架，在此框架下将跨域服务链映射问题建模为以最小化映射开销为目标的整数线性规划问题，并基于Q-learning机制设计跨域服务链构建请求分割算法进行优化求解。仿真实验表明该方法在平均分割时间、平均映射开销和服务链构建请求接受率等方面相较传统方法具有更优的表现。

基于直接匿名证明的k次属性认证方案

柳欣,徐秋亮,张斌,张波

2018, 39(12): 113-133. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018279

摘要 ( 282 )

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当前，已有k次属性认证（简称k-TABA）方案以及相关属性认证方案的主要缺点是认证子协议的运算复杂度依赖于属性认证策略的规模，而且并未考虑成员废除和属性更新问题。基于直接匿名证明、集合成员身份证明和密文策略属性加密技术构造了新的k-TABA方案。为了进一步优化用户端运算效率，首先对底层属性加密方案进行修改，然后利用Green等的密钥绑定技术对解密过程进行外包。该方案不但可部署于可信平台，而且支持可表述性认证策略。此外，该方案满足多个理想性质，诸如注册过程可验证性、成员废除和属性更新等。该方案最显著的性能优势是用户在认证阶段的运算开销为常数。

工业智能网——工业互联网的深化与升级

张平,刘会永,李文璟,周凡钦

2018, 39(12): 134-140. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018292

摘要 ( 413 )

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制造业是我国国民经济的主要支柱。国际社会普遍认同新一轮制造业升级的核心是实现智能制造，为此美国、德国等技术强国提出了“工业互联网”和“工业4.0”的概念，制定了适合本国国情的制造业发展战略。我国提出了“中国制造2025”，从国家发展战略的层面确定了以智能制造为主的发展方向。以我国工业智能制造现状和技术优势为依据，以灵活、平滑、成本可控的方式帮助大中小生产企业实现工业智能化为目的，提出了“工业智能网”的概念，融合我国在信息基础设施建设、认知识别、人工智能等方面的条件和优势，构建工业智能网，以服务方式向大中小企业提供工业智能化解决方案，让更大范围内的生产企业以更低成本的方式实现智能制造。

内部威胁检测中用户行为模式画像方法研究

郭渊博,刘春辉,孔菁,王一丰

2018, 39(12): 141-150. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018282

摘要 ( 592 )

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行为画像技术利用无标注历史数据构建用户行为“常态”，是检测企业内部威胁的有效手段。当前标签式画像方法依赖人工提取特征，多用简单统计方法处理数据，导致用户画像模型缺少细节、不够全面。提出了一种行为特征自动提取和局部全细节行为画像方法，以及一种行为序列划分和全局业务状态转移预测方法，能够较全面地刻画用户行为模式。构建了一个基于行为画像的内部威胁检测框架，将局部描写与全局预测相结合，提高了检测准确率。最后用CMU-CERT数据集进行了实验，AUC（area under curve）得分0.88,F1得分0.925，可有效应用于内部威胁检测过程中。

基于贝叶斯算法的中文垃圾邮件过滤系统研究

刘浩然,丁攀,郭长江,常金凤,崔静闯

2018, 39(12): 151-159. doi:10.11959/j.issn.1000?436x.2018281

摘要 ( 195 )

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目前大部分中文垃圾邮件过滤系统受文本稀疏及模型特征局限的影响较大，其特征高维和特征局限的缺陷成为制约过滤效果的重要因素。针对特征高维问题，提出一种基于中心词扩展的TF-IDF（term frequency-inverse document frequency）特征提取算法，增加了特征节点的表达能力，实现了特征降维。针对分类模型特征局限和属性间条件独立性假设不成立问题，提出一种基于GWO_GA（grey wolf optimizer-genetic algorithm）结构学习算法的3层贝叶斯网络模型，放松了条件独立性假设，增加了特征多样性，最终形成基于中心词扩展的 TF-IDF 特征提取及GWO_GA结构学习的3层贝叶斯算法。通过大量中文邮件数据验证，算法可明显提高中文垃圾邮件过滤效果。

基于差分复合网格的MSK非相干解调算法

田文飚,王鹏,芮国胜,张洋

2018, 39(12): 160-166. doi:10.11959/j.issn.1000?436x.2018278

摘要 ( 164 )

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提出了一种基于差分复合网格的MSK解调算法。通过相位偏转构建出最小频移键控（MSK, minimum shift keying）差分复合网格，比较似然函数值选择复合网格中的最优路径，以此抵消多普勒频偏产生的相位误差。理论分析和仿真表明，算法性能在多普勒频偏引起的相位误差为10^?1rad数量级的情况下仍能接近 MSK 非相干解调误码率的理论限。该算法扩展了 MSK 解调抗多普勒频偏的范围，且在复杂度和判决时间上优于同类算法，略高于1符号差分算法对应值，为在多普勒频偏条件下MSK的解调提供了新的手段。

基于改进椭圆权重模型的射频层析成像定位方法

李莉,柯炜,许桁宽,于坤良,王彦力

2018, 39(12): 167-174. doi:10.11959/j.issn.1000?436x.2018290

摘要 ( 97 )

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射频层析成像（RTI,radio tomographic imaging）技术作为免携带设备定位（DFL,device-free localization）的主要方式之一，在被定位目标不携带任何定位装置的情况下仍能实现定位，具有广泛的应用前景。针对现有 RTI技术中椭圆权重模型的不足，基于菲涅耳衍射理论提出一种改进的椭圆阴影权重模型来提高RTI成像质量，并论证了这种方法的可行性；同时为了克服背景噪点以及伪目标图像的影响，在此基础上提出基于十字模型的前景提取算法，进一步提高RTI定位性能。室内外实验结果表明，该方法的成像质量和定位精度都要优于现有RTI方法。

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