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2018年 第34卷 第11期 刊出日期：2018-11-20

2018年 第34卷 第11期
刊出日期：2018-11-20

  

研究与开发

基于功率损耗均衡化控制机制的移动无线传感网数据传输算法

李丽君,张福泉,刘鸿飞

2018, 34(11):  1-9.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018251

摘要 ( 249 )   在线阅读 ( 2 )   PDF下载 (953KB) ( 381 )   可视化   

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为了解决当前移动无线传感网数据传输中存在的同步寻址困难以及节点间功率交互难以均衡化的问题，提出了一种新的移动无线传感网数据传输算法。首先，采取广播机制实现同步控制分组传输，降低同步流量对寻址过程造成的压力；随后使用区域节点流量阀控制机制，且通过侦听方式记录并获取sink节点—区域节点链路间的数据流量，进一步采取流量—链路均衡方式促进流量均衡化；最后，通过基于轮数—sink 链路周期抖动筛选方式确认受限带宽，减少带宽受限导致的传输故障。仿真实验表明，与BLT-NB2R算法、NLSC算法和HT2C算法相比，所提出的算法可改善数据传输带宽，降低数据分组丢失频率，能够较好地满足实践需求。

SSDHT：基于社交网络的DHT安全增强机制

李攀攀,谢正霞,乐光学,马柏林,陈丽,刘建华

2018, 34(11):  10-20.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018276

摘要 ( 360 )   在线阅读 ( 6 )   PDF下载 (878KB) ( 639 )   可视化   

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P2P系统在文件共享等领域中得到了广泛的应用，但DHT（distributed hash table）网络无中心、无认证、缺乏节点身份验证机制，使得现有的基于DHT的P2P系统易受到Sybil攻击等外部攻击。提出一种基于社交网络的DHT安全增强机制，将社交网络中节点的信任关系引入DHT网络中提高对Sybil节点的识别能力。以KAD（Kademlia）算法为例进行了实验验证，基于Facebook和Twitter数据集的实验结果表明本文提出的安全机制适用于大规模动态的网络，能够有效防御Sybil攻击。

层次化跨区域SDN验证示范系统的设计与建设

刘智峰,尹霞,王之梁,施新刚,华一强,黄小红,魏亮,姚姜源,张晗,曾曼,苏子君,刘帅

2018, 34(11):  21-30.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018286

摘要 ( 268 )   在线阅读 ( 4 )   PDF下载 (1209KB) ( 589 )   可视化   

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软件定义网络（SDN）架构给网络带来了卓越的灵活性和可管理性。为了给新型SDN技术与应用提供大规模可行性验证试验床与试点部署平台，提出了依托于CERNET的层次化跨区域SDN 异地验证示范网络试验系统的总体架构，建设了9个城市、13个节点的SDN验证示范核心网与包含3个数据中心的接入网，并对基于SDN的vCPE智能专线业务、IPv4/IPv6过渡技术、流量监控调度应用和数据中心应用进行验证与示范。

有限反馈MIMO下行系统中基于黄金码的传输方案与解码方法

郑思思,王海泉,李国彬,戴谭明

2018, 34(11):  31-40.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018262

摘要 ( 214 )   在线阅读 ( 2 )   PDF下载 (883KB) ( 525 )   可视化   

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针对有限反馈多输入多输出下行系统，结合黄金码与预编码技术，提出一种新的预编码设计准则、码字选择方案及新的传输方案和相应的低复杂度解码方法。事实上，在充分利用黄金码能够克服信道深度衰落这一特性的基础上，对所选预编码码字进行重新构造，得到一个二重预编码矩阵，将其作为发送信号，从而能够实现线性解码。与此同时，针对传统的MIMO下行系统传输方案提出了ML和MMSE的联合解码方法，使其能通过一个门限值动态地调节解码复杂度。数值仿真结果证明了本文所提方案性能的优越性。

抽样子空间约束改进大数据谱聚类算法

聂茹

2018, 34(11):  41-47.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018277

摘要 ( 196 )   在线阅读 ( 2 )   PDF下载 (947KB) ( 467 )   可视化   

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在分析经典谱聚目标函数与加权核k-means目标函数等价基础上，设计了一种基于抽样子空间约束的改进大规模数据谱聚类算法，算法通过加权核k-means迭代优化避免矩阵特征分解的大量资源被占用，通过数据抽样及聚类中心的子空间约束，避免全部核矩阵都被使用，从而降低经典算法的时间空间复杂度。理论分析和实验结果表明，改进算法保持与经典算法相近聚类精度，提高了聚类效率，验证了改进算法的有效性。

一种基于网格划分的水下传感器网络多维优化部署策略

周凯

2018, 34(11):  48-58.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018266

摘要 ( 225 )   在线阅读 ( 6 )   PDF下载 (1059KB) ( 592 )   可视化   

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针对水下无线传感器网络节点的部署问题，提出一种基于网格划分的多维优化部署策略。首先，将所需探测水下环境划分成相同规格的网格；然后，综合考虑网络节点数量、网络覆盖率、网络冗余度、网络生存率等指标，构建多目标优化数学模型；最后，采用遗传算法对多维优化部署策略加以实现并进行仿真分析。结果显示：所提策略能够有效地减少部署节点数量，提高网络覆盖率和生存效率，降低网络能耗。

基于内容价值的缓存替换策略

黄丹,宋荣方

2018, 34(11):  59-66.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018265

摘要 ( 236 )   在线阅读 ( 3 )   PDF下载 (796KB) ( 741 )   可视化   

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缓存替换机制是内容中心网络的重要研究问题之一，考虑到缓存空间的有限性，合理地对缓存内容进行置换，成为影响网络整体性能的关键因素。因此，设计了一种基于内容价值的缓存替换方案。该方案综合考虑了内容的动态流行度、缓存代价以及最近被请求的时间，构建了更实际的内容价值函数，并依据该内容价值函数，设计了有效的内容存储与置换方案。具体地，当缓存空间不足时，对已有缓存内容按照价值从小到大进行置换。仿真结果表明，相比于传统替换算法 LRU、LFU 和 FIFO，本文提出的方案有效地提升了网络节点的内容缓存命中率，降低了用户获取内容的平均跳数。

基于博弈论的无线传感器网络恶意程序传播模型

周海平,沈士根,黄龙军,冯晟

2018, 34(11):  67-76.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018252

摘要 ( 320 )   在线阅读 ( 7 )   PDF下载 (878KB) ( 470 )   可视化   

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恶意程序传播是无线传感器网络（wireless sensor network，WSN）面临的一类重要安全问题。从博弈论的角度对WSN恶意程序传播的微观机理进行分析，建立了WSN的攻防博弈模型，求出了博弈模型的混合纳什均衡解，并根据博弈双方的混合纳什均衡策略确定恶意程序的传染概率，从而建立了WSN的恶意程序传播模型。通过使用元胞自动机方法对WSN的恶意程序传播过程进行模拟，揭示了恶意程序的传播速度与博弈参数之间的关系，研究结果对抑制WSN恶意程序传播具有理论指导意义。

极化码的多比特译码算法研究

沈周青,尚俊娜

2018, 34(11):  77-86.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018261

摘要 ( 410 )   在线阅读 ( 18 )   PDF下载 (1015KB) ( 519 )   可视化   

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针对极化码的连续消除列表（successive cancellation list，SCL）译码算法的高时延问题，提出了基于对数似然比的多比特SCL（multi-bit SCL，MSCL）译码算法，可以在一个判决时刻同时译出多个码字比特，在不损失译码性能的前提下，将译码时延由3N-2个时钟降为4N/M-2个时钟，相比于现有的多比特SCL译码算法，MSCL译码算法具有更低的路径度量值计算复杂度。为了降低循环冗余校验（cyclical redundancy check， CRC）辅助的SCL（CRC aided SCL，CA-SCL）译码算法的译码时延以及存储空间，提出了分段CRC辅助的MSCL（segmented CRC-aided MSCL，SCA-MSCL）译码算法，并提出了分段信息码字长度修正算法，来保证在信息位索引集A不变的前提下，实现每一分段结尾处对应的信息位索引能够被M整除。SCA-MSCL算法可以借助多个CRC判决来尽可能早地输出译码码字，从而减少译码器的存储空间以及译码时延。

无线协作网络中的最优中继选择方案及中断概率分析

冯友宏,杨志,丁绪星,岳雪峰,李琦琦,谢小娟

2018, 34(11):  87-95.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018268

摘要 ( 421 )   在线阅读 ( 11 )   PDF下载 (751KB) ( 348 )   可视化   

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从物理层安全的角度出发，在含有协作中继的通信网络中，通过选择最优中继来传递信息可有效提升系统性能。讨论了在含有多个单天线窃听用户的多中继通信系统中对最优中继的选择方案，并对系统采用放大转发（amplify-and-forward，AF）协议和解码转发（decode-and-forward，DF）协议这两种不同的情况分别进行了讨论和比较，同时还对比了不含中继的直接传输情况。理论分析和仿真结果表明，最优中继选择方案可有效保障系统的安全性能。

一种基于字节型多变长码的串匹配的Alpha图像编码算法

赵利平,林涛,周开伦,彭华,胡珂立

2018, 34(11):  96-104.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018285

摘要 ( 218 )   在线阅读 ( 2 )   PDF下载 (1356KB) ( 600 )   可视化   

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根据 Alpha 图像的特征和串匹配算法的编码参数统计特性，提出了一种基于字节型多变长码的串匹配的 Alpha 图像编码算法。该算法首先对多个串匹配编码参数采用字节型多变长码方案进行联合优化编码，然后采用邻近偏移量优先的分段映射方案对偏移量参数进行编码，最后对匹配串长度参数采用分段编码方案进行编码。实验结果表明，本文提出的算法与LZ4HC、zlib、PNG、HEVC（x265）相比，都具有超低复杂度兼高编码效率的优势。

智慧家庭专栏

可运营智慧家庭开放平台构建

郭涛,孙凯

2018, 34(11):  105-112.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018280

摘要 ( 564 )   在线阅读 ( 4 )   PDF下载 (882KB) ( 431 )   可视化   

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近几年电信运营商开始向智慧家庭生态圈进行战略转型和布局，并借助构建智慧家庭开放平台来实现业务生态化和运营智慧化，为用户提供创新的业务模式和消费体验，如何基于运营商特点来构建智慧家庭开放平台成为行业探讨的热点。首先分析了面向智慧家庭主流开放平台的构建模式和存在问题，然后研究了运营商进行智慧家庭平台开放的关键要素，最后提出运营商进行开放平台构建的关键技术方向和应用实践。

以电视屏为核心的智慧家庭下一代多屏互动技术体系

施唯佳,魏峥,祝谷乔

2018, 34(11):  113-118.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018284

摘要 ( 236 )   在线阅读 ( 7 )   PDF下载 (799KB) ( 734 )   可视化   

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随着互联网技术的全面普及以及视频业务的飞速发展，视频内容已经成为当前家庭娱乐的主角。而随着终端的多样性以及显示技术的提升，视频业务的载体已经不再是单一的电视机。以运营商IPTV业务为基础，结合智慧家庭业务发展趋势，详细叙述下一代视频业务的多屏互动技术构架的核心要素，介绍以电视屏为核心的下一代多屏互动业务，展望未来视频多屏业务与其他新兴技术的结合。

IPTV架构下VR业务关键技术与解决方案

李峰,杨琛,李兴达

2018, 34(11):  119-125.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018281

摘要 ( 778 )   在线阅读 ( 17 )   PDF下载 (1319KB) ( 1077 )   可视化   

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虚拟现实技术作为一种全新的技术，在视频方面的革新带给用户全新的交互体验。介绍了国内外VR/AR产业的发展情况，分析了IPTV架构下VR业务的需求；对编解码、投影、业务平台、机顶盒和网络传输等关键技术进行了研究解析；然后从VR的两种不同使用场景出发，提出了IPTV架构下VR业务的解决方案及业务流程，为IPTV VR的发展提供了一种可供参考的解决方案。

家庭Wi-Fi mesh组网技术

徐龙杰,郭宁,郭涛,韩建亭

2018, 34(11):  126-132.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018282

摘要 ( 779 )   在线阅读 ( 32 )   PDF下载 (1154KB) ( 1967 )   可视化   

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Wi-Fi mesh是一种适用于大面积或复杂户型的Wi-Fi自组网解决方案，为用户提供全覆盖、自切换、易安装的优质无线网络。Wi-Fi mesh具备自组网、自管理、自修复和自平衡等诸多优点，但现有Wi-Fi mesh产品实现方案存在标准不统一、实现复杂、终端能力要求高、无法互通的问题。首先讨论了现有家庭网络中多热点AP协同工作的实现情况，接着对当前Wi-Fi mesh主流技术进行了分析，重点探讨了家庭Wi-Fi mesh的技术方案和对比。进而面向家庭应用场景，为运营商提出了一种模块化、易实现、终端能力需求低且互通性好的Wi-Fi mesh技术实现方案。

IPTV超高清视频中的DRM技术研究与应用

沈晶歆

2018, 34(11):  133-138.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018283

摘要 ( 332 )   在线阅读 ( 10 )   PDF下载 (718KB) ( 823 )   可视化   

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对OMA、微软、Intertrust、ChinaDRM等不同DRM标准进行特点和差异性比较，提出DRM应用的需求场景，分析了DRM关键技术，基于业界普遍使用的高安机顶盒对IPTV高清视频领域DRM保护需求进行架构设计，创新性地提出了高安机顶盒的硬件信任根、远程下载终端密钥、双重加密的内容密钥，能够充分利用目前机顶盒生产过程中已有的芯片OTP数据烧写流程，既充分考虑运营中的可实施性，又保障了DRM安全性，最后制定了DRM内容解密的业务流程并给出实施案例。

运营技术广角

面向数据中心异构SDN的网络协同编排平台设计与实现

吴林泽,樊勇兵,黄志兰,陈楠,林宝洪

2018, 34(11):  139-147.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018164

摘要 ( 418 )   在线阅读 ( 15 )   PDF下载 (1255KB) ( 727 )   可视化   

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软件定义网络（SDN）技术为高速发展的云计算提供了网络解决方案，而数据中心SDN的规模化部署必然带来SDN异构互通、统一管理和协同编排需求。在研究SDN异构互通、北向接口标准化和协同编排等关键技术及其发展现状的基础上，提出通过网络协同编排平台SDN Hub实现跨域、跨厂商、跨SDN控制器互通和互操作的方法，并给出了平台的方案设计和系统实现，最终实验结果证明，平台具备多控制器接入和异构资源池调度能力。

NB-IoT网络与业务协同优化

郭宝,刘毅,张阳

2018, 34(11):  148-155.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018279

摘要 ( 367 )   在线阅读 ( 15 )   PDF下载 (828KB) ( 835 )   可视化   

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现阶段NB-IoT网络已完成初步建设，整体覆盖较好，但局部覆盖空洞较多，室内疑难场景深度覆盖不足，干扰问题突出，重叠覆盖严重。目前NB-IoT行业应用成熟度低，行业应用属于起步阶段，各厂商终端规范不一，导致网络部署调通过程中存在较大问题。针对当前物联网的主要业务类型，依据不同业务特征来分析NB-IoT网络关联指标，根据测试数据与统计数据分析该类业务的覆盖性能，对井盖与灯杆类业务分别展开深度覆盖分析与重叠覆盖分析，对业务接入相对集中的业务模型给出优化解决方案。

面向移动网络环境的智能协同蜜网设计与性能分析

陈利跃,倪阳旦,孔晓昀,周升,黄慧,郑星

2018, 34(11):  156-165.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018278

摘要 ( 413 )   在线阅读 ( 4 )   PDF下载 (1049KB) ( 727 )   可视化   

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在移动网络环境下，因各移动蜜罐资源有限、攻击注入手段灵活多变，需要动态部署蜜网以协同地检测攻击行为特征。然而现有蜜网易遭受特征识别攻击、网内恶意流量肆意传播、不能跨蜜罐迁移连接。为此，基于软件定义网络（software defined networking，SDN）技术，设计了一种智能协同蜜网（intelligent and collaborative Honeynet，ic-Honeynet）系统。它由逆向连接代理模块和蜜网控制器组成，它的优势在于逐一克服了上述3个缺陷。最后，搭建了一个ic-Honeynet实验环境，并验证了该系统的有效性。实验结果表明：该系统吞吐量近乎线速，高达8.23 Gbit/s；响应时延额外增加很小，仅在0.5～1.2 ms区间变化；连接处理能力也很强，可高达1 473个连接/s。

运营商业务平台微服务化方案

严丽云,杨新章,何震苇,张凌,侯韶新

2018, 34(11):  166-174.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018287

摘要 ( 334 )   在线阅读 ( 18 )   PDF下载 (966KB) ( 1162 )   可视化   

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运营商在业务驱动和“互联网+”转型背景下，传统单体应用架构的业务平台存在开发生命周期长、对需求响应慢、效率低、运维难等问题，对其进行改造势在必行。互联网应用特有的高并发、不间断的特性，需要架构具备高性能、高效率、高扩展性、易运维等特点，微服务已成为互联网应用的首选架构，并快速发展成熟。从运营商业务平台现状及需求出发，结合微服务关键技术，从微服务拆分、平台架构、接口设计、DevOps等方面阐述并实现了业务平台微服务化方案。

基于差分相位再调制与时延干涉检测的WDM-PON辅助管理和控制通道实现方法

罗滨,刘涌,陆继钊,巩锐,杨宏宇,袁秋实

2018, 34(11):  175-180.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018233

摘要 ( 342 )   在线阅读 ( 4 )   PDF下载 (1052KB) ( 571 )   可视化   

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波分复用无源光网络（wavelength-division multiplexed passive optical network，WDM-PON）中，操作管理和维护数据路径与用户数据路径在传输汇聚层是彼此独立的。操作管理和维护数据可以通过透传和码传两种方式进行发送。其中，透传方式由于无需额外的转码器件以及具有低时延等特性被广泛应用于各种行业网络。不同于现有的透传模式，即基带再调制和射频通道，提出了一种新型的基于差分相位再调制与时延干涉检测的辅助管理和控制通道实现方法。所提方法的辅助管理和控制信号以相位参数再调制于用户信号之上，而用户信号采用传统强度调制，因此辅助管理和控制信号的再调制过程将不会对用户信号质量产生影响。相对地，基带再调制和射频通道都会对用户信号造成扰动，这在抖动要求较高的行业网内是不允许的。所提方法被认为是波分复用无源光网络中一种有效的辅助管理和控制通道的实现方法。