通信学报

基于Voronoi图预划分的LBS位置隐私保护方法

马春光,周长利,杨松涛,赵蕴龙

2015, 36(5): 1-12. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015109

摘要 ( 374 )

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为了解决服务器面临大量用户请求时匿名效率下降的问题，分别提出适用于静态用户和动态用户的协作匿名方法。首先基于Voronoi图划分全局区域，再由中心服务器组织本区域内用户实现协作匿名，由于服务器无需为每个用户单独构造匿名区，降低了服务端的负担；针对查询过程中用户提供真实位置信息带来位置隐私泄露的问题，提出了逆向增量近邻查询算法。用户以固定锚点代替真实位置，向位置服务器逐步获取兴趣点候选集并计算出想要的结果，避免位置隐私直接泄漏的同时获取精准查询结果。该算法同时解决了锚点与用户过近而带来的位置隐私被推断问题。实验表明本方法在有效保护用户位置隐私的同时，具有良好的工作效率。

基于社会属性的PSN消息路由算法

曹玖新,陈高君,杨婧,朱子青,刘波

2015, 36(5): 13-22. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015105

摘要 ( 370 )

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在PSN（pocket switched network）中实现数据传输成功率与传输延迟的有效平衡是当前有待解决的问题。提出一种基于社会属性的PSN路由算法——BridgingCom算法，该算法使用带有衰退机制的局部社区识别方法，引入桥接中心度（bridging centrality）作为中继节点的选择依据，将社会网络中节点重要性与移动社会网络的特征相结合，考虑了节点社区关系和节点活跃度对路由算法的影响。实验表明，该算法与现有经典算法相比能够获得较高的传输效率和较低的传输延迟。

非周期长码直扩信号的伪随机码盲估计

赵知劲,顾骁炜,沈雷,詹毅

2015, 36(5): 23-30. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015121

摘要 ( 399 )

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研究了 m 序列三阶相关函数特性，证明了不同周期 m 序列三阶相关函数存在共同峰，推导得到共同峰的特性以及共同峰坐标与m序列本原多项式之间对应关系，基于上述理论提出了非合作通信下的非周期长码直扩信号伪随机码估计方法。加性高斯白噪声下的仿真结果表明，本方法仅需1/4倍长码周期长度信号和4 dB信噪比，估计非周期长码直扩信号的扩频码和长扰码的正确概率就可达到99%以上。

基于分布式密钥共享的UWSN安全分簇方案

仲红,张庆阳,田立超,王良民

2015, 36(5): 31-39. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015153

摘要 ( 509 )

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针对无照料的无线传感网（UWSN,unattended wireless sensor network）收集效率和安全问题，提出一种安全的 UWSN 分簇方案，实现了一种三角形网格图的网络拓扑分簇算法，并可完成簇头对移动节点的认证。该方案利用三角形的性质提高了网络的连通度，折中数据收集效率与能耗；将分布式密钥共享方案与分簇算法无缝结合，在网络中高效地搜索移动节点公钥信息，从而在本地不存有对应公钥信息的情况下验证签名信息。实验结果表明，该算法在节点密度越大的情况下分簇越趋近于正三角形网格图，且分簇后的网络对于低于20%节点变节有95%以上概率抵御攻击。

求解约束满足问题的改进蚁群优化算法

张永刚,张思博,薛秋实

2015, 36(5): 40-46. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015123

摘要 ( 425 )

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为了克服传统的回溯算法在求解大型的约束满足问题时效率低，难以在合理的时间内求解这一问题。提出了基于启发式搜索的不完备性算法。结合不同算法特性，主要在蚁群优化元启发式约束求解算法的基础上提出了改进：一是在搜索之前用弧相容检查进行预处理以压缩搜索空间，二是提出了一种新的蚁群算法参数设置方案，提高算法的适应性。最后将改进后的算法应用于求解随机问题和组合优化问题。实验结果表明，改进后的算法求解效率得到大幅度提高。

无源雷达目标信号时延与多普勒频率联合估计

王鹏,邱天爽,李景春,谭海峰

2015, 36(5): 47-55. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015124

摘要 ( 384 )

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提出一种基于STFRFT的无源雷达目标时延与多普勒联合估计新方法。首先，给出了一种STFRFT时频分辨率量化方法及其数学表达式；其次，利用STFRFT的投影包络对回波信号时延与Doppler频移进行了联合估计；最后，讨论分析了脉内信噪比、高斯窗参数等对所提方法估计性能的影响。仿真结果表明，与 CAF 方法相比，所提方法更容易获得高精度的时延与Doppler频移的联合估计，具有更高的可靠性。

图像镜像复制粘贴篡改检测中的FI-SURF算法

李岩,刘念,张斌,袁开国,杨义先

2015, 36(5): 54-65. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015163

摘要 ( 469 )

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针对数字图像版权中的复制粘贴篡改问题，提出FI-SURF (flip invariant SURF)算法。研究了当图像经过镜像翻转后SURF (speeded-up robust features)特征描述符的排列变化关系。提取SURF特征点后，将其特征描述符重新排序，即使复制粘贴区域经过镜像翻转，对应的特征点依然可以进行匹配。实验证明，FI-SURF算法在保留SURF算法运算速度快、顽健性强等优点的前提下，可有效检测出经过镜像翻转的复制粘贴区域，计算出复制粘贴区域的轮廓。

基于马尔可夫链的网络蠕虫传播模型

周翰逊,郭薇,刘建,贾大宇

2015, 36(5): 66-71. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015111

摘要 ( 451 )

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提出了网络蠕虫的随机传播模型。首先，基于马尔可夫链对于网络蠕虫进行了建模，并且讨论了模型的极限分布以及平稳分布的存在性。然后，讨论了网络蠕虫在传播初期灭绝的充要条件以及在传播后期灭绝的必要条件。最后，讨论了网络蠕虫的传播规模。仿真实验对于模型进行了验证，讨论了模型中传播参数，时间参数以及漏洞主机数等相关参数对于网络蠕虫传播的影响，并且与G-W模型进行了数据对比，说明了本模型的优势。

基于粒子群优化的直觉模糊核聚类算法研究

余晓东,雷英杰,岳韶华,王睿

2015, 36(5): 74-80. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015099

摘要 ( 445 )

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针对现有基于核方法的直觉模糊聚类算法对初始值敏感、收敛速度慢等缺陷，利用粒子群优化算法全局搜索能力强、收敛速度快的优势，对直觉模糊核聚类算法的初始聚类中心进行优化，并提出了一种基于粒子群优化的直觉模糊核聚类算法。该算法在提升聚类性能的同时，有效增强了算法的收敛速度。在实验阶段，采用4组标准数据集对该算法进行了分类实验及有效性测试，并将其与模糊c均值聚类算法及直觉模糊c均值聚类算法的分类效果及运行时间进行对比，实验结果充分表明了该算法的有效性及优越性。

基于分级统计最大平均功率的WBAN符号同步算法

迟宇,陈岚,吕超

2015, 36(5): 81-88. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015085

摘要 ( 403 )

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基于最大平均功率的符号同步算法，适合无线体域网对同步算法的快速定时、对载频偏移不敏感特性的要求。基于 IEEE 802.15.6标准，通过分级统计平均功率的方法降低算法运算复杂度，实现了体域网链路的低复杂度高效率符号同步。理论推导及仿真结果表明，该算法可在32个符号内完成符号同步，算法复杂度较常规的最大平均功率算法最多可降低近90%。其快速同步及不受载波相位偏移影响的特性也为载频同步及帧同步提供了更多的优化空间。

基于LMP检验的正弦波频率估计可靠性评估

胡国兵,徐立中,鲍安平,吴珊珊,高燕

2015, 36(5): 89-97. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015097

摘要 ( 324 )

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针对正弦波信号频率估计结果的可靠性评估问题，提出了一种基于局部最大势 (LMP,locally most pow-erful)检验的处理方法。先建立正弦波频率估计可靠性分析的假设检验模型，然后根据某一次特定频率估计值构造参考信号，并将其与观测信号做相关累加。通过分析不同假设下相关累加值概率分布的参数差异，利用 LMP 构造统计量，并给出了相应的判决门限，以实现可靠性判决。推导了 LMP 统计量的概率分布特性及其理论检测性能。仿真结果表明，本算法可在较低信噪比条件下实现对单次正弦波频率估计结果的可靠性判决。

基于信任度和虚假度的证据组合方法

宋亚飞,王晓丹,雷蕾,薛爱军

2015, 36(5): 98-103. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015104

摘要 ( 370 )

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D-S证据理论在信息融合领域有着广泛的应用，但使用Dempster组合规则对高冲突证据进行合成时可能会得到反直观的结果，在应用中也存在“一票否决”的问题，为解决这些问题，提出一种改进的基于证据信任度和虚假度的证据加权组合方法。首先在证据相关系数的基础上定义了证据信任度，再结合证据虚假度的概念来确定各原始证据的权重，依此权重系数对各证据进行加权平均后利用Dempster组合规则对加权平均证据进行组合。数值算例表明，该组合方法可实现冲突证据的有效融合，与其他方法相比该方法具有更好的收敛性。

对一个格基身份签名方案的分析和改进

杨春丽,闫建华,郑世慧,王励成,杨榆

2015, 36(5): 104-111. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015136

摘要 ( 281 )

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首先分析了Liu等人2013年给出的一个格基身份签名（IBS）方案在安全性证明中存在的问题，进而说明方案的证明达不到作者所宣称的选择身份和自适应选择消息攻击下的强不可伪造性。其次，使用Boyen10签名技术（PKC 2010）对此方案中签名算法进行改进，并在标准模型下证明了改进方案在选择身份和自适应选择消息攻击下具有强不可伪造性的安全性质。另外，对比分析了改进的方案和其他IBS方案的效率和安全性。

基于平均相关和差分相干累积的微弱GPS C/A码信号精密捕获算法

李新山,郭伟

2015, 36(5): 112-119. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015092

摘要 ( 376 )

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针对弱信号条件下GPS C/A码捕获问题，提出一种基于平均相关和差分相干累积的码捕获算法。首先，引入相干能量最大值与第二大值的比值作为判决变量，仿真了各种捕获算法的虚警概率得到最佳的判决门限；然后，通过设置的判决门限获得不同多普勒频率偏差及信噪比条件下的检测概率；最后，比较了所提差分相干累积算法、相干非相干累积算法以及非相干累积算法的捕获灵敏度。仿真实验表明，在相同接收数据长度的情况下，采用差分相干累积算法比其他2种算法提高捕获灵敏度约2 dB。

CCN中基于替换率的缓存空间动态借调机制

葛国栋,郭云飞,兰巨龙,刘彩霞

2015, 36(5): 120-129. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015115

摘要 ( 369 )

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针对内容中心网络(CCN,content centric networking)节点存储资源的有效利用和优化配给问题，在同质化缓存分配的基础上，提出了一种基于替换率的缓存空间动态借调机制。该机制从节点存储空间使用状态的动态差异性出发，首先对于缓存资源借调的合理性给予证明，进而，依据节点对于存储资源的需求程度，动态地执行缓存借调，将相对空闲的存储资源分配给需求程度更大的节点支配，换取过载节点缓存性能的提升。该机制减小了内容请求跳数，提高了缓存命中率，以少量额外的代价换取了内容请求开销的显著下降，提升了存储资源整体利用率，仿真结果验证了其有效性。

基于CS的机载分簇型WSN数据采集方法

周伟,景博,黄以锋,焦晓璇,胡家兴,梁威

2015, 36(5): 130-139. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015197

摘要 ( 331 )

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提出一种适用机载分簇型WSN的数据采集方案。该方案一方面采用随机压缩采样的方式，有效地减少了硬件资源受限的簇成员节点的采样数据量，降低了簇成员节点对硬件资源的要求；另一方面，提出一种基于复合混沌—遗传算法的MP重构方法，将混沌理论良好的局部寻优特性与遗传算法强大的全局搜索能力相结合，有效提高了簇头或Sink中信号重构的性能。实验结果表明，该方案在有效减少簇成员节点采样数据量，且采样频率降为原采样频率1/8的基础上，仍能保证10^-7数量级的重构精度，为实用型WSN的实现提供了有效借鉴。

平坦慢衰落信道下基于HOS的PSK调制盲信道估计

李啸天,雷菁,刘伟,李艳斌,张润生

2015, 36(5): 140-147. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015110

摘要 ( 414 )

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提出一种基于符号高阶统计量（HOS,high-order statistics）的MPSK调制信道衰落系数盲估计算法。针对平坦慢衰落信道模型，首先分析了MPSK调制符号高阶统计量特征，证明了MPSK调制符号的M次方符号的值是唯一的，而当1≤M′＜M时，调制符号的M＇次方符号在复平面上是对称分布的；之后利用此特征推导出MPSK调制阶数、初始相位和衰落系数估计算法。仿真实验表明，信噪比高于12 dB条件下，HOS算法估计性能与目前平坦慢衰落信道盲估计的主流方法Lloyd-Max算法相同，而算法复杂度为Lloyd-Max算法的1/50，并且在接收样本符号较少的条件下HOS算法的均方误差曲线收敛于最小二乘估计理论下界。

基于博弈论的门限签名体制分析与构造

王洁,蔡永泉,田有亮

2015, 36(5): 148-155. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015189

摘要 ( 332 )

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为了使门限签名体制更具有普适性，引入了“理性参与人”的概念，将所有参与者视为理性的个体，任何阶段以最大化自身利益为目标。基于博弈论对密钥生成和签名合成阶段各参与者的策略和效用进行了分析，证明了在传统门限签名方案中理性参与者没有动机参与签名，导致无法完成对消息的签名，并提出了理性密钥分发和理性签名合成的解决机制。经分析该方法能更好地满足实际需求。

基于元能力的SDN功能组合机制

段通,兰巨龙,程国振,胡宇翔

2015, 36(5): 156-166. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015178

摘要 ( 490 )

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软件定义网络（SDN,software-defined network）促进了控制逻辑的快速创新，使控制逻辑模块化和模块组合机制成为 SDN 的热点研究方向之一。为了在功能模块统一定义和规范划分的基础上实现网络功能组合，首先，从可重构网络引入“元能力”作为 SDN 控制功能模块划分的原子要素，提出一种基于元能力建模的统一资源描述方法；其次，针对网络功能灵活组合问题，提出了一种基于二级映射的元能力组合模型并给出其启发式算法；最后，为实现元能力组合，设计了作为SDN应用层扩展结构的元能力编排层，并给出基于NetFPGA-10G平台的原型实现。仿真实验与结果表明所提功能组合机制提高了组合效率及节点资源利用率。

T函数Walsh谱值与差分转移概率快速算法

刘燕,胡斌,徐立平

2015, 36(5): 167-173. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015112

摘要 ( 338 )

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根据T函数自身输入与输出结构特点，结合T函数窄度相关定义，研究了T函数线性性质和差分性质。通过构造马尔可夫链和概率转移矩阵，给出了其Walsh谱值与差分转移概率计算的多项式时间快速算法，时间复杂度为O(n)，并将该算法应用于对TSC系列T函数的研究，得到任意输入输出线性组合的Walsh谱值表达式。

基于多维有限自动机的DFA改进算法

宫阳阳,刘勤让,杨镇西,邵翔宇,邢池强,焦慧娟,彭志彬

2015, 36(5): 174-186. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015101

摘要 ( 463 )

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多个正则表达式规则编译成一个DFA(deter minister finite automata)时，会产生状态爆炸、存储急剧增加的现象。针对最严重的状态爆炸问题，从信息论的角度给出了解释，并提出多维数学模型，将冗余状态分为0维状态和1维状态，通过前者按照维度压缩，后者动态构建的方法将空间复杂度降到理论下界，并在此基础上提出多维有限自动机(MFA,multi-dimensional finite automata)。实验表明，MFA构造时间比XFA略少，比DFA、STT冗余压缩算法和Hybrid-FA降低了2～3个数量级；存储空间比XFA略高，比DFA、STT冗余压缩算法、mDFA、Hybrid-FA降低了1～2个数量级；匹配时间比DFA、Hybrid-FA略多，但是比XFA略少，比STT冗余压缩算法和mDFA降低了1～2个数量级。

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