通信学报

带自适应精英扰动及惯性权重的反向粒子群优化算法

董文永,康岚兰,刘宇航,李康顺

2016, 37(12): 1-10. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016224

摘要 ( 455 )

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针对反向粒子群优化算法存在的易陷入局部最优、计算开销大等问题，提出了一种带自适应精英粒子变异及非线性惯性权重的反向粒子群优化算法（OPSO-AEM＆NIW），来克服该算法的不足。OPSO-AEM＆NIW算法在一般性反向学习方法的基础上，利用粒子适应度比重等信息，引入了非线性的自适应惯性权重（NIW）调整各个粒子的活跃程度，继而加速算法的收敛过程。为避免粒子陷入局部最优解而导致搜索停滞现象的发生，提出了自适应精英变异策略（AEM）来增大搜索范围，结合精英粒子的反向搜索能力，达到跳出局部最优解的目的。上述2种机制的结合，可以有效克服反向粒子群算法的探索与开发的矛盾。实验结果表明，与主流反向粒子群优化算法相比，OPSO-AEM＆NIW算法无论是在计算精度还是计算开销上均具有较强的竞争能力。

DUCA双环多天线MIMO系统性能分析与研究

邵根富,姚颖莉,周杰,菊池久和

2016, 37(12): 11-20. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016226

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针对非频率选择性瑞利衰落信道，在三维（3D,three-dimensional）空间域信道模型中分析和研究紧凑型双环阵列（DUCA,double uniform circular array）多天线MIMO系统。采用互耦效应的等效电路模型，首次导出DUCA天线阵元间的信号衰落相关性的通用表达式，阐明互耦效应的影响机理。分析结果与传统MIMO线性阵列（ULA,uniform linear array）和单环阵列（UCA,uniform circular array）相比较，阵元空间配置及其互耦效应将对信号衰落相关性起到决定性作用。研究结果对未来massive MIMO多天线的设计和性能优化具有很好的指导意义。

基于软件定义无线网络的云业务上行调度方案

潘甦,肖榜,陈宇青,刘胜美

2016, 37(12): 21-31. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016232

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针对无线云计算的业务特点，基于软件定义无线网络(SDWN, software-defined wireless network)，提出了一种新的能适配云业务特点的LTE上行调度方案，该方案首先将资源分配问题归纳成二进制整数规划问题进行求解，然后利用动态规划计算出每个调度时隙内云业务的最佳发送速率，最后通过SDWN框架下的QoS控制方法动态调节云业务的发送速率，使云业务的发送速率与当前信道条件成正比，从而在保障多业务速率需求的同时，满足云业务能量消耗最小的需求，通过仿真验证算法的性能。

车载自组网中基于车辆密度的多跳广播协议

黄家玮,钟少华,刘联海,王建新

2016, 37(12): 32-41. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016233

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在车载自组网中，介质访问控制协议（MAC）的转发效率直接影响了数据消息的多跳广播传输性能。现有方法通常在每跳覆盖范围内选择最远节点来承担转发任务，通过降低转发次数实现快速多跳广播覆盖。然而，通过仿真实验和模型分析，当车辆密度变大时，现有方法导致信道竞争的接入延时剧增。因此，提出了一种基于IEEE 802.11p协议的多跳广播协议VDF，根据车辆密度自适应地选择转发节点。事故预警和在线游戏2种典型应用仿真实验结果表明VDF降低了全网广播消息的覆盖延时，同时取得了信道冲突程度和多跳覆盖速度的合理折中。

基于分数低阶类相关熵的双基地MIMO雷达目标参数联合估计新算法

李丽,邱天爽,贺明妍

2016, 37(12): 42-49. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016236

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针对Alpha稳定分布噪声环境下参数估计性能退化的问题，受类相关熵概念的启发，提出分数低阶类相关熵（FCAS）的概念，并采用分数低阶类相关熵准则对平行因子分析(PARAFAC)算法中基于三线性最小二乘（TALS）迭代准则的目标函数进行了修正，推导出适用于冲激噪声环境的韧性平行因子分析（FCAS-PARAFAC）算法，并将该方法应用于双基地MIMO雷达系统中目标参数估计中。FCAS-PARAFAC算法能够抑制脉冲噪声的影响，具有较好的估计性能，并且能够实现自动配对，仿真实验验证了算法的有效性。

基于层次分析的微博短文本特征计算方法

邹学强,包秀国,黄晓军,马宏远,袁庆升

2016, 37(12): 50-55. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016239

摘要 ( 344 )

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为了建立用户精准兴趣模型以有效发现具有相似兴趣的用户群，提出了一种针对微博的短文本特征计算方法用于聚类算法，提升聚类效果以更好地挖掘微博用户的相似兴趣集合。该方法融合了微博转发数、评论数、点赞数等多个关键指标来度量微博短文本特征的重要性。同时，引入层次分析技术，改进了传统的tf-idf特征计算方法，并利用经典文本聚类算法进行实验。实验结果表明，改进后的短文本特征计算方法与传统的tf-idf特征计算方法相比，在类内集中度和类间分散度上取得了更好的效果。

基于多选项二次联合背包的态势感知资源分配算法

孙岩炜,郭云川,张玲翠,方滨兴

2016, 37(12): 56-66. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016272

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为了有效应对潜在网络威胁，通过合理利用资源达到最大化提升当前环境安全态势的目的，研究了有限资源的最优分配方案。网络态势的整体性特点使针对某一指标的改善可能会间接影响其他指标，并且投入力度不同，影响程度也有所差异。针对上述特性，将问题抽象成多选项二次联合背包模型，通过二次背包特性表示态势评估指标项之间的相互影响，通过多选项背包特性来表示单个指标项的多种投入可能。最后对其做半定规划松弛，采用分支定界法对问题进行求解。实验证明了算法的准确性和高效性。

航空自组网负载均衡地理路由策略

郑博,张衡阳,王宝良,赵玮

2016, 37(12): 67-76. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016273

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针对贪婪周边无状态路由（GPSR,greedy perimeter stateless routing）协议在航空自组网中存在难以适应高动态网络环境、易导致网络拥塞等问题，提出一种基于TTE（time to enter the communication range of the destination）的多路径流量分配负载均衡地理路由（LBGR,load balancing geographic routing）协议。该协议将TTE作为路由决策依据，具体包括分组转发策略、多路径流量分配策略和局部最优化处理策略等3种机制。进一步采用排队论对多路径流量分配策略进行了建模分析，得出了平均队长、平均等待队长、平均等待时间等性能指标的数学表达式。最后利用OMNeT++仿真平台对LBGR协议的性能进行了仿真验证，结果表明相比GPSR等协议，LBGR协议在分组传输成功率和端到端时延方面有较大幅度的提升，能够有效适应高动态航空环境。

基于Cookie的网盘资源在线溯源方法

林海伦,李焱,王伟平,岳银亮,林政

2016, 37(12): 77-85. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016274

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网盘作为一种基于互联网的信息传播载体，其所分享的敏感资源已经在网络流量中占有越来越多的比例，因此，获取网盘资源的分享链接对于网络安全有着重要的意义。提出了一种高效可扩展的基于Cookie的网盘资源溯源方法—CookieTracing。该方法通过在海量的HTTP会话中建立Cookie与HTTP会话的索引表来实现网盘资源和下载网盘资源的跳转链的关联，同时通过累计散列算法加快溯源结果的验证。实验结果表明，所提方法具有较好的性能和可扩展性。

密码芯片的多算法随机作业流调度方法

李莉,史国振,耿魁,董秀则,王璇,李凤华

2016, 37(12): 86-94. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016275

摘要 ( 370 )

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针对安全领域中海量业务安全需求多样性导致的多种密码算法运算随机交叉的现象，提出了具有关联判断控制的基于业务标识的分层硬件调度方法(HHS-ACDID)。第一级调度完成业务在不同算法簇上的分配，通过优化检索逻辑，实现数据的快速分配；第二级调度通过增设关联控制模块和关联队列的方式，完成上下文相关作业分组调度顺序的处理。采用中间状态存储模块，以业务号为索引完成串行密码算法工作模式下中间状态的存储，并通过预处理模块完成对后序关联作业分组输入数据的处理。实验验证所提调度方法有效解决了高速数据流下多对多通信中多密码算法、多数据流的随机交叉加解密问题。

容忍恶意攻击的无线传感网络安全定位算法

徐琨,刘宏立,詹杰,马子骥

2016, 37(12): 95-102. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016276

摘要 ( 318 )

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针对无线传感网络中恶意攻击会篡改信标节点发射强度破坏节点准确定位的问题，提出了一种顽健的基于半定规划松弛的安全定位算法（RSRSL）。该算法将发射功率作为一个未知的变量，分别基于单目标传感网络和多目标传感网络，建立了相应的安全定位概率模型。通过将非线性非凸的定位问题转化为易于求解的半定规划问题，实现对网络中普通节点的安全定位，并分析了RSRSL算法的计算复杂度。通过仿真和实测实验对RSRSL算法进行验证，结果表明，在存在恶意攻击的环境中，RSRSL算法要明显优于已有的定位算法，具有较高的定位精度。

FilterFA：一种基于字符集规约的模式串匹配算法

张萍,何慧敏,张春燕,曹聪,刘燕兵,谭建龙

2016, 37(12): 103-114. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016277

摘要 ( 312 )

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多模式串匹配技术是入侵检测系统的核心技术之一，Aho-Corasick算法广泛应用于其中。针对AC自动机内存开销巨大影响算法性能的问题，提出一种基于字符集规约的改进算法——FilterFA。利用字符集映射函数将原字符集压缩为多个像字符集，针对像字符集构造新的自动机FilterFA，将空间复杂度降至O(|P||Σ′|)。在随机数据集和真实数据集ClamAV上的测试结果表明，当像字符集大小为8，且保证误识别率小于2%时，FilterFA算法消耗的存储空间仅为AC算法的3%左右。

新型六陷波超宽带天线的设计

刘汉,尹成友,范启蒙

2016, 37(12): 115-123. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016278

摘要 ( 551 )

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设计了一种新型的六陷波超宽带天线。通过在辐射贴片上添加一个T形谐振枝节、一个弯枝节，开一个U形槽，馈线附近引入C形枝节、反C形枝节和在地板上开一对对称的L形槽，实现了六陷波特性，有效地抑制了窄带系统和超宽带系统之间的相互干扰。研究了所加入结构对天线陷波特性的影响，通过天线表面电流分布和等效电路解释了陷波的原理，最后将天线加工成实物。实测的驻波比、方向图和增益与仿真结果基本吻合，证明了设计方法的正确性。所设计的天线性能优良，六陷波特性大大提高了天线的应用范围。

位置隐私保护技术研究进展

万盛,李凤华,牛犇,孙哲,李晖

2016, 37(12): 124-141. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016279

摘要 ( 887 )

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日趋流行的基于位置服务(LBS, location-based service)在为人们日常生活带来便利的同时也严重威胁到用户隐私。位置隐私保护技术逐渐成为研究热点，并涌现出大批研究成果。首先介绍位置隐私保护背景知识，包括位置服务应用场景、位置服务体系框架、隐私保护目标和系统构架；接着讨论LBS中的攻击者模型和隐私保护度量指标；然后对4种基于泛化和模糊的LBS隐私保护技术进行深入分析和总结；最后给出了未来LBS隐私保护技术潜在的研究方向。

拉伸式3-D多涡卷混沌系统的设计及其在保密通信中的应用

马均澎,王丽丹,段书凯,吴洁宁

2016, 37(12): 142-155. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016280

摘要 ( 473 )

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基于典型的Chua式电路，提出了一种拉伸式多涡卷混沌系统。首先，通过系统的对称性、不变性、耗散性、系统平衡点和稳定性，分析了混沌的分维特性、时域波形、Lyapunov指数谱等基本的混沌动力学特性。其次，利用PSPICE实现了该系统的混沌电路。最后，结合Lyapunov稳定性原理，运用单向耦合法，探究了该混沌系统的同步性问题，并采用该方法有效地实现了特定信号的加密、解密。数值仿真与实验结果保持一致，进一步证实了该方法的可行性。

轨迹发布中基于时空关联性的假轨迹隐私保护方案

雷凯跃,李兴华,刘海,裴卓雄,马建峰,李晖

2016, 37(12): 156-164. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016281

摘要 ( 511 )

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从轨迹的整体方向、轨迹中相邻位置的时间可达及移动距离对单条轨迹中相邻位置间的时空关联性和轨迹间的相似性进行分析，提出了一种基于时空关联性的假轨迹隐私保护方案。安全性分析表明所提方案能有效混淆假轨迹与真实轨迹，避免攻击者识别出假轨迹。大量实验表明，所提方案在仅需较少计算时间的同时，能确保生成的假轨迹与真实轨迹具有相似性，从而有效保护轨迹发布中用户的轨迹隐私。

基于图像来源分类的最小化虚警隐写分析模型

杨培韬,张卫明,俞能海

2016, 37(12): 165-170. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016282

摘要 ( 328 )

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在实真场景中，在载体失配（CSM, cover source mismatch）条件下降低虚警率是隐写分析的一个巨大挑战，提出了一种新的模型来处理该问题。该方法由来源分类器首先判断图像的来源，继而利用相关来源图像训练而成的隐写分类器判断待测图像是否为载密。在这个过程中，通过对模型参数的调节减小虚警率。实验结果表明，这种方法可以在较大准确率的前提下最小化虚警率。

基于最大相关熵的通信辐射源个体识别方法

唐哲,雷迎科

2016, 37(12): 171-175. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016283

摘要 ( 351 )

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采用相关熵度量辐射源细微特征之间的相似性，提出一种基于最大相关熵的通信辐射源个体识别方法。首先提取矩形积分双谱特征来表征辐射源个体差异，并基于最大相关熵准则构造优化函数；其次利用半二次优化技术，将非线性的优化问题转化为加权线性最小二乘问题；最后利用有效集算法得到稀疏系数构造分类器，实现通信辐射源的个体识别。在实际采集的同厂家同型号的FM电台数据集上，验证了方法的可行性与有效性。

面向多跳无线网络的多干扰源定位算法

王棋萍,魏祥麟,范建华,王统祥,胡飞

2016, 37(12): 176-186. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016284

摘要 ( 402 )

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提出一种面向多跳无线网络的多干扰源定位算法，主要包括3个步骤：基于梯度下降法的分组投递率谷点推定、基于梯度上升法的接收干扰强度(RJSS, received jamming signal strength)峰点推定和聚类分析。首先，算法从多个初始节点出发，采用梯度下降法，沿着分组投递率梯度下降最快的方向逼近干扰源，直至到达分组投递率谷点；然后应用功率自适应动态调整技术，采用梯度上升法，沿着接收干扰强度上升最快的方向继续逼近干扰源，直至接收干扰强度峰点（也称为RJSS停止节点）；最后通过对无法与RJSS停止节点通信的邻居节点进行聚类分析，确定干扰源的数量和位置。模拟实验表明，与现有算法相比，所提算法可以有效降低多干扰源定位过程的定位误差；并且，当干扰源间距符合限定条件时，算法定位结果更优。

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