通信学报

联合多分组接收和模糊逻辑控制功率策略

韩江洪,胡松华,刘斌,陈振,刘磊

2015, 36(2): 11-19. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015029

摘要 ( 236 )

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针对无线网络节约能耗的要求，提出了一种联合多分组接收和模糊逻辑控制功率策略，采用串行干扰消除法，根据无线节点的传输功率等级，将功率等级划分为多分组接收能够正常解码的功率等级，并以任一无线节点到邻接节点的距离、邻接节点的个数和无线节点的剩余能耗为模糊逻辑控制的输入参数来控制各无线节点的功率选择。仿真结果表明，与现有的几种经典的基于功率控制的串行干扰消除算法方案相比，联合多分组接收和模糊逻辑控制功率策略的无线网络具有更大的有效吞吐量及更长的生存时间。

物理层的超高频RFID标签信号分离

吴海锋,曾玉

2015, 36(2): 20-28. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015030

摘要 ( 272 )

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提出一种分离冲突信号算法，先用动尺度变换将冲突信号变换至时—尺域并得到变换矩阵，然后由最小二乘和最小均方误差准则将冲突信号分离以检测标签信号。仿真结果表明，相比传统标签分离方法，所提方法仅采用单接收天线就可分离2个以上冲突标签信号，并在无捕获效应下也具有良好分离性能。

云环境下安全密文区间检索方案的新设计

王少辉,韩志杰,陈丹伟,王汝传

2015, 36(2): 29-37. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015028

摘要 ( 296 )

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针对目前密文区间检索多次断言存在信息泄露等问题，有单断言的密文区间检索方案(SRQSAE 方案)，并证明方案在唯密文攻击下的隐私安全性。对SRQSAE方案的安全性进行了分析，分析结果表明SRQSAE方案并不能隐藏搜索关键字的大小关系排序。通过在每次生成搜索索引或陷门消息时引入不同随机数的方法，提出了单断言的密文区间检索新方案。新方案对搜索关键字、区间的大小关系提供了很好的隐私保护；而且新方案在安全性提高的同时，并不以损失效率为代价。

信标节点漂移情况下的无线传感器网络节点定位机制

赵小敏,张海洋,金言,陈庆章

2015, 36(2): 38-47. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015032

摘要 ( 303 )

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针对信标节点漂移情况下的节点定位问题，提出了一种分布式的信标节点漂移检测方法，采用节点自评分和协商机制，自动寻找可能发生了漂移的信标节点，同时针对大量信标节点发生漂移后的定位覆盖率下降问题，构建普通节点的定位可信度模型，并在定位盲区内使用一些较为可靠的普通节点作为临时信标节点进行定位。仿真实验表明，该算法在误检测、定位误差方面性能优于传统算法，具有较低的通信开销、较高的实用性和灵活性。

高效的无证书广义指定验证者聚合签名方案

张玉磊,周冬瑞,李臣意,张永洁,王彩芬

2015, 36(2): 48-55. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015033

摘要 ( 257 )

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研究无证书广义指定验证者聚合签名的安全模型，基于双线性映射提出无证书广义指定验证者聚合签名方案。在随机预言模型和计算 Diffie-Hellman 困难问题假设下，证明方案不仅可以抵抗无证书广义指定验证者聚合签名的3类伪造攻击，而且满足指定验证性和不可传递性。方案的聚合签名长度和单用户签名长度相当，签名公共验证和指定验证需要的双线性对数固定。

两层传感器网络中安全分类协议研究

李睿,李晋国,陈浩

2015, 36(2): 56-67. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015034

摘要 ( 255 )

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提出了一种安全分类协议SSC，该协议在保护待分类数据和分类规则隐私的情况下使存储节点进行正确分类，并且 sink 节点可以对分类结果进行抽样认证，防止妥协存储节点伪造分类结果。提出了一种不经意比较（oblivious comparison）技术MHash,该技术首先将分类需要的大小比较转换成等值比较，并进一步采用模运算和散列技术实现隐私保护下的数据分类。提出了一种“十”字邻居技术,分别将传感器以及传感器采集的数据组织成链，并采用倒置布鲁姆过滤器技术同步传感器节点之间的数据，sink利用该技术可以抽样检查存储节点分类统计结果的正确性，分析和实验结果验证了所提方案的有效性。

基于局部近邻传播及用户特征的社区识别算法

郭昆,郭文忠,邱启荣,张歧山

2015, 36(2): 68-79. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015035

摘要 ( 282 )

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提出一种将局部近邻传播和考虑用户特征的相似性测度相结合实现社交网络中的社区识别的算法。一方面，通过放松代表点约束条件及限制消息传播范围为节点的局部近邻，算法在降低时间和空间复杂度的同时保持较小的识别精度损失，从而能够适应社交网络挖掘需要；另一方面，通过将节点的拓扑相似度和特征相似度相结合来描述节点的综合相似度，使算法能够适应社交网络采样数据中用户关联信息不完整的情况。通过在人工数据集和真实数据集上的对比实验表明，所提方法不仅具有近似线性的时间复杂度及线性的空间复杂度，而且在网络中的节点关联边信息不完整时仍保持较好的识别精度。

Tor匿名通信网络节点家族的测量与分析

王啸,方滨兴,刘培朋,郭莉,时金桥

2015, 36(2): 80-87. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015036

摘要 ( 554 )

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重点关注Tor匿名通信系统的家族（family）设计，从连续两年的Tor网络真实数据中提取了数千个Tor节点家族，揭示了Tor节点家族的规模、带宽、地理分布等规律，同时也研究了超级家族背后的运营者身份。基于测量结果的分析验证了Tor的家族设计在保障其匿名性方面所发挥的不可替代的重要作用。相应的安全性分析说明了恶意Tor节点家族对Tor网络可用性带来的挑战，也揭露了Tor网络中隐藏家族现象的普遍性及其对Tor网络匿名性所造成的威胁。

无线传感器网络中匿名的聚合节点选举协议

付帅,马建峰,李洪涛,姜奇

2015, 36(2): 88-97. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015037

摘要 ( 221 )

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提出一种分簇无线传感器网络中匿名的簇头选举协议。给出了匿名簇头选举的判定规则及成簇模式，并采用基于双线性对的匿名否决协议对选举结果进行验证以保证存在节点成功当选。设计了相应的匿名数据聚合方案，无需泄露节点身份信息即可完成聚合。分析及仿真结果表明，协议同时实现了簇头选举的匿名性、高效性及安全性，可有效抵抗窃听攻击、节点妥协攻击及合谋攻击等恶意行为。

基于可分组设计的部分重复码研究

朱兵,李挥,陈俊,侯韩旭,周泰

2015, 36(2): 98-105. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015038

摘要 ( 364 )

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针对最小带宽再生情形下的有效修复问题，提出了一种新型部分重复（FR,fractional repetition）码设计。该设计由外部最大距离可分（MDS,maximum distance separable）码和内部重复码组成，称为 GDDBFR（group divisible design based FR）码，可以达到随机访问模式下的系统存储容量，并且能够在很大范围内选择构造参数。理论分析指出，尽管 GDDBFR 码采用基于表格的修复方式，但通常具有大量的节点修复选择方案。此外，实验结果表明，与传统的RS（Reed-Solomon）码和再生码相比，GDDBFR码可以显著地减少失效修复时间。

面向资源节省的传感网动态目标自适应获取系统

肖克江,王睿,崔莉

2015, 36(2): 106-116. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015039

摘要 ( 211 )

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针对图像传感网动态目标监测问题，搭建了面向资源节省的动态目标自适应获取系统EasiRS。利用存储空间复用技术减少存储资源需求；提出图像完整性自适应实时检测方法，解决由于目标动态性导致的连续图像的实时处理问题；在图像完整性实时检测的基础上，对获取的信息进行选择性传输，以减少传输数据量和传输能耗。通过室内和室外环境对该方法进行实验，结果表明，该系统不仅可以有效保证系统的感知性能，而且降低了存储开销和传输能耗。

融合链接拓扑结构和用户兴趣的朋友推荐方法

尚燕敏,张鹏,曹亚男

2015, 36(2): 117-125. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015040

摘要 ( 291 )

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提出一种新的朋友推荐方法，该方法同时使用用户兴趣和朋友关系这2种因素来为目标用户推荐朋友，对PageRank算法进行改进，提出一种能同时融合上述2种因素的Topic_Friend_PageRank(TFPR)模型。首先，采用LDA(latent Dirichlet allocation)分析用户发布的消息内容，将用户表示为若干主题上的分布，从而建模用户的兴趣。接下来，使用加权的 PageRank 算法建模用户在整个链接拓扑中的重要程度和用户之间朋友关系的相似性。最后根据主题感知的PageRank思想，将用户兴趣融入前面提到的加权PageRank中，形成同时融合用户兴趣和朋友关系的TFPR模型。采用新浪微博数据验证所提模型的性能，实验证明该模型能同时得到较高的准确率和召回率。

基于信息物理融合系统的紧耦合网络控制方法

林进挚,吴英,吴功宜,徐敬东

2015, 36(2): 126-136. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015041

摘要 ( 325 )

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从信息物理融合系统(CPS,cyber physical system)的设计理念来看，要求系统中的通信计算部分和被控制物理对象进行紧密耦合操作。遵照这种紧耦合操作原则，针对无线网络控制系统(WNCS,wireless networked control system)，提出一种紧耦合自适应模糊控制方法。模拟实验数据显示这种设计方法能根据实时的 NCS 紧迫度和网络的拥塞度有效地调整被控系统的采样周期及网络信道占用优先级，从而优化利用了有限的网络资源，改善了整个网络控制系统的性能。

Femtocell网络中博弈式频率复用算法

周雄,冯穗力,丁跃华,张永忠

2015, 36(2): 137-143. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015042

摘要 ( 262 )

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提出了一种适用于Femtocell网络的博弈式频率复用算法。在Femtocell网络中，首先Femtocell基站通过感知其无线环境选择临时子频带，然后通过对分簇后的 Femtocell 网络执行簇内协调和簇间博弈两步算法，消除相邻Femtocell之间的频谱冲突，使Femtocell网络合理地复用频谱资源。在Femtocell随机部署的网络中，该方法解决了Femtocell网络中的频谱冲突问题。仿真表明，采用该算法后，Femtocell网络的频谱冲突得到有效改善，Femtocell系统平均信道容量明显提高。

基于轨迹位置形状相似性的隐私保护算法

王超,杨静,张健沛

2015, 36(2): 144-157. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015043

摘要 ( 357 )

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为了降低轨迹数据发布产生的隐私泄露风险，提出了多种轨迹匿名算法。然而，现有的轨迹匿名算法在计算轨迹相似性时忽略了轨迹的形状因素对轨迹相似性的影响，因此产生的匿名轨迹集合的可用性相对较低。针对这一问题，提出了一种新的轨迹相似性度量模型，在考虑轨迹的时间和空间要素的同时，加入了轨迹的形状因素，可以在多项式时间内计算定义在不同时间跨度上的轨迹的距离，能够更加准确、快速地度量轨迹之间的相似性；在此基础上，提出了一种基于轨迹位置形状相似性的隐私保护算法，最大限度地提高了聚类内部轨迹的相似性，并且使用真实的原始位置信息形成数据“面罩”，满足了轨迹k-匿名，在有效地保护轨迹数据的同时，提高了轨迹数据的可用性；最后，在合成轨迹数据集和真实轨迹数据集上的实验结果表明，本算法花费更少的时间代价，具有更高的数据可用性。

有限字符输入的空间调制物理层安全传输方法

崔波,刘璐,李翔宇,金梁

2015, 36(2): 158-167. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015044

摘要 ( 332 )

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针对有限字符输入系统的无线物理层安全传输问题，提出了一种空间调制安全传输方法。该方法以信息论为基础，利用多输入多输出（MIMO,multiple-input multiple-output）系统的接收天线索引承载信息，通过切换接收天线随机化窃听者的等效信道，保证物理层安全传输。首先分析了该空间调制传输系统中合法用户和窃听者的不同接收性能。然后计算出安全传输系统的保密互信息，指出获取正的保密互信息的2个充分条件。最后给出信道互信息的估计算法，并利用有限字符集的对称性进一步降低了计算复杂度。理论分析和数据仿真验证了该安全传输方法的可行性和有效性。

均匀线阵目标到达角估计的压缩感知方法研究

黄麟舒,察豪,叶慧娟,徐慨

2015, 36(2): 168-174. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015045

摘要 ( 350 )

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为了缓解表面波雷达在天线阵列小型化后角度分辨率低的问题，采用压缩感知理论，提出一种小型天线阵列表面波雷达目标到达角估计的方法。将到达角估计问题转化为稀疏信号表示的重建问题。建立了稀疏信号模型，分析了应用条件，将角度和速度空间离散化以构造字典，设计了基于实时海态信息的测量矩阵，设计匹配算法完成信号重构。仿真结果表明，若满足准确重建条件，即使在小型天线阵列的情况下，也能以计算资源为代价改善方位分辨率。

分布式多网关无线mesh网公平协作路由算法

乔宏,张大方,谢鲲,何施茗,张继

2015, 36(2): 175-185. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015046

摘要 ( 395 )

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现有的协作路由协议不能公平地分配无线网络资源，无法满足网络最小流的吞吐量需求。将多并发流的协作路由问题形式化成一个最大化网络整体效用的凸优化问题，并基于对偶分解和子梯度，提出一种分布式的多网关无线mesh网公平协作路由算法FCRMG。实验结果表明，与基于期望传输时间的非协作路由和基于竞争感知的协作路由相比，FCRMG算法在保证网络吞吐量的前提下，能显著提高最小业务流的吞吐量。

支持合并的自适应tile coding算法

施梦宇,刘全,傅启明

2015, 36(2): 186-192. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015047

摘要 ( 345 )

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针对自适应 tile coding 算法会产生多余划分的问题，提出一种支持合并的自适应 tile coding 算法——MATC。该算法能够消除传统自适应tile coding算法中产生的多余划分，进一步解决连续状态空间离散化的问题。将MATC算法应用于离散动作连续状态的Mountain Car问题上，实验结果表明，该算法在学习过程中能消除传统tile coding算法的误划分所产生的不良影响，更准确地自动调整划分的精度，并更快地收敛到最佳策略。

基于改进2-D GRS码的QC-LDPC码高效构造

赵明,张晓林

2015, 36(2): 193-199. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015048

摘要 ( 316 )

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利用GRS(generalized reed-solomon)码的生成多项式提出了基于改进的2-D GRS(two-dimensional GRS)码设计和构造QC-LDPC(quasi-cyclic low density parity-check)码的方法，使所构造的码具有较好的译码性能。同时在码的构造过程中，考虑到了准双对角线结构和合适的度分布。不同码率的LDPC码用于和新设计的QC-LDPC码进行测试和比较。实验结果表明，所提出的码构造方法可加快LDPC码校验矩阵的构造，同时基于所提出方法构造的QC-LDPC码可提高译码性能，并降低编码复杂度。

具有灵活子序列数目的零相关区周期互补序列集构造法

李玉博,许成谦,荆楠,李刚,刘凯,胡皓晨

2015, 36(2): 200-203. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015049

摘要 ( 241 )

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研究了零相关区周期互补序列集的构造方法。基于正交矩阵，构造了一类具有灵活子序列数目的零相关区周期互补序列集，序列集参数达到理论界限。在多载波码分多址通信系统中可以根据子载波的数目灵活设定序列集中子序列数目，因此构造的ZCZ周期互补序列集具有更大的应用价值。

基于ElGamal变体同态的安全两方计算协议设计

陈志伟,张卷美,李子臣

2015, 36(2): 204-211. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015050

摘要 ( 519 )

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本文分析了ElGamal的同态特性，针对协议设计需要，设计了ElGamal变体加密方案，使其满足加法同态和常数乘法同态。在半诚实模型下，基于这个变体提出了过私有点直线方程同态计算协议，并分析了协议的正确性、安全性、计算和通信复杂性，同时将该协议的应用范围扩展到安全两方线段求交协议等。与解决同类几何问题的协议相比，未采用基于不经意传输和百万富翁协议设计思路，而是基于同态加密体制提出了一种安全两方计算协议，提高了该类协议的执行效率，降低了通信负担。

基于网络选择的视频通信带宽博弈算法

魏淑芝,朱琦

2015, 36(2): 212-220. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015051

摘要 ( 266 )

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针对异构无线网络的视频通信提出一种基于网络选择的带宽博弈算法（BAG-NS）。该算法首先根据不同用户视频特性及当前网络状况，采用层次分析法和熵值法确定网络评价参数的权重，选择最佳网络；其次构建了基于收益和代价的用户效用函数，通过分布式迭代算法得到其纳什均衡解，并证明了纳什均衡的存在性和唯一性。仿真结果表明，该算法使不同特性的视频用户合理地分布在不同网络，能兼顾用户公平性和网络拥塞控制，增加网络资源利用率，减小用户视频失真，提高用户视频质量。

复合衰落信道下分布式MIMO系统中断概率及信道容量分析

彭文杰,李岳衡,薛团结,居美艳,黄平

2015, 36(2): 221-230. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015052

摘要 ( 417 )

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针对分布式MIMO系统中断概率和信道容量这2大性能指标，在复合衰落信道模型下，当上行链路采用最大比发送—选择合并，下行链路采用选择发送—最大比合并时，利用Lognormal分布对复杂Gamma-Lognormal分布的近似，推导得到当移动台位置给定时，系统中断概率和信道容量的闭合表达式，证明了系统性能指标与移动台分布之间存在密切的联系；随后依照实际通信环境，提出一种考虑存在小区热点的移动台非均匀分布模型，然后推导得到考虑该分布模型后的系统平均中断概率和平均信道容量闭合表达式；最后通过计算机仿真，证明了所提近似处理的精确性以及各项理论分析的合理性。

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