通信学报

混合编码方式的图像聚类算法

赵春晖,李雪源,崔颖

2017, 38(2): 1-9. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017022

摘要 ( 379 )

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基于群体智能优化算法的图像聚类分析，大多数都采用单一的编码方式，使搜索空间过于局限，算法很容易陷入局部最优，为了解决这个问题，提出一种混合编码方式的图像聚类分析算法（HEICA）。该算法构建一种基于图像聚类的混合编码模型，在扩大搜索空间范围的同时，与改进的雨林算法（IRFA）和量子粒子群算法（QPSO）相结合，提高全局搜索能力。在仿真实验中，采用4组数据集对算法进行聚类有效性测试，并将其与4种常用的聚类算法进行对比，实验结果表明该算法具有较强的全局搜索能力，稳定性高、聚类效果好。

基于纳什议价解的地外驻留平台网络可靠性与效用代价分析

程子敬,赵俊楠,崔玉文,石乐义

2017, 38(2): 10-15. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017023

摘要 ( 342 )

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针对地外驻留平台网络中设备昂贵、对链路可靠性要求极高等特点，将影响网络性能的可靠性和效用代价这2个基本要素视作多目标优化问题进行分析，建立了网络可靠性与效用代价模型，形式化描述了2个优化目标之间的联系。在此基础上，运用合作博弈中的纳什议价模型对可靠性与效用代价进行公平性折中，并通过Matlab结合 CVX 计算得到可靠性与效用代价同时最优的纳什议价解集。进一步动态调整威胁值并重复博弈，即可得到同时保证可靠性与效用代价的公平性的帕累托最优目标值。最后，通过对一个典型地外驻留平台网络拓扑链路进行纳什议价求解，阐述了在网络业务量与链路容量值已知时，如何对链路数和链路容量进行设置以降低效用代价。这对于地外驻留平台网络的优化部署有重要意义。

基于多项式同构的代理重签名方案

李慧贤,邵璐,庞辽军

2017, 38(2): 16-24. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017024

摘要 ( 389 )

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由于目前的代理重签名方案几乎都是基于大数分解、离散对数和椭圆曲线等问题设计的，无法抵抗量子攻击，提出了一个新的代理重签名方案。该方案通过借助多项式同构和秘密仿射变换技术，能够高效地完成代理重签名功能并且可以抵抗量子攻击。通过分析表明，该方案不但满足正确性与一致性，并且在随机预言机模型下具有不可伪造性。与现有的代理重签名方案相比，该方案不仅继承了多变量公钥密码体制的高效性与抗量子攻击性，还具有复用性、透明性和秘密代理性等特点。

社交网络中基于模块度最大化的标签传播算法的研究

陈晶,万云

2017, 38(2): 25-33. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017025

摘要 ( 579 )

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提出了一种利用模块度最大化与社区结构属性相结合的社区发现方法。首先，针对基于模块度最大化的标签传播算法中存在的时间复杂度高的问题，引入传播距离参数，依据“先传播，后合并”的原则，降低了社区合并导致整个网络需要更新带来的较高时间复杂度；其次，结合社区结构的概念提出了基于模块度最大化的标签传播算法（CDMM-LPA）；最后，基于网络数据集，验证并分析了 CDMM-LPA 算法的可行性。实验结果表明，CDMM-LPA算法在降低了时间复杂度的同时，获得了较高的模块度值和更加稳定的强社区结构。

可变类空间约束高斯混合模型遥感图像分割

赵泉华,石雪,王玉,李玉

2017, 38(2): 34-43. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017026

摘要 ( 508 )

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针对传统高斯混合模型（GMM,Gaussian mixture model）难以自动获取类属数和对噪声敏感问题，提出了一种基于可变类空间约束GMM的遥感图像分割方法。首先在构建的GMM中，将像素类属性建模为马尔可夫随机场（MRF,Markov random field），并在此基础上定义其先验概率；结合邻域像素类属性的后验概率和先验概率，定义噪声平滑因子，以提高算法的抗噪性；在参数求解过程中，分别采用可逆跳变马尔可夫链蒙特卡罗（RJMCMC,reversible jump Markov chain Monte Carlo）方法和最大似然（ML,maximum likelihood）方法估计类属数和模型参数；最后以最小化噪声平滑因子为准则获取最终分割结果。为了验证提出的分割方法，分别对模拟图像和全色遥感图像进行了可变类分割实验。实验结果表明提出方法的可行性和有效性。

P2P网络中基于模糊理论的任务访问控制模型

刘浩,张连明,陈志刚

2017, 38(2): 44-52. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017027

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P2P网络的开放性自组织等特性给系统带来一系列的安全风险，然而传统的访问控制模型并不能适用于P2P网络这样的分布式管理系统。针对该问题，给出一种基于模糊理论的任务访问控制模型，并对该模型进行形式化描述与分析。通过层次分析法和模糊评价模型，计算每次交互任务的风险值。该模型通过对任务访问控制模型进行扩展，依据交互任务的风险值对访问权限进行动态管理。分析与实验结果表明该模型能够抑制非合作节点的交互成功率，增大整个对等网络系统的交互成功率，提高了对等网络系统的安全性。

基于多核心标签传播的复杂网络重叠社区识别方法

邓琨,李文平,余法红,张健沛

2017, 38(2): 53-66. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017028

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针对传统基于标签传播的重叠社区识别方法存在较强的随机性，以及需要预设相关阈值来辅助完成社区识别等缺陷，提出基于多核心标签传播的重叠社区识别方法(OMKLP)。在分析节点度以及节点与邻居节点的局部覆盖密度后提出核心节点评价模型，并在此基础上给出局部核心节点识别方法；基于局部核心节点，提出新的面向重叠社区的异步标签传播策略，该策略能够快速地识别出社区内部节点与边界节点，以获得重叠社区结构；提出重叠节点分析方法，进一步提高识别重叠节点准确度。OMKLP 算法无需掌握任何先验知识，仅在掌握网络基本信息(点、边)基础上，便能够准确识别出重叠社区结构，从而有效解决了传统标签传播算法所存在的缺陷。在基准网络和真实网络上进行测试，并与多个经典算法进行对比分析，实验结果验证了所提算法的有效性和可行性。

基于检测前跟踪的声源跟踪算法

戴江安,邱天爽

2017, 38(2): 67-73. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017029

摘要 ( 357 )

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针对低信噪比、强混响环境中声源跟踪误差较大的问题，提出一种基于检测前跟踪的声源跟踪算法。该算法将一种改进的可控响应功率函数作为定位函数，通过计算粒子所在矩形区域的可控响应功率值，改进的可控响应功率函数可以得到更加顽健的声源位置估计；同时，将检测前跟踪技术应用于跟踪算法中，可以免于重复计算处于同一区域的量测值，从而在保证跟踪精度的前提下大幅减少跟踪算法的运算量。经仿真实验验证，改进算法在低信噪比、强混响的环境中能够得到比传统跟踪算法更精确的跟踪结果。

最小距离为4的最优五元循环码

田叶,张玉清,胡予濮

2017, 38(2): 74-80. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017030

摘要 ( 357 )

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循环码是线性分组码中最重要的一个子类，由于其具有代数结构清晰、编译码简单且易于实现，被广泛地应用于通信系统和储存设备中。目前，大部分已有的研究工作最多只能实现三元最优循环码，对五元循环码的研究工作较少。对一类五元最优循环码C _(1,e,t)进行研究。首先，给出一种有效且快速判断五元循环码C _(1,e,t)是否最优的方法；其次，基于提出的方法得到当e=5_k+1及e=5^m?2时，循环码C _(1,e,t)为最优循环码；最后，基于有限域 $F_{5^{m}}$ 中的完全非线性函数，构造一类具有参数[5^m?1,5^m?2m?2,4]的五元最优循环码。

多中继去噪重传物理层网络编码自适应分集策略

高锐锋,吉晓东,包志华,张士兵,徐晨

2017, 38(2): 81-93. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017031

摘要 ( 357 )

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研究了频率非选择性瑞利衰落信道中的物理层网络编码系统容量问题。理论推导了基于解噪重传协议的系统容量，根据容量解析式给出了系统和容量最大化的2个条件表达式，提出了一种最大化系统和容量的自适应分集策略。在瑞利衰落信道环境下，通过理论分析给出所有中继链路特性均属于同一情况下的中断概率闭合解析式，同时也理论推导了一般放大重传和直接传输系统中断概率解析式。在此基础上，完成了数值仿真实验，结果表明所提策略的中断性能与非自适应系统、一般放大重传和直接传输系统相比有较大优势。

基于离散粒子群优化的多目标服务路径构建算法

马丁,庄雷,兰巨龙

2017, 38(2): 94-105. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017032

摘要 ( 382 )

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针对当前关于服务路径构建问题的研究主要围绕单一优化目标，构建时延最小、开销最低或负载均衡的服务路径，忽略了服务路径的综合质量，提出了一种基于离散粒子群优化的多目标服务路径构建算法(MOPSO)。为了提高收敛速度，优化算法的性能，进一步研究了候选节点和路径的评价标准，提出一种粒子位置初始化和更新策略(PIFC)。仿真实验表明，与已有算法相比，所提出的算法有效地优化了服务路径的质量，提高了服务路径的构建成功率和长期平均收益。

基于选择性测量的压缩感知去噪重构算法

裴立业,江桦,麻曰亮

2017, 38(2): 106-114. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017033

摘要 ( 414 )

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针对压缩感知中噪声折叠现象严重影响稀疏信号重构性能的问题，提出一种基于选择性测量的压缩感知去噪重构算法。首先从理论上解释了压缩感知中噪声折叠现象；然后提出一种基于测量数据的特征统计量，推导分析其概率密度函数，并基于此构造一种噪声滤波矩阵，用于优化测量矩阵，实现智能地选择信号分量、过滤噪声分量，提高测量数据信噪比；最后，通过增加测量数据获取次数可进一步提升算法重构性能。仿真实验表明，基于选择性测量的压缩感知去噪重构算法明显改善了低信噪比条件下信号的重构性能。

PriQoS：基于SDN的区分优先权流控机制

孙志,陈鸣

2017, 38(2): 115-124. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017034

摘要 ( 417 )

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尽力而为的IP网络难以满足日益提高的服务质量需求，亟需研发一种兼容现有IP软硬件资源的QoS控制机制。为此，提出了一种基于软件定义网络的区分服务优先权的流控机制PriQoS。当网络资源紧缺时，使用基于业务流综合优先权的多队列带宽分配算法来满足高优先权流的带宽需求；PriQoS部署在网络边缘，无需修改端系统应用程序和核心网路由器，具有易于部署、与IP应用和设备兼容的优点。实验结果表明PriQoS机制能够优先保证高优先权业务的服务质量。

空时互质采样下栅格失配目标的频率和DOA联合估计

吕望晗,王华力,牟善祥,刘峰

2017, 38(2): 125-131. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017035

摘要 ( 412 )

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针对空时互质采样下频率和波达方向（DOA,direction-of-arrival）稀疏联合估计中存在的二维栅格失配问题，提出一种栅格失配目标下的频率和 DOA 联合估计方法。首先对入射信号做空时互质采样，建立虚拟满阵下的二维稀疏恢复模型，然后在以上模型中引入频率栅格失配误差项和角度栅格失配误差项进行二维修正，并给出一种改进的贪婪算法，通过对谱泄露变量联合求解来得到二维栅格失配误差项，最终将栅格失配目标校正到精确位置上。该方法不仅可以提高空频域上的自由度（DOF,degrees of freedom），而且在降低运算量的同时改善了频率和DOA联合估计的精度。仿真结果验证了方法的正确性。

基于流行内容感知和跟踪的协同缓存策略

张果,胡宇翔,黄万伟,汪斌强,曹路佳

2017, 38(2): 132-142. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017042

摘要 ( 422 )

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针对内容中心网络（CCN,content centric networking）中沿路径缓存策略存在的问题，设计了一种最大介数节点和边缘节点协同的缓存策略。根据网络拓扑特性，在最大介数节点感知流行内容，边缘节点协同跟踪；依据内容流行度和缓存空间，指定内容在传输路径的存储位置。仿真实验表明，与经典算法相比，该策略有效提高了缓存命中率，同时降低了平均路由跳数比，改善了缓存系统的效率。

工业控制系统入侵检测研究综述

赖英旭,刘增辉,蔡晓田,杨凯翔

2017, 38(2): 143-156. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017036

摘要 ( 1050 )

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工业控制系统是国家关键基础设施的重要组成部分，一旦遭受网络攻击，会造成财产损失、人员伤亡等严重后果。为向工控安全领域的研究人员提供理论支持，对工控系统攻击的特点和检测难点进行了分析，报告了工业系统中入侵检测技术的研究现状，并对不同检测技术的性能和特点进行了比较，最后生成了一份工业入侵检测研究综述。

LTE-A上行终端直通中面向能效的资源分配方案

朱正仓,赵季红,唐睿,曲桦,王璐瑶,曹照鑫

2017, 38(2): 157-164. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017037

摘要 ( 385 )

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针对LTE-A上行蜂窝链路与终端直通链路间的同频干扰问题，提出一种联合资源分配方案来最大化D2D链路总能效。上述问题可分解为功率控制和信道分配2个子问题。其中，功率控制子问题可借助Dinkelbach法和拉格朗日对偶得到最优解；信道分配子问题等价于集装箱问题，属于NP难问题，因此，提出一种启发式算法，实现算法性能与复杂度之间的折中。仿真结果表明所提联合资源分配方案优于单一资源优化方案，此外，其具有多项式复杂度且其性能接近理论最优解。

联合时移和空间划分方法抑制大规模MIMO导频污染

宋新雷,杨霖,杜嘉良

2017, 38(2): 165-172. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017038

摘要 ( 1123 )

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在大规模MIMO（multiple input multiple output）系统的信道估计过程中，不可避免地需要在不同小区中复用同样的导频序列，由此而产生导频污染问题，且当基站天线趋向于无穷多时，它成为了系统性能提升的瓶颈。为了抑制导频污染，提出一种联合时移和小区空间划分的导频序列分配（TS-CSPA,time shifted-cell sectorization pilot assignment）方法，该方法通过从时域和空间域2个角度降低导频复用程度来抑制导频污染。推导了系统使用该方案时的等效信干比和用户可达速率。仿真结果表明所提出的方法能有效地抑制大规模MIMO系统的导频污染，相比于其他几种抑制方法能够在系统性能上获得一定程度的提升。

PCMA系统中干扰信号的频偏与时延联合估计

魏雪娟,杨勇,郭一鸣,张冬玲

2017, 38(2): 173-182. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017040

摘要 ( 529 )

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针对合作接收的高阶调制成对载波多址（PCMA,paired carrier multiple access）信号，提出一种频偏与时延联合估计的算法。算法利用本地存储的序列样本作为辅助数据，与混合信号求相关得到目标函数，采用二维搜索的方法估计频偏和时延。通过设置联合估计的门限值，大大降低算法的计算量。推导干扰信号频偏与时延估计的修正的克拉美罗界（MCRB,modified Cramer-Rao bound），为算法性能评价提供理论依据。仿真结果表明，8PSK调制方式下频偏估计算法与已有算法性能相当，但复杂度降低了 $\frac{2}{3}$ 。

协作干扰下的无线安全增强

张丽娟,刘志宏,张洪波,曾勇,马建峰

2017, 38(2): 183-195. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017047

摘要 ( 315 )

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安全通信图（iS-Graph）的安全性能通过增加可控干扰以降低窃听者的信号与干扰比(SIR)来实现。研究无线网络中机密信息的传输，网络中合法节点在协作干扰节点的帮助下实现安全通信，在此基础上提出一种干扰协助的安全通信图，即jS-Graph。同时，研究了jS-Graph的安全属性，提出使用多个独立的干扰节点来干扰窃听者。为应对窃听者靠近发送者或接收者的难题，使用一种协作干扰策略来干扰源节点或目标节点附近的窃听者。结果表明，如果采用协作干扰，无线通信的机密性得以增强。

加权结构组稀疏表示的图像压缩感知重构

李佳,高志荣,熊承义,周城

2017, 38(2): 196-202. doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017041

摘要 ( 418 )

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利用图像的非局部相似性先验以提升图像恢复质量已得到广泛关注。为了更有效地提升压缩感知（CS）图像的重构质量，提出了一种基于加权结构组稀疏表示（WSGSR）的图像压缩感知重构方法。采用非局部相似图像块结构组加权稀疏表示的 $l_{1}$ 范数作为规则化项约束优化重构，实现在更好地恢复图像高频细节信息的同时有效减少对图像低频成分的损失，图像重构质量得到明显改善。推导出一种加权软阈值收缩方法，实现对模型的优化求解，对幅值较大的重要系数采用较小的阈值收缩处理，对幅值较小的非重要系数采用相对较大的阈值收缩处理。实验结果比较验证了所提方法的有效性。

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