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纳米与生物技术的快速发展为身体域的分子通信研究提供了强有力的基础.笔者总结了细菌分子通信领域的最新研究进展,介绍了细菌接合传输和细菌分泌传输2种机制以及相关的实验和仿真结果.基于细菌分子通信,讨论了身体域纳米网络相关的中继组网技术,阐述了纳米生物技术的发展趋势和所面临的挑战.
基于按需距离矢量路由协议,结合编队通信系统的特点,对黑洞问题进行了分析,进而提出按需距离矢量路由的安全机制方案.结合具体的路由协议,不仅着眼于算法的特点,还充分考虑应用的特征,而且方案简单易于实现.仿真结果表明,该方案能保证网络的分组投递率,带来额外的控制开销也是在系统可以承受的范围之内.
方向关系研究多针对简单空间对象,限制了空间关系建模的理论与应用研究.为此,基于定性方法,针对不确定区域间的方向关系表示模型,采用宽边界统一表示区域的不确定边界,利用基本主方向关系的组合描述不确定区域间的方向关系;在此基础上,定义不确定区域间的方向关系约束与约束满足问题,利用路径相容方法提出了一种不确定区域间方向关系的相容性检测算法,并分析了算法的推理复杂性,从而提出不确定区域间的方向关系推理模型.
为了实现带内模式下控制链路的快速升级,提出了基于目的节点对所需升级的配置进行划分的计算机制,通过对上行链路和下行链路的分析提出了将上下行链路基于统一的升级处理机制分别进行升级的方法.实验结果表明,提出的算法能在相对更短的时间内得到配置升级时各节点的优先级分布,并以更少的升级步骤完成升级,但是需要占用额外的流表空间.
数据稀疏性制约着协同过滤的推荐性能,为此,首先根据用户评分数量定义了用户的影响因子,在计算用户之间的相似性时,增加了影响因子衡量用户关系;其次,根据用户评分质量定义了有影响力用户群体.在此基础上,结合用户的评分数量和评分质量,使选择的有影响力近邻最大程度上作用于推荐过程.实验结果表明,所提方法能显著提高推荐性能.
针对互联网中业务流量的动态变化,提出了基于预置多拓扑的节能算法.首先根据历史的业务流量数据将每天划分为多个时间片,然后在划分好的各个时间片内利用邻域搜索作节能子拓扑设计.通过优化链路权重向量使流量集中在部分链路上,同时休眠没有流量经过的链路,以实现互联网节能的目标.
针对多信道占空比感知无线传感网,证明了最低延迟广播问题是NP难问题,提出了两种新的概念:候选活跃冲突图和可行活跃冲突图,并在两种新概念的基础上提出了一种低延迟的广播算法——高效广播算法,理论分析证明该算法具有较小的近似比.仿真实验结果表明,与现有算法相比,高效广播算法能够有效降低广播延迟.
针对自主可识别性机制,基于最短K-路径算法,提出一种可生存系统认知性的评估机制.首先,建立了可生存系统认知性评估的框架结构,给出了认知状态转移矩阵和认知评估指标;然后,对可生存系统的认知生存能力进行量化建模;最后,对某网络安全态势感知系统,针对DoS攻击行为,进行了认知性能的仿真验证,结果表明,所提方法如实反映了系统在不同攻击参数下认知性的动态演化,分析了系统中存在的生存威胁,验证了所提方法的可行性.
提出了一种结合啁啾信号时间同步(CCS-Sync)算法,以提高水下传感器网络时间同步性能.在物理层,使用一种结合啁啾信号的序文结构来估计多普勒规模因子.更进一步,提出一个新的由2个阶段组成的信息交换机制.在粗同步阶段,信标节点通过广播去同步普通节点.在此基础上,同步机制通过2次线性回归来估计时钟相位和频率频移.通过这种算法,可以利用移动节点的多普勒效应来减少同步误差,而且仿真实验证明了CCS-Sync算法的良好性能.
提出了基于动态环结构的移动目标信息收集方法.首先通过选择骨干节点在网络内构建动态环结构;然后建立骨干节点和普通节点之间的依赖关系,并形成骨干路径,实现目标位置信息在网络内部处理、传输并最终发送给sink;最后通过模拟实验验证了该方法的有效性和优越性.
针对遥感图像地形背景复杂的问题,提出分块鲁棒主成分分析的撞击坑候选区域自动提取方法.基于图像分块,采用交替方向乘子算法进行结构稀疏的低秩分解,低秩成分表示冗余相似的背景,稀疏成分代表包含潜在撞击坑的显著区域.针对显著的区域图采用数学形态运算分割获取候选的撞击坑图像,并通过对候选图像进行稀疏表示的分类,识别出真实撞击坑.基于火星和月球图像的实验结果表明,该方法能有效去除复杂地形和光照的干扰,检测率达到91.7%.
针对现有的虚假数据过滤策略难以防范合法数据包被恶意节点选择性丢弃的问题,提出了防范数据包选择性丢弃的途中过滤策略.策略中每个节点保存其1跳和2跳邻居节点的身份标识及单向链密钥,转发的数据包中附加的是L个节点的最新单向链密钥,而不是像传统途中过滤策略那样附加消息认证码.通过通信节点之间的共同邻居节点监听,采用逐步认证的方式递交数据包.实验结果表明,该策略不仅可高效过滤虚假数据,而且可防范途中恶意节点选择性丢弃合法数据包.
提出一种并行组合脉冲的多带脉冲超宽带通信系统,利用r-组合数据映射算法实现发送脉冲和子带的灵活选择.构建系统模型,并对系统的比特误码性能进行仿真分析.结果表明,大信噪比条件下并行组合脉冲的多带脉冲超宽带系统的比特误码性能优于常规多带脉冲超宽带系统,并可实现不同的数据传输速率.
为解决Turbo-OVCDM译码复杂度随码率指数增长的问题,提出了一种新的、通用的Turbo-OVCDM编译码方案.该方案包括1)在发送端由2个或多个Turbo-OVCDM低速率码的码字通过直接的叠加编码生成高速率码的码字;2)在接收端通过串行干扰抵消进行译码.与传统的由单个编码矩阵直接构造重叠码分复用方法相比,新方案的译码复杂度大大降低.性能仿真证实了新方案的可行性.
在绿色光网络中,业务传输时隙分配策略和路由选择算法很大程度上决定了光网络的传输能耗大小.针对业务持续时间的传输能耗问题,提出了一种基于灵活时间带宽预留型业务带宽可变节能调度算法.通过构造业务的调度权值矩阵,计算不同备选传输路径在不同时隙内被各个业务选择的次数,并基于贪婪算法为业务选择最小能耗的传输时隙和路径;同时,为充分利用已建光路的可用带宽,还设计了一种带宽调整策略,能根据不同时隙内光路的可用带宽调整业务的传输带宽,最小化网络中光路的数目.仿真结果表明,提出的带宽可变节能调度算法可有效地降低网络的传输能耗和业务阻塞率,提升网络的性能.
在依赖分发者选取多项式系数、构造多项式并将多项式的函数值作为秘密份额的秘密共享方案中,半诚实的分发者可通过修改多项式系数泄漏关于秘密的信息,破坏秘密共享方案的安全性.为了解决半诚实分发者造成的秘密泄漏问题,提出了一种抗泄漏的可验证多秘密共享方案.该方案采用所有参与者共同构造多项式系数的方式,成功解决了半诚实分发者可能泄漏秘密信息的问题.与其他方案相比,新方案实现了抗半诚实分发者泄漏.同时,实验结果也表明,新方案在计算方面具有较好的性能.
提出了一种低压输入能量获取DC/DC转换器,可在输入电压低至25 mV的情况下工作.为适应不同的应用系统需要,该电源管理系统提供4种不同的电源输出,为各种应用提供最佳电压设计,以适应低功耗设计要求;在输入电压不存在的情况下储能电容可对系统进行供电,延长了系统寿命并拓展了应用.在0.18 μm CMOS工艺下,300 μA负载电流下效率达到64%.该设计为无线检测和数据采集应用提供了完整电源管理解决方案.
针对手眼标定过程要求机器人运动次数过多的缺点,提出了一种改进的单特征点手眼自标定方法.引入手眼关系矩阵的解耦运算,分别标定手眼旋转矩阵和平移向量.运算过程无需计算特征点位置,操作过程仅需机器人末端有5次以上平移运动和2次以上旋转运动.实验与误差分析结果表明,所提方法满足工业机器人手眼视觉测量的需求.
设计并实现了一种面向能耗均衡的传感网单移动sink数据收集方法.利用传感网完全覆盖模型确定了sink在网内各遍历点的具体坐标,并在此基础上,构建了其定长移动数据收集轨迹.实验结果表明,该方法的能耗均衡性优于虚拟节点策略、基于效用的贪婪启发式交会点找寻等典型的移动sink数据收集方法.
针对数据中心的计算节点建立精密的能耗模型来预测能耗状况很有必要.为了解决线性模型准确性不足的问题,提出了一种基于分段式CPU利用率的能耗模型,并且加入了内存和硬盘因素.在实验中发现了其他部件的耗能与CPU的内在联系,给出了潜在影响公式.随后,在单机环境和并行环境下验证了模型的准确性.
给出樊爱宛等无证书签名方案的一个伪造攻击,攻击显示第Ⅰ类强攻击者能成功伪造任意用户对任意消息的有效签名.分析发现原方案不安全的原因在于,签名阶段选取的随机数没有与消息M关联起来,通过将签名阶段选取的随机数与消息M相关的Hash函数值进行绑定的方式给出了改进方案,其中安全性最优的方案在签名阶段只需1个点乘,在验证阶段需要4个点乘,可抵抗第Ⅰ类超级攻击者、第Ⅱ类超级攻击者的攻击;其余方案在签名阶段只需1个点乘,在验证阶段需要3个点乘,可抵抗第Ⅰ类强攻击者、第Ⅱ类超级攻击者的攻击,针对现实世界的攻击者是安全的.改进方案在椭圆曲线离散对数困难性假设下是可证明安全的.
提出了一种广义半迭代硬阈值追踪重建算法,综合了广义硬阈值追踪重建算法和半迭代思想的优点,修正了目标函数寻求最优解的搜索方向,获得了多项式的加速收敛,且不需要已知信号稀疏度.数值仿真结果表明,该算法在重构概率、峰值信噪比、信噪比、匹配度等方面的性能明显提高,且在"鬼"成像中的应用性能明显优于广义硬阈值追踪算法.
将改进后各向异性扩散相干斑抑制算法(SRADPRO)用于合成孔径雷达(SAR)图像相干斑抑制,并和脉冲发放皮层模型(SCM)结合,提出一种自适应SAR图像分割算法.该算法首先计算SAR图像均匀采样区的标准差,并以此评价SAR图像中相干斑的影响程度,进而自适应地决定是否采用SRADPRO进行降斑处理,然后再利用SCM进行图像分割.由于SCM的自动波扩散机理,使得该算法在获得分割后的SAR目标的同时,也得到了目标边缘检测结果.与多种常规算法的比较结果证明了SAR图像分割算法的有效性.