• 2020年 第43卷 第1期 刊出日期：2020-02-28 上一期 下一期

论文

• 大规模3D MIMO中基于信道相关的LOS/NLOS识别算法
• 李君瑶, 常永宇, 曾天一
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 1-7. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-052
• 摘要 ( 704 )     PDF ( 321 ) HTML     　　
• 为了提高易受视距（LOS）和非视距（NLOS）传输影响无线应用的性能，对大规模三维多输入多输出（3D MIMO）系统中的LOS/NLOS识别进行了研究，针对实际场景，采用实际信道而非通常假设的理想准确信道，提出了一种改进的时-空-频信道相关识别算法TSFCI-1.识别过程包括3个阶段：根据LOS/NLOS用户不同的时-空-频特性定义测量；针对大规模3D MIMO中信道空间相关性不平稳的特点，对评价指标在空间间隔上求期望；使用时域信道信息进行建模和识别.在此基础上，考虑到天线双极化的影响，改进评价指标，并提出算法TSFCI-2.仿真结果表明，TSFCI-1和TSFCI-2的算法性能均优于对比算法6%以上，错误率分别低至1.92%和1.72%.此外，讨论了信噪比和时域径数对表现最好的TSFCI-2性能的影响.
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• 基于链路预测的手机节能方法
• 徐九韵, 孙忠顺, 张如如
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 8-13,27. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-061
• 摘要 ( 413 )     PDF ( 337 ) HTML     　　
• 移动云计算为部署大量移动服务提供了技术支持，但用户在不稳定的通信条件下访问云资源往往需要大量的能耗，制约了移动云计算的广泛应用.对此，提出了基于用户交互行为最大化的链路预测方法.首先在数据预测模型的基础上利用基于互动关系改进的交互度方法对已知用户访问的数据进行预测；再结合基于用户行为的社交网络Friendlink方法对预测数据进行数据分析筛选，利用数据预存储机制来预存上述预测数据.实验结果表明，在保证不涉及用户隐私信息，并提高用户下次访问命中率的情况下，达到了预期的手机节能目的.
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• 兼顾路段和交叉口的路网脆弱性识别机制
• 李永成, 刘树美, 于尧, 李爽
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 14-20. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-088
• 摘要 ( 399 )     PDF ( 260 ) HTML     　　
• 准确评估路网脆弱性是道路规划的基础.为兼顾路段和交叉口拥堵的影响，引入瓶颈线路的概念，旨在识别因道路容量较小而难以抵御突发事件的通行线路.在此基础上，提出了基于谱分析的路网脆弱性分析方法，利用图谱分区中的最小分割理论定位瓶颈线路.为解决瓶颈线路拥堵所致的大面积切断式分割问题，采取了基于连通贡献量的路网完善措施，在新建和扩建等方面对路网保护措施提出改进建议.仿真结果表明，与其他方案相比，所提出的脆弱性识别机制对路网中的瓶颈线路定位更准确，且可避免产生路网切断式分割现象.
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• 基于信道模糊关联识别的NLOS测距误差补偿算法
• 李晓辉, 杜洋帆, 石潇竹, 杨胥
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 21-27. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-084
• 摘要 ( 465 )     PDF ( 336 ) HTML     　　
• 针对NLOS测距存在误差的问题，提出一种基于信道模糊关联识别的NLOS测距误差补偿算法.根据先验信道特征参数分布信息构造信道特征参数模糊隶属矩阵，并利用灰色关联分析方法计算归一化权值矩阵，进而获得模糊综合评价矩阵来对信道环境进行识别.在此基础上，根据信道识别结果构建Huber代价函数，通过Huber线性回归方法对原始测距结果进行迭代重构，将重构结果作为Kalman滤波的测量值进行滤波.仿真结果表明，所提算法可以有效提高NLOS环境下的测距精度，在信噪比大于-2 dB时可以达到厘米级测距精度.
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• 基于强化学习的微电网能源调度策略及优化
• 刘金华, 柯钟鸣, 周文辉
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 28-34. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-040
• 摘要 ( 1144 )     PDF ( 506 ) HTML     　　
• 针对微电网中能源调度的经济效益、充电效率优化、系统负荷波动以及碳排放问题，提出将强化学习运用到微电网调度中，通过建立一个完整的微电网模型，使强化学习在不断迭代过程中得到最优策略，同时达到经济效益趋向最大化、充电功率相对稳定、系统负荷波动减少、碳排放量达到最小化这4个联合优化目标.仿真结果表明，采用的控制策略既能很好地实现经济效益最大化收敛、碳排放量最小化收敛，同时又能使得充电功率相对稳定，微电网的负荷也能减少，极大地提高了系统的稳定性.
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• 高斯白噪声信道下SC-LDPC码的结构设计
• 张亚坤, 张娅妹, 周林, 贺玉成
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 35-39. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-087
• 摘要 ( 502 )     PDF ( 284 ) HTML     　　
• 为了优化空间耦合低密度奇偶校验（SC-LDPC）码在加性高斯白噪声信道下的性能，改变了其边缘扩展规则，将规则SC-LDPC码原模图上变量节点的边连接到与其相对应的前一个位置的校验节点上，提出了一种新型的空间耦合结构.对其基矩阵、码率、度分布及译码复杂度进行分析，结果表明，与传统的SC-LDPC码相比，链长相同时，新结构的码率有所提高，校验节点的度分布变大.最后通过BP译码验证了提出的空间耦合新结构译码性能的优越性.
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• 基于BP神经网络的CSI无源目标分类方法
• 蒋芳, 张南飞, 胡艳军, 王翊
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 40-45. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-035
• 摘要 ( 448 )     PDF ( 343 ) HTML     　　
• 针对无源目标分类系统中精度和费用之间不平衡、采用手工提取特征的方法进行特征提取工作量较大的问题，提出了一种基于误差逆传播（BP）神经网络的信道状态信息（CSI）无源目标分类方法.通过提取WiFi信号的CSI作基信号，并结合具有自主学习数据特征能力的神经网络方法，设计了BP神经网络的训练模型，减少了手工提取特征带来的开销.实验结果表明，以身高分类为例，所提方法能够区分4个不同身高段，且平均分类准确度可以达到90%以上.
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• 嵌入式固件脆弱哈希函数自动识别与破解方法
• 张国栋, 应欢, 杨寿国, 石志强, 李霁远
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 46-53. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-085
• 摘要 ( 436 )     PDF ( 320 ) HTML     　　
• 针对现有固件脆弱哈希函数识别误报率高、定位不准确、破解难度大等问题，提出一种嵌入式固件脆弱哈希函数自动识别与破解方法，基于机器学习模型和结构化匹配的脆弱哈希函数识别与定位技术以及基于VEX中间表达式（VEX IR）符号执行的Z3约束求解器（Z3 SMT）的求解方法，构建了从固件二进制文件的脆弱哈希函数的识别与定位到破解的完整自动化分析流程.实验结果表明，所提方法对多种架构和不同编译优化选项下编译的二进制文件的脆弱哈希函数的识别与定位的准确率高达98%，对类似于BKDR哈希函数（BKDRHash）结构的脆弱哈希函数能够准确定位，并快速破解出多个碰撞值.
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• 基于马尔可夫链的人工蜂群算法
• 郭佳, 马朝斌, 苗萌萌, 张绍博
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 54-60. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-063
• 摘要 ( 448 )     PDF ( 269 ) HTML     　　
• 分析了人工蜂群算法及部分国内外学者提出的改进算法，针对局部搜索能力差和容易陷入局部最优解的缺点，根据马尔可夫链预测已知解空间的发展趋势，提出了一种基于马尔可夫链的改进人工蜂群算法（MABC），通过伪代码给出了算法的运行过程，从收敛性能和算法复杂度2个方面分析了人工蜂群算法、一种典型的改进算法和MABC算法的性能.最后以10个典型函数为测试用例，从结果精度、收敛速度、分割参数和运行时间4个方面进行验证，实验结果表明，MABC算法在求解精度和收敛速度上高于ABC算法，但运行时间略长，验证了理论分析的结果.
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• 全双工系统中基于神经网络的自干扰消除方案
• 雷维嘉, 李环
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 61-67. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-067
• 摘要 ( 405 )     PDF ( 330 ) HTML     　　
• 针对合法接收端采用全双工模式时的自干扰消除问题，提出了一种在单输入多输出系统中，利用神经网络实现全双工合法接收端信号合并和自干扰消除的方案.合法接收端在接收信号的同时发送人工噪声干扰窃听者.设计2个神经网络，一个用于接收信号的合并，另一个对接收信号中的自干扰进行对消.对合法接收端和窃听端的误比特率、可达保密速率等性能进行仿真的结果表明，信号合并和自干扰消除方案可行并有效，在适当配置接收端发射天线和接收天线数量后，可获得可观的系统保密速率.
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• 基于归一化特征判别的日志模板挖掘算法
• 双锴, 李怡雯, 吕志恒, 韩静, 刘建伟
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 68-73. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-033
• 摘要 ( 599 )     PDF ( 332 ) HTML     　　
• 针对传统日志模板挖掘时需要日志聚类数目作为先验信息的问题，提出了一种基于归一化特征判别的日志模板挖掘算法.首先，对日志数据进行压缩，以提高后续处理效率；其次，进行日志聚类过程，使用归一化的日志统计特征判断聚类是否满足要求，若满足，则聚类成功；若不满足，则采用二分搜索的方式调整日志聚类的数目，重新进行聚类；最后，从聚类结果中提取日志模板，设计了一种衡量模板挖掘效果的评价指标.在真实数据集上的实验结果表明，算法的模板挖掘匹配度优于基准方法，并且具有良好的泛化性能.
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• 基于狄利克雷分布的可信路由转发机制
• 杜聪, 张喆, 李温静, 郭少勇, 孟洛明
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 74-79. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-089
• 摘要 ( 362 )     PDF ( 194 ) HTML     　　
• 机会移动社群网络易受到不良节点干扰而导致正常通信中断，现有研究方法普遍存在忽略不良行为差异性，为此，提出了基于狄利克雷分布的可信路由转发机制.利用消息传递过程判断节点的可信度，提出应对干扰的路由转发机制.实验结果表明，在受到不良节点干扰的条件下，该机制能够准确评估节点，同时在保持低传输成本的情况下，传输成功率比传统方法提高了5%~10%.
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• 基于本地内容流行度预测的主动缓存策略
• 任佳智, 田辉, 聂高峰
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 80-91. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-054
• 摘要 ( 649 )     PDF ( 401 ) HTML     　　
• 已有边缘缓存技术研究假设已知固定的全局流行度，忽略了反映基站接收到的内容请求历史中的流行度地域差异特性和动态特性，为此，提出了一种基于本地内容流行度预测的内容部署策略.首先，考虑流行度的地域特性，将内容请求历史记录相似的小基站分簇；然后，使用线性回归方法预测每个小基站簇群的本地内容流行度，基于预测的本地内容流行度，利用随机几何和凸优化理论求得次优内容部署决策；最后，基于真实数据集的实验验证了所提算法性能以及相应的缓存系统性能.仿真结果表明，所提算法优于对比算法的缓存命中率性能.
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• 纠缠微波信号的量子仿真模型
• 李响, 吴德伟, 朱浩男, 苗强, 魏天丽
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 92-96. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-065
• 摘要 ( 435 )     PDF ( 751 ) HTML     　　
• 根据实际中的纠缠微波信号生成电路设计元器件参数，以提高产生纠缠微波信号的纠缠度，提出了纠缠微波信号的量子仿真模型.根据电磁场的量子化，将电场强度用可观测的物理量——正交分量来表示，把纠缠微波信号的表达式代入电场强度的表达式中，得到电场强度与输入角频率、压缩参量以及噪声涨落之间的关系.以正态分布的随机数作为噪声涨落的输入，对比分析了在不同压缩参量下电场强度正交分量随时间变化的关系以及在相同压缩参量下输入分别为真空态和压缩态时的情况.结果表明，该纠缠微波信号仿真模型所表示的电场强度能够反映出正交分量之间的正反关联特性，且关联度与压缩参量成正比，输入压缩度越高，关联度越高，与实验结论相吻合.
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研究报告

• 一种面向软件定义网络的大流检测机制
• 邢长友, 李东阳, 谢升旭, 张国敏, 魏伟
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 97-103. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-076
• 摘要 ( 554 )     PDF ( 449 ) HTML     　　
• 为解决大流检测过程中普遍存在的精度低、耗费高等问题，提出了一种面向软件定义网络的大流检测机制SampleFlow.通过综合sFlow和OpenFlow技术优势，使用粗粒度的采样技术识别出疑似大流，在OpenFlow交换机上安装测量流表项，对这些疑似大流进行细粒度测量判别，以达到准确检测大流的目标，通过采样点优化选择算法，还可降低采样的冗余性.实验结果表明，SampleFlow能够有效降低测量负载，并提升大流检测的精度.
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• 一种车载网隐私保护方案的分析与改进
• 李涛, 张静, 杨皓
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 104-110. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-017
• 摘要 ( 436 )     PDF ( 312 ) HTML     　　
• 从安全性角度对一种车载网隐私保护方案进行了研究，指出该方案存在无法抵抗共谋攻击的问题，对该方案进行改进，提出了新的车载网隐私保护方案，解决了车载网的隐私保护、匿名性、共谋攻击、重放攻击等多种安全问题.与现有的车载网隐私保护方案相比，新方案提高了安全性.
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• PDMA的可见光通信系统
• 申晓欢, 林邦姜, 汤璇, 许俊翔
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 111-115. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-018
• 摘要 ( 477 )     PDF ( 316 ) HTML     　　
• 提出了一种基于新型非正交多址接入技术——图样分割多址接入（PDMA）技术的可见光通信系统.PDMA技术可同时优化多用户可见光通信系统的发送端和接收端，实现非正交传输.在发送端，在相同的时域和频域资源内，为实现资源复用，需要将多个用户信号的功率域、空域、编码域进行单个或多个联合编码.接收端进行多用户检测时，采用消息传递算法优化可见光通信系统的整体性能.相比于正交频分复用多址接入技术，PDMA技术在支持用户数量方面能够提供150%的过载增益.对可见光通信系统进行了理论分析、模拟仿真和实验验证，实验结果表明，在有限的LED带宽约束下，当误码率达到10^-3时，传输距离可达120 cm.
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• 非平稳噪声下稀疏表示的DOA估计算法
• 韦娟, 曹凯军, 宁方立
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 116-121. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-049
• 摘要 ( 420 )     PDF ( 332 ) HTML     　　
• 为提高非平稳噪声下远场非相干窄带信号波达方向（DOA）的估计精度，提出了一种基于稀疏重构的DOA估计算法.采用类协方差差分算法构造差分矩阵，抑制非平稳噪声的影响；基于类旋转不变子空间参数估计算法基本原理构造稀疏表示模型与权函数；利用加权l₁范数对模型求解，实现DOA估计.仿真结果表明，与传统的协方差差分算法、噪声协方差矩阵估计算法、秩迹最小化算法以及稀疏重构算法相比，所提算法不仅能较好地抑制非平稳噪声的影响，而且在低信噪比、低快拍数情况下具有较强的稳健性和较高的估计精度.
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• 社交网络用户身份关联及其分析
• 孙波, 张伟, 司成祥
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 122-128. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-020
• 摘要 ( 832 )     PDF ( 524 ) HTML     　　
• 同一用户在不同社交平台注册账号，使得用户数据分散于多个平台，且这些数据不全面、不可靠、利用率低.通过分析这些跨平台的数据，发现不同账户对应同一用户的真实身份，使跨平台用户身份关联，以构建详细的用户画像、推荐系统、跨社交网络的链接预测等.从国内外身份关联技术的研究现状出发，介绍了用户身份关联及分析框架，整理了身份数据采集标准和社交网络数据集；分析了近几年用户身份关联技术，并归纳了身份关联评价指标，阐述了基于身份关联的社交网络数据挖掘及分析框架；最后对身份关联中的研究难点及热点进行了讨论和展望.
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• 基于卷积神经网络的彩色铅笔画算法
• 王小玉, 胡鑫豪, 韩昌林
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 129-134. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-030
• 摘要 ( 428 )     PDF ( 312 ) HTML     　　
• 为了解决传统彩色铅笔画算法生成结果单一的问题，提出了一种基于卷积神经网络（CNN）生成彩色铅笔画的算法.采用分数阶微分获取原始图像轮廓信息，用卷积神经网络获取艺术家手绘铅笔画风格，利用直方图匹配获取与手绘铅笔画相似的色调，并使用L-BFGS优化算法来合成具有铅笔画效果的图像.该算法能够生成具有不同风格的彩色铅笔画图像.实验结果表明，该算法生成的图像保留了更多原始图像的细节信息，风格更加灵活多样.
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• 基于相似轨迹替代查询的位置隐私保护方案研究
• 宋成, 张亚东, 彭维平, 王磊, 刘志中
• 北京邮电大学学报. 2020, 43(1): 135-142. DOI:10.13190/j.jbupt.2019-031
• 摘要 ( 420 )     PDF ( 365 ) HTML     　　
• 针对基于位置服务中移动终端用户位置隐私泄露问题，提出了一个基于相似轨迹替代查询的位置隐私保护方案.该方案在基于位置服务请求的用户及候选者身份匿名化的基础上，采用相似轨迹函数挑选出一定时间间隔内和用户轨迹相似度最高的候选者；然后由该时刻所挑选出的候选者替代用户发起位置服务请求，从而实现用户身份、查询和轨迹的隐私性保护.通过安全性分析，该方案满足匿名性、不可伪造性、以及抵抗连续查询服务追踪攻击等安全特性.仿真实验结果表明，本方案有效提高了最优候选者轨迹相似度以及最优候选者挑选效率.
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