为了研究XOR消息认证码(XOR-MAC)的结构,从泛Hash函数和伪随机函数的视角,使用共享随机函数模型对其进行了分析.将XOR-MAC拆分为伪随机函数和泛Hash函数两部分,然后证明这两部分满足一定的性质,最后将其看成是一种将伪随机函数应用到泛Hash函数上的Carter-Wegman类型的消息认证码,并基于信息论给出了简洁的XOR-MAC安全性证明.借助这一思想可以非常容易地设计新的消息认证码.
针对自组织异构网络中的资源优化问题,考虑网络能量效率和网络连接稳定性,提出了一种资源配置方案.该方案分为3步,首先能感知周围环境获取信道资源,并将信道纳入可用信道频谱池;其次通过基于莫尔斯势能的用户选择机制,保证网络连接的稳定性,同时降低数据传输功率损耗;最后在前2步的基础上,以提高网络能量效率为目标为用户分配功率.选择过程中按照莫尔斯势能值对用户进行排序,优先选取具有较低势能值的用户提供服务,而功率配置过程由障碍法完成.结果表明,所提出的方案能节省数据传输功率损耗,保证网络连接的稳定性,并优化能量效率.
信道码本化损失是影响小区间协作多点传输(CoMP)技术效果最关键的因素,为了解决码本化有效性问题,提出了新的空间基信道码本化有效性分析法,并提出了一种新的优选空间基多维度码本化方法,推导出遗留干扰关键影响因素,基于这些推导提出了新的基站间协作干扰消除方法.仿真结果表明,相比传统方法,新方法实现了2次干扰控制,干扰消除效果好,并且无须更新码本,可以在反馈量和干扰消除效果之间灵活权衡,具备良好的扩展性.
为了合理规划建设经济可靠的电力通信网络,提出了一种基于免疫算法的电力通信网线路规划方法,综合考虑了网络的经济性、可靠性和业务分布因素.基于站点成环率构造出网络可靠性函数,结合业务分布情况设计了电力通信网线路规划的问题模型,并利用免疫算法进行求解.该方法采用多目标优化模型,能在一定程度上提高规划方案的灵活性和全面性.仿真结果表明,在面对不同站点成环率约束的情况下,该方法均能提供有效的线路规划方案.
针对分布式无线网络中用户关系拓扑结构的任意性和复杂性带来的维灾问题,提出了一种基于图型博弈的动态频谱接入算法.利用环境信息的非对称性把频谱接入问题抽象为图型博弈模型,并用模型中的图型拓扑表示现实环境中博弈的内在结构;以最小化个人后悔值代替最小化系统后悔值来求解纯策略纳什均衡点.与现有算法比较,该算法能有效降低运算复杂度,满足通信中实时性的要求.仿真结果表明,该算法能快速收敛到无冲突的纯策略纳什均衡,提高了系统容量和功率利用率,在资源匮乏时优势明显.
针对支持向量数据描述多分类中模糊数据域的误判问题,提出了一种改进的加权小波支持向量数据描述(WWSVDD)多分类方法,并应用于遥感图像病害松树识别.利用无人机搭载双光谱相机获取高分辨率遥感图像,提取地物特征,构建特征向量.用WWSVDD模型描述每类样本,根据待测样本在特征空间中的不同分布,分别采用最小相对距离法和隶属度函数法进行决策分类,从而实现病害松树的识别.实验结果表明,与传统的K近邻和支持向量数据描述多分类方法相比,所提方法在识别病害松树方面准确性更高.
位置信息是无线传感器网络(WSN)中的一种关键基础信息.在节点部署范围较大、节点密度较小的环境中,很多定位算法在定位精度或成本上不理想.为此,提出一种利用智能天线方向性的节点自定位算法.该算法包含两类节点:一是配备智能天线、全向天线和全球定位系统(GPS)的中心节点;二是配备高频率时钟,可支持基于到达时间(TOA)测距的网络节点.在定位过程中,中心节点发送有方向性的定位信号,网络节点借助定位信号判断自身相对于中心节点的角度,并结合TOA测距信息,确定自身位置.通过该方法,节点以较小的运算量得到较精确的定位结果,且网络中只有中心节点功能较强,因此系统总体成本低.分析和仿真结果表明,该方法能以较小的运算量和较低的成本提供较高的定位精度.
提出了基于最优用户选择的协作频谱感知方案,通过引入Gerschgorin圆盘理论建立用户选择机制,筛选出信道条件最优的若干个认知用户,由其对应的感知数据空间生成全局判决统计量以实现最优协作感知,并在此基础上提出迭代门限算法,进一步优化感知性能.理论分析和仿真结果表明,该方案无需知晓授权用户信号、信道、噪声功率等先验信息,对噪声功率不确定性具有较强的鲁棒性,且当接收机采样次数和参与协作的用户数都受限时,感知性能仍然很稳定,可作为协作频谱感知的现实可实现方案.
无碰撞区跳频序列集的汉明相关函数在相关区内为零,可以消除跳频多址扩频系统中跳频信号在无碰撞区的相互干扰.基于矩阵置换提出了一种最大汉明相关值可灵活设定的无碰撞区跳频序列集的一般构造方法,该方法构造得到的跳频序列集具有较低的最大汉明相关值和较长的无碰撞区长度.作为一般构造法的一个特例,介绍了移位构造法.
采用有效的多信道资源分配算法可以增强网络的稳定性,提高网络的通信效率.因此提出一种适用于大规模网络的资源分配算法,既可用于静态网络,也可用于动态网络.首先根据路由树的关系,依据提出的时隙复用规则,给出节点间的时隙分配.仿真与管载数据包算法比较,在不同的通信距离下,网络的吞吐率分别提高35.7%和18.4%.在动态网络中,恢复网络通信产生的通信量与节点个数的变化有关,与总通信量的比例要小于网络节点变化的比例.
通过采取增大内圈波束宽度和减小外圈波束宽度的方法,设计了一种新颖的高空平台站通信多层环形小区结构,该结构能缩小内外小区链路信噪比的差值,抑制波束间干扰.通过合理的波束分配、理论分析、示例、小区链路计算,验证了多层环形小区结构设计方案的正确性.该设计能降低天线设计和实现难度,降低成本,便于工程实现.
媒体数据的引入使得对无线多媒体传感器网络(WMSNs)的信息质量进行定性和定量评估更为复杂.针对WMSNs中多种类型数据的不同特点,联合网络质量评估和数据质量评估,构建无线多媒体传感器网络信息质量综合评估模型,并提出信息质量综合评估指标体系.首先,根据WMSNs业务特点定义综合评估指标体系的各项评估指标;其次,针对综合评估模型中的网络评估和数据评估,定义了网络域和数据域各评估参数的计算方法;最后,给出了综合评估体系中各项评估指标的综合评测方法.
针对传统的多径信道下零前缀正交频分复用(ZP-OFDM)系统符号盲同步方法的估计精度低的问题,提出一种ZP-OFDM系统的符号盲同步新方法.该方法基于ZP-OFDM符号中零前缀的功率出现规律性的分布特性,利用不等长双窗口能量检测的办法进行符号盲同步.仿真结果表明,在多径信道下,该符号盲同步方法不但具有良好的估计精度而且不受载波频率偏移的影响.
为了实现在系统总人数大于基站发送天线数条件下,对多小区系统中小区间和小区内用户干扰同时抑制的目的,提出一种基于迫零算法的分布式波束成形的用户选择算法.算法将整体用户分为可一同参与迫零算法和不可一同参与的两类,并利用信道之间的弦距去选择可一同参与迫零算法的用户,实现波束成形向量与未参与迫零的本地信道之间的准正交,同时分析和证明了该算法的有效性.仿真结果表明,新算法在不同发送天线数和总用户数条件下,其吞吐率性能均优于传统算法.
提出一种采用喷泉码和自适应调制的多中继传输方案,并给出相应的多中继选择算法.首先对结合喷泉码的几种调制方案的吞吐量进行分析,给出不同信噪比情况下的最佳调制方案,并分析衰落信道下自适应调制的性能;然后将喷泉码和自适应调制技术应用于多中继传输方案中,给出一种中继选择算法,并详细分析该方案的传输时间和能量消耗性能;最后对该传输方案进行仿真,并与其他传输方案的性能进行比较.仿真结果表明,该传输方案可明显改善系统的数据吞吐量,缩短系统的传输时间.
针对无线传感器网络无标度容错拓扑的级联失效问题,首先借助概率母函数法,推导出单一随机节点失效下无线传感器网络无标度容错拓扑的级联失效规模,进而在幂函数负载分布条件下,求解出触发无线传感器网络无标度容错拓扑级联失效的临界负载值.研究结果表明,在无线传感器网络无标度容错拓扑中,当网络负载参数超过其临界值时,一个随机故障节点将引起整个网络的级联失效.仿真结果验证了解析推导的正确性.
提出基于独占区域的无线传感器网络连通支配集算法.采用独占覆盖和延时等待规则,在每个节点维护的独占区域内限制支配节点数目,从而降低连通支配集的规模.根据节点剩余能量信息优化支配节点在整个网络拓扑中的分布,以提高能量使用效率和均衡网络负载.仿真结果表明,基于独占区域的无线传感器网络连通支配集能够显著降低连通支配集的规模,保证支配节点的分布均匀稀疏,同时延长整个网络的生命周期.
利用先进的长期演进系统中8天线预编码2级码本结构,提出了分步反馈长时预编码矩阵指示符和短时预编码矩阵指示符的码字选择算法.接收端根据信道容量近似解的最大值计算反馈长时预编码矩阵指示符,然后通过遍历方法确定短时预编码矩阵指示符的反馈值.该方法能提高反馈的有效性,降低计算复杂度.仿真结果表明,分步反馈预编码码字选择算法的性能比最优码字选择算法相差约0.2dB.
为了改善移动云计算中切换用户的服务质量,对基于移动代理的切换机制进行了研究,分析该机制下用户切换和接入控制问题,在切换业务占优的接入控制模型下,根据不同业务效益的差异建立效益函数,利用业务总效益最大原则提出了一种能保证切换用户可靠通信的接入控制算法.仿真结果表明,所提出的接入控制算法不仅能保证用户在切换时的通信可靠性,而且还能最大化系统的效益.
传统Web漏扫及防护技术不足以实时评估Web服务器本身所面临的威胁态势,为此,针对大型复杂环境下Web服务器的安全威胁态势,提出了一种基于Web日志的安全威胁分析方法和系统.该系统从海量日志中提取和分析安全威胁事件,基于威胁行为特征模型,分析出Web网站曾受到的各类威胁,并生成站点综合风险指数,有利于网站针对性加固和加强综合防御能力.
针对陆地移动卫星系统中体积大、柔性强的星载天线使陆地移动卫星信道传播参数不稳定的问题,提出由星载天线振颤引起天线指向不精确的陆地移动卫星信道模型.研究复时间序列的衰落统计特性及在振颤临界值范围内对一阶统计特性的影响.仿真结果表明,天线振颤对所建信道模型的一阶衰落统计特性影响不明显,而对二阶衰落统计特性影响较大;在临界值范围内,对一阶衰落统计特性的影响小到可以忽略;在精确同步时,对陆地移动卫星系统的误码率影响较小.
两层无线传感器网络中存储节点负责存储传感节点的数据和处理Sink节点的查询请求.然而,由于存储节点的重要性,使得存储节点成为攻击者攻击的目标,特别是存储节点被攻击者捕获后,攻击者能够获取隐秘的传感数据、伪造传感数据和丢弃部分查询结果等.因此,提出了一种安全的范围查询方案,保证了数据的机密性和真实性,并利用签名融合技术,极大地降低了通信量,且具有较高的完整性检测概率.在此基础上,提出了一种检测率更高的范围查询方案.理论分析和实验结果显示,所提出的方案具有较高的检测率和较低的通信量.
为了提高低密度奇偶校验码(LDPC)译码器的译码速度,提出了一种基于部分并行比特选择机制的快速多比特翻转算法.根据接收向量中错误具有随机分布的特点,将所有比特划分成若干子块,从每个子块挑选出1个候选翻转比特,再从这些候选比特中挑选出合理数目的比特进行翻转,完成译码迭代.此外,通过引入树形搜索和数据池技术降低该算法核心模块的计算复杂度,以进一步增加算法硬件实现时的译码速度.分析结果表明,相较于多比特翻转算法,利用所提出的算法和相关硬件实现技术,译码器的吞吐量能得到明显的提高.仿真结果验证了快速多比特翻转算法的有效性.