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2018年第41卷第6期刊出日期：2018-12-28 上一期下一期

论文

一种基于CFI保护的Android Native代码保护框架
张文, 刘文灵, 李晖, 陈泽, 牛少彰
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 1-6,13. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-017
摘要 ( 396 ) PDF ( 451 ) HTML 　　
针对Android应用的native代码面对的关键代码提取攻击和恶意代码植入攻击问题，提出了一个基于控制流完整性（CFI）保护的代码保护框架DroidCFI.该框架通过对被保护应用进行静态分析，提取其native代码的控制流特征，向开发者提供可视化策略配置视图设定关键函数，并根据策略配置生成对应的加固代码，与被保护应用的其他部分一起形成目标应用；目标应用在运行时，通过对关键函数进行动态CFI检查判定是否遭遇上述攻击，从而达到保护目的.实验结果表明，DroidCFI能够通过极小的性能开销实现对应用软件native代码的安全性保护.
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基于图像描述的文本信息隐藏
薛一鸣, 周雪婧, 周小诗, 牛少彰, 文娟
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 7-13. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-032
摘要 ( 349 ) PDF ( 327 ) HTML 　　
针对文本信息隐藏嵌入容量低和语义连贯性差的问题，提出了一种基于神经网络图像描述的文本信息隐藏模型.将卷积神经网络与长短期记忆网络相结合，把图像特征和生成语句进行关联.从收发双方能否共享图像及模型参数的不同应用前提出发，设计了多种概率采样方式，从而生成载密的图像描述文本.实验结果表明，该算法具有较高的隐藏容量，载密描述句能较好地表达图像内容.该模型归属于"无载体"自然语言生成式信息隐藏，具有较好的隐蔽性和安全性.
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物流车座椅减振器双向比对人-椅冲击动力学行为的影响
赵雷雷, 于曰伟, 周长城, 杨福兴
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 14-19. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-051
摘要 ( 286 ) PDF ( 276 ) HTML 　　
为探明减振器双向比对人-椅系统冲击动力学行为的影响规律，基于台架试验将座椅减振器阻尼特性简化为非对称分段线性函数，进而创建了人-椅非线性动力学模型及方程，并通过座椅台架试验验证了其有效性.以典型脉冲输入模拟座椅受到的垂向冲击，对不同强度脉冲激励工况、不同减振器双向比情况下的人-椅冲击动力学行为进行数值仿真.结果表明，当座椅减振器双向比大于1时，更有利于衰减驾驶室地板传递到驾乘人员的冲击；而且冲击输入强度越大，座椅减振器双向比大于1时的相对隔振效果越好.
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基于携能通信的大规模无线协作网络中断性能分析
姚媛媛, 李学华, 黄赛, 朱政宇, 向维
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 20-25. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-057
摘要 ( 316 ) PDF ( 306 ) HTML 　　
将能量采集技术与大规模无线协作通信网络相结合，分析了在信息与能量同传环境下，大规模无线协作通信网络的中断性能.提出了一种中继协作传输协议，将位于源节点的中继区域内，并且能够成功解码源节点信号的中继节点定义为潜在中继，潜在中继用于协助从源节点到目的节点的信息传输；通过随机几何的数学工具，进一步分析了接收端使用选择合并接收方式下的中断性能，并对比了协作链路、中继链路以及直接链路三者的中断概率；最后对理论分析结果进行了仿真验证.验证的结果表明，最优中继策略下的中断性能最优.
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多小区大规模分布式天线系统中下行链路能效研究
李民政, 李艳峰
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 26-33. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-021
摘要 ( 309 ) PDF ( 309 ) HTML 　　
分析了多小区远程接入单元（RAU）个数、用户天线数、小区个数及发射功率等参数与系统下行链路能效（EE）最优时的关系.根据RAU与用户之间的距离，推导出系统吞吐量的解析式；根据具有路径损耗、阴影衰落、多径衰落特征的复合信道与多个实际功耗参数间的关系，建立了系统下行链路EE的优化模型；推导出系统EE与小区RAU个数、用户天线数、小区个数及发射功率的变化关系，并用算法得到了系统EE最优的理论值.理论分析和仿真结果验证了系统EE与影响其取值的多参数间关系的正确性，提出的系统EE优化算法具有迭代次数低的优点.
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最小二乘大间隔孪生支持向量机
吴青, 齐韶维, 孙凯悦, 臧博研, 赵祥
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 34-38. DOI:10.13190/j.jbupt.2017-180
摘要 ( 368 ) PDF ( 470 ) HTML 　　
针对最小二乘孪生支持向量机（LSTWSVM）精度较低和可能存在的"奇异性"问题，提出了一种最小二乘大间隔孪生支持向量机（LSLMTSVM）.该算法在最小二乘孪生支持向量机的优化目标函数中引入了间隔分布，提高了算法的泛化性能.在目标函数中加入正则项，实现了结构风险最小化，进一步提高了分类能力.实验结果表明，最小二乘大间隔孪生支持向量机比已有的相关算法性能更优.
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非同分布高斯信号背景下基于增强能量检测的协作感知
黄河, 袁超伟
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 39-44. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-071
摘要 ( 360 ) PDF ( 312 ) HTML 　　
能量检测算法应用于无线通信场景中时存在信噪比（SNR）墙和噪声不确定性问题，对此，在认知无线电非同分布高斯信号背景下，提出了基于增强能量检测的协作感知算法.在低SNR条件下，给出了采用增强能量检测算法的次用户检测概率和虚警概率，并推导出达到最小总错误率的最优协作用户数表达式.理论分析和仿真实验结果表明，相对其他克服噪声不确定性的能量检测算法，所提出的算法具有更优的检测性能.
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mMTC中基于功率控制的URLL上行无线资源优化方案
谢显中, 黎佳, 黄倩, 陈杰
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 45-51. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-035
摘要 ( 453 ) PDF ( 390 ) HTML 　　
提出了一种大规模机器类通信（mMTC）中基于功率控制的高可靠低迟延（URLL）上行无线资源优化方案.考虑时分双工蜂窝网络，设计了上行链路传输的反向功率控制方案，并导出了基于距离的链路可靠性函数；在此基础上，建立了上行无线资源优化模型，分析了链路可靠性函数的特性，并提出了一种基于黄金分割搜索最优的传输错误概率算法；给出了一种最小化系统所需的总带宽算法，可为每个用户分配多个子信道，用户通过判断信道增益是否超过门限值来选择子信道.仿真实验结果表明，新方案在迟延和可靠性的改进以及总带宽、功耗等方面的优势显著.
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改进的灰色神经网络预测方法
许同乐, 王营博, 孟祥川, 宋汝君
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 52-57,64. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-072
摘要 ( 462 ) PDF ( 383 ) HTML 　　
针对GM（1，1）算法求解发展系数和灰色作用量时受背景值影响的问题，提出一种回避背景值的辨识参数求解方法，避开背景值试算选取的步骤或选取不当造成预测精度低的问题；针对GM（1，1）模型预测时初始条件为固定值影响预测精度的问题，提出一种构建变权初始值的方法，避免预测精度受固定初始值的影响；针对传统灰色神经网络样本类型单一的问题，提出一种新的组合预测模型结构，突破了传统模型只依靠单一浸润线历史数据预测的局限，建立了基于改进灰色神经网络的浸润线预测模型.通过工程验证，该模型短期内对浸润线高度的变化预测效果较好.
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基于码率兼容LDPC码的多中继协作自适应传输
苏华玲, 贺玉成, 周林
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 58-64. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-077
摘要 ( 316 ) PDF ( 278 ) HTML 　　
为适应动态信道条件，提高传输可靠性，基于增量冗余混合自动重传请求和码率兼容低密度奇偶校验码（RC-LDPC），研究了多中继选择的速率自适应中继协作传输体制.针对中继节点的随机分布和特定分布，提出2种不同的中继选择协作方案，并给出了系统中断概率和吞吐量性能的表达式.数值分析和仿真结果表明，在中继节点的特定分布下引入中继之间的相互协作，可同时显著提高系统的中断概率和吞吐量性能.
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基于K-PPER算法的多充电车WRSNs充电策略
董颖, 崔梦瑶, 李诗源, 王雨后, 董浩
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 65-70,77. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-080
摘要 ( 530 ) PDF ( 245 ) HTML 　　
可充电无线传感器网络充电策略的研究多基于单充电车，并不能满足网络规模的需求.为此提出一种针对多充电车的基于优先权的周期性充电策略（K-PPER）.采用K-means优化算法进行分簇，以簇为单位对网络进行充电管理，将有充电请求的节点加入归属簇的充电序列中，对节点的实时充电请求按充电优先级排序；最后，基站派出充电车到达充电簇，并按充电序列充电.仿真实验结果表明，网络效用较K-means算法提高约42%，能量效用较局部信息分布式协作协议（DCLK）提高约4%，较分布式协作协议提高约18%.
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研究报告

基于时延感知的5G网络切片节点和链路映射算法
唐伦, 杨恒, 赵国繁, 王耀玮, 陈前斌
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 71-77. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-018
摘要 ( 405 ) PDF ( 675 ) HTML 　　
针对第5代移动通信系统（5G）网络切片映射过程中，在满足系统时延要求的情况下，使资源调度最优化的问题，提出了一种基于时延感知的5G网络切片节点和链路映射成本最小化算法.该算法在网络功能虚拟化管理和编排器及各网络功能服务器处建立两级队列动态调度模型，感知系统中当前队列积压状态并进行动态调度，使系统队列积压始终维持在稳定的较小值，采用Lyapunov随机优化方法，实现对映射成本与系统时延的平衡控制.仿真结果表明，所提算法可在满足系统时延要求的同时，最优化资源调度，进而使得5G网络切片映射成本最小.
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基于电池电量感知的移动流媒体QoE优化策略
葛志辉, 张旭锋, 宋玲, 李陶深, 李思越
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 78-82. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-015
摘要 ( 362 ) PDF ( 364 ) HTML 　　
为了提升移动流媒体应用用户的体验质量（QoE），提出了基于剩余电量的用户QoE模型（PSQM），模型参数包括剩余电量、初始延迟、暂停事件、切换事件.在PSQM基础上，提出了基于移动设备剩余电量和网络环境的码率控制策略（PBCS），避免了客户端不断请求高质量视频片段而不考虑设备剩余电量而影响用户QoE的问题.在移动设备不同电量状态下，PBCS能够实现视频质量和电量的权衡，提高用户QoE.
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基于日志信息的DNS查询异常检测算法
吉星, 黄韬, 鄂新华, 孙礼
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 83-89. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-007
摘要 ( 447 ) PDF ( 328 ) HTML 　　
针对域名系统（DNS）中存在异常查询的问题，提出了一种基于日志信息的DNS查询异常检测算法，以检测异常的互联网协议地址（IP）.通过分析DNS正常与异常请求行为的区别，提取了DNS日志中多个维度的信息来表征源IP；其次，利用降维处理将数据映射到三维空间，以便直观地可视化呈现和快速地进行数据分析；最后，利用聚类分析和计算各源IP的可信度，检测出异常的源IP.实验结果表明，所提算法不但能直观观察到多维数据集中的关联特性，而且能从全局和局部2个层面识别网络中异常的源IP.
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基于QoS保障的服务功能链动态部署算法
唐伦, 赵培培, 赵国繁, 陈前斌
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 90-96. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-013
摘要 ( 437 ) PDF ( 344 ) HTML 　　
第5代移动通信系统（5G）网络场景下服务功能链的部署是网络功能虚拟化研究中亟待解决的问题，现有部署方法难以在优化时延的同时保证服务功能链部署的可靠性，为此，提出了面向服务质量（QoS）需求的服务功能链部署模型，并设计了一种基于QoS保障的服务功能链动态部署算法.该算法在虚拟网络功能部署阶段通过对网络拓扑和可靠性的感知，采用基于PageRank思想的算法对节点进行评价，以负载均衡和协调链路映射为原则，将虚拟网络功能部署在综合资源能力最大的底层节点上，实现了时延和可靠性的全局优化，并通过选择满足可靠性需求的时延最短路径进行链路映射.仿真结果表明，该算法在降低服务功能链端到端时延的同时保证了部署的可靠性，并且提高了请求接受率和资源利用率.
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基于DTW交换查询的轨迹隐私保护方案
宋成, 张亚东, 王磊, 刘志中, 晁浩
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 97-102. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-046
摘要 ( 389 ) PDF ( 449 ) HTML 　　
针对轨迹数据的攻击性推理可能导致个人隐私信息泄露的问题，提出了一个基于动态时间归整（DTW）交换查询的轨迹隐私保护方案.通过对基于位置的服务（LBS）请求的用户及候选者身份进行匿名化处理，利用DTW算法依次计算出所有候选者与发起者在一定时间间隔内的轨迹相似值，从中选出最优相似轨迹的候选者替代真实用户请求LBS服务，从而实现用户身份与位置的隐私保护.经过安全性分析，所提方案不仅满足匿名性和不可伪造性等安全特性，而且能够抵抗窃听攻击和连续查询服务追踪攻击.仿真实验结果表明，所选候选者轨迹的相似度有明显提高.
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欠定盲源分离算法的研究现状及展望
王川川, 曾勇虎
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 103-109. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-004
摘要 ( 450 ) PDF ( 691 ) HTML 　　
针对盲源分离技术中欠定线性瞬时混合盲源分离的问题，基于"两步法"思路，从混合矩阵估计和源信号恢复算法两方面总结了国内外的研究现状，剖析了限制算法应用的理论问题，对欠定盲源分离下一步的研究工作进行了展望.
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一种脉动反馈型两级交换结构
申志军, 高静, 郭玉波, 白云莉, 李宏慧
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 110-114,136. DOI:10.13190/j.jbupt.2017-249
摘要 ( 265 ) PDF ( 263 ) HTML 　　
为解决反馈型两级交换结构（FTSA）对调度算法的时间限制问题，提出了一种脉动反馈型两级交换结构（PFTSA）.PFTSA将调度算法所需信息以脉动的形式反馈至输入端口，通过预处理机制使调度算法获得目标缓存的准确信息，从而避免信元冲突和信元失序.相对于现有方案，PFTSA简化了交换结构和交换流程，同时提高了时延性能.
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基于粒子群优化算法的协同过滤推荐并行化研究
游思晴, 周丽, 赵东杰, 薛菲
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 115-122. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-028
摘要 ( 343 ) PDF ( 296 ) HTML 　　
针对常用协同过滤推荐算法存在计算性能瓶颈的问题，提出了在Spark上并行化实现协同过滤推荐算法RLPSO_KM_CF.首先，通过具备反向学习和局部学习能力的粒子群优化（RLPSO）算法寻找粒子群最优解，输出优化后的聚类中心；然后，运用RLPSO_KM算法对用户信息进行聚类；最后，将传统协同过滤推荐算法与RLPSO_KM聚类结合，从而对目标用户进行有效推荐.实验结果显示，RLPSO_KM_CF算法在推荐准确度方面有显著提高，具有较高的加速比，稳定性也得到了一定提升.
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IMT-2020毫米波频段蜂窝系统性能评估
孟溪, 孙莹, 李丹阳, 周栋, 杨大成
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 123-128. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-171
摘要 ( 345 ) PDF ( 249 ) HTML 　　
通过分析亚太地区对IMT-2020各候选毫米波频段的观点，提出将40.5~42.5 GHz作为进一步研究的候选频段.在IMT-2020毫米波场景下，给出了面向大规模天线波束赋型的室内热点和密集城区2种测试环境，通过耦合损耗和用户信干噪比来分析测试环境下的毫米波信道特征，并对关键技术指标小区平均频谱效率和小区边缘用户频谱效率进行评估，经观察发现，2种测试环境的评估结果均满足ITU-R定义的要求.
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基于大偏差的无线传感网中采样速率策略研究
刘哲
北京邮电大学学报. 2018, 41(6): 129-136. DOI:10.13190/j.jbupt.2018-056
摘要 ( 251 ) PDF ( 168 ) HTML 　　
针对具有能量捕获装置以及可充电电池的无线传感网，为了使无线传感器具有根据可用能量自适应调整数据采样速率的能力，所获得的能量具有随机性，定义了可等价表示信息获取度量的能量不足概率.将调节数据采样速率的问题定义为约束优化问题，使数据采样速率最大化，同时将能量不足概率保持在阈值以下.利用经典的大偏差理论估计能量不足概率.实验结果表明，所提出的算法具有自适应能力，既能适应能量动态变化，又能适应信道动态变化，提高了信息采集效率.
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