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2017年39卷5期

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论文
基于短时稀疏时频分布的雷达目标微动特征提取及检测方法
陈小龙, 关键, 于晓涵, 何友
2017, 39(5): 1017-1023. doi: 10.11999/JEIT161040
[摘要](310) [PDF 8065KB](676)
摘要:
为有效提高强杂波及目标复杂运动特性条件下的雷达动目标探测能力,该文结合时频分布(TFD)类动目标检测和稀疏表示方法的优势,建立了短时稀疏TFD(ST-STFD)原理框架,提出短时稀疏傅里叶变换(ST-SFT)和短时稀疏分数阶傅里叶变换(ST-SFRFT)雷达动目标检测方法,并应用于海上目标微动特征提取及检测中。实测雷达数据验证表明,该方法在时间-稀疏域能够实现时变信号的高分辨低复杂度时频表示,具有运算效率高、时频分辨好、抗杂波等优点,为进一步提升雷达杂波抑制和动目标检测能力提供了新的思路和途径。
一种FMCW InSAR系统时变基线估计方法
付希凯, 向茂生, 汪丙南, 蒋帅, 杨玉
2017, 39(5): 1024-1029. doi: 10.11999/JEIT160763
[摘要](244) [PDF 1995KB](373)
摘要:
FMCW InSAR系统由于载机平台高度低,气流扰动严重,位置和姿态变化大,且微机电系统惯性测量单元(MEMS IMU)测量精度低,导致系统出现较大的时变基线,严重影响数字高程模型(DEM)精度。针对这一问题,该文提出了一种FMCW InSAR系统的时变基线估计方法。首先利用双通道单视复图像数据,估计出各个距离门内的时变基线导数,然后建立时变基线的距离向空变模型,利用随机抽样一致性检验的方法对模型进行求解,解得水平和垂直向的时变基线导数值,对其积分得到时变基线值。最后通过FMCW InSAR实际数据对时变基线进行估计,并与高精度位置和姿态测量系统(POS)记录的数据进行对比,验证了所提方法的有效性。
一种面向水面纹理的毫米波LFMCW雷达成像算法
魏翔飞, 种劲松, 王小青, 李原, 孟辉
2017, 39(5): 1030-1035. doi: 10.11999/JEIT160684
[摘要](249) [PDF 1502KB](273)
摘要:
利用毫米波线性调频连续波(LFMCW)雷达探测水面时,静止目标的回波以及噪声通常会淹没水面本身的回波信号,导致采用传统成像算法得到的结果中难以看到水面波浪纹理。针对这一问题,该文提出一种面向水面纹理的毫米波LFMCW雷达成像算法,该算法在距离向上采用Dechirp技术进行距离压缩,在方位向上进行分块处理。方位向分块处理过程中,首先根据静止目标与运动目标回波多普勒频率不同的特性,在频域去除静止目标回波的干扰;然后基于水面电磁散射特性,采用最大似然估计方法估计方位向频谱参数,计算水面回波能量。采用该算法对实测数据进行处理,结果显示该算法能够获得水面纹理信息,成像结果优于传统成像算法。
一种稳健的非均匀杂波协方差矩阵估计方法
许华健, 杨志伟, 廖桂生, 田敏
2017, 39(5): 1036-1043. doi: 10.11999/JEIT160747
[摘要](236) [PDF 2498KB](316)
摘要:
在非均匀环境下,针对传统样本挑选、样本加权等方法由于数据利用率低导致独立同分布训练样本不足的问题,该文提出一种在空时2维谱平面联合距离维逐空-时频点谱估计与滤波的协方差矩阵估计方法。该方法根据杂波和目标在距离-空时2维谱平面的分布特性,逐点频估计待检测单元杂波谱,并采用中值滤波方式消除目标污染对地物杂波谱估计的干扰;最后重构无空时孔径损失的杂波协方差矩阵。仿真结果表明,相比于传统非均匀统计STAP方法,所提的距离-空时2维谱滤波方法能够在样本数不足时有效缓解目标信号污染、离散地形杂波或孤立干扰引起的STAP性能下降问题。
DTMB外辐射源雷达参考信号重构信道估计新方法
万显荣, 程熠瑶, 易建新, 张勋
2017, 39(5): 1044-1050. doi: 10.11999/JEIT160796
[摘要](333) [PDF 2269KB](368)
摘要:
参考信号的稳健重构是数字波形外辐射源雷达的关键技术之一,其中信道估计的精度直接关系到重构参考信号的纯度。针对数字地面多媒体广播(DTMB)外辐射源雷达在接收系统基带采样率是信号符号速率非整数倍时所面临的参考信号重构质量问题,该文在压缩感知的匹配追踪算法基础上,提出一种改进的信道估计新算法。仿真分析表明,相比于广泛采用的时域相关法和最小二乘(LS)算法,改进后的算法有更好的频率适应性,鲁棒性高,在多种信道环境下表现优越。实测数据进一步验证了采用所提出的信道估计算法可较大提升参考信号的重构质量,从而有利于目标探测。
基于PolInSAR相干区域的最优正规矩阵近似解的地形与树高估计
孙宁霄, 吴琼之*, 孙林
2017, 39(5): 1051-1057. doi: 10.11999/JEIT160774
[摘要](162) [PDF 1678KB](303)
摘要:
森林区域林下地形及树高的反演是极化干涉雷达的一个重要应用。该文首先对极化干涉SAR数据的相干区域进行建模及运用最优正规矩阵近似干涉互相关矩阵,得到白化正规干涉互相关矩阵。白化正规干涉互相关矩阵的相干区域为一条直线,任意求得两个不同极化状态下的相干系数进行直线拟合,完成地表的估计,再结合体散射去相干与树高之间的关系,运用查表方法完成树高的估计。该方法回避了传统方法中求解所有极化状态下的相干系数估计及相干区域边缘提取的步骤,在简化参数反演提升估计效率的同时获得正确地表与树高估计,最后运用仿真数据完成算法有效性与可靠性的验证。
基于共形稀疏阵列的艇载外辐射源雷达性能分析
周建卫, 李道京, 田鹤, 潘洁, 胡烜
2017, 39(5): 1058-1063. doi: 10.11999/JEIT160846
[摘要](213) [PDF 1289KB](297)
摘要:
该文研究了共形稀疏阵列在艇载外辐射源雷达中的应用问题,并分析了艇载外辐射源雷达目标探测性能。鉴于天线在雷达系统中的重要地位,重点分析了稀疏阵列数字波束形成(DBF)天线的布阵方式及天线方向图指标。基于组合巴克码实现艇身稀疏阵列共形布设,提出一种曲线阵列到直线阵列的补偿方法,以获得理想的DBF天线方向图。针对曲线阵列可能存在的形变问题,采用分布式位置和姿态测量系统(POS)进行形变误差测量,经曲线拟合后实施精确补偿。仿真结果表明所提方法的有效性。
一种改进的ACM算法及其在鄱阳湖水域监测中的应用
冷英, 刘忠玲, 张衡, 王宇, 李宁
2017, 39(5): 1064-1070. doi: 10.11999/JEIT160870
[摘要](192) [PDF 9941KB](318)
摘要:
Sentinel-1合成孔径雷达(SAR)卫星具有测绘带宽、重访周期短、分辨率高等优点,为长时间的水域监测提供数据基础。2016年长江中下游地区洪涝灾害严重,鄱阳湖是长江干流的重要调蓄性湖泊之一,基于SAR图像的鄱阳湖水域提取及其变化检测具有重要意义。然而受相干斑噪声的影响,尤其是在鄱阳湖分布较广、地物背景较复杂、弱边缘和模糊边缘较多的情况下,传统的水域分割方法边缘保持性较差、提取精度较低。针对上述问题,该文提出一种基于局部窄带的ACM边缘提取算法,并将其应用于Sentinel-1A获取的鄱阳湖水域时序观测图像中。该算法首先采用两级Otsu方法获取初始轮廓,随后在初始轮廓附近建立局部窄带,最后在窄带内采用基于区域的ACM方法进行轮廓线演化来解决弱边缘或模糊边缘问题。实验结果表明该方法在边缘保持和分割精度上具有明显优势,并且降低了计算时间。
融入空间关系的GMM全色高分辨率遥感影像监督分割方法
王春艳, 徐爱功, 孙川, 赵雪梅
2017, 39(5): 1071-1078. doi: 10.11999/JEIT160798
[摘要](116) [PDF 9270KB](270)
摘要:
为了解决高分辨率遥感影像中相同地物目标异质性和空间破碎性增大及不同地物目标的相似性增强所带来的分割新问题,该文提出一种融入空间关系的高斯混合模型(GMM)高分辨遥感影像监督分割方法。该方法首先按分割区域进行监督采样,并通过最小二乘法进行直方图拟合,对影像中的每个类别区域建立GMM用来精确表征高分辨遥感影像每个分割区域复杂的地物光谱特征;然后在GMM的概率测度域融入空间关系,使每个像素的区域所属由该像素邻域窗口内所有像素概率测度共同决定,以刻画高分辨率遥感影像中像素间的空间相关性;最后按照最大概率测度原则完成对高分辨率遥感影像的分割。为了验证文中算法的可行性与有效性分别对合成影像及真实高分辨率遥感影像进行分割实验,并和经典的FCM方法及HMRF-FCM方法进行对比,定量与定性的结果证明了文中方法能够提高分割精度。
基于自适应深度稀疏网络的在线跟踪算法
侯志强, 王鑫, 余旺盛, 戴铂, 金泽芬芬
2017, 39(5): 1079-1087. doi: 10.11999/JEIT160762
[摘要](222) [PDF 23731KB](266)
摘要:
视觉跟踪中,高效鲁棒的特征表达是解决复杂环境下跟踪漂移问题的关键。该文针对深层网络预训练复杂费时及单网络跟踪易漂移的问题,在粒子滤波框架下,提出一种基于自适应深度稀疏网络的在线跟踪算法。该算法利用ReLU激活函数,针对不同类型目标构建了一种具有自适应选择性的深度稀疏网络结构,仅通过有限标签样本的在线训练,就可得到鲁棒的跟踪网络。实验数据表明:与当前主流的跟踪算法相比,该算法的平均跟踪成功率和精度均为最好,且与同样基于深度学习的DLT算法相比分别提高了20.64%和17.72%。在光照变化、相似背景等复杂环境下,该算法表现出了良好的鲁棒性,能够有效地解决跟踪漂移问题。
基于多线索的运动手部分割方法
阮晓钢, 林佳, 于乃功, 朱晓庆, OuattaraSie
2017, 39(5): 1088-1095. doi: 10.11999/JEIT160730
[摘要](141) [PDF 10213KB](336)
摘要:
分割运动手部时,为了不依赖不合理的假设和解决手脸遮挡问题,该文提出一种基于肤色、灰度、深度和运动线索的分割方法。首先,利用灰度与深度光流的方差信息来自适应提取运动感兴趣区域(Motion Region of Interest, MRoI),以定位人体运动部位。然后,在MRoI中检测满足肤色与自适应运动约束的角点作为皮肤种子点。接着,根据肤色、深度与运动准则将皮肤种子点生长为候选手部区域。最后,通过边缘深度梯度、骨架提取和最优路径搜索从候选手部区域中分割出运动手部区域。实验结果表明,在不同情形下,特别是手脸遮挡时,该方法可以有效和准确地分割出运动手部区域。
基于GNSS卫星反射信号的海冰厚度探测
高洪兴, 杨东凯, 张波, 王强, 王峰
2017, 39(5): 1096-1100. doi: 10.11999/JEIT160765
[摘要](137) [PDF 1171KB](332)
摘要:
为了解决近海岸海冰探测的难题,该文针对岸基平台提出一种利用GNSS卫星反射信号进行海冰厚度探测的方法。该方法首先计算GNSS卫星反射信号和直射信号的强度比,即反射信号相关功率和直射信号相关功率的比值;然后根据海冰厚度的经验模型得到海冰厚度的信息。为了验证该方法的有效性,在辽宁鲅鱼圈区进行的实验中对GNSS卫星反射信号进行了长期观测,结果表明,GNSS卫星反射信号反演的海冰厚度值为10~20 cm,与同比观测值之间具有很好的一致性。
基于随机森林的频谱域光学相干层析技术的图像视网膜神经纤维层分割
陈强, 徐军, 牛四杰
2017, 39(5): 1101-1108. doi: 10.11999/JEIT160663
[摘要](146) [PDF 10577KB](203)
摘要:
频谱域光学相干层析技术是一种广泛应用于眼科疾病诊断的成像技术,而视网膜层分割对青光眼的诊断有很好的参考价值。该文利用随机森林分类器寻找视网膜层间单像素宽的边界,随机森林分类器由12个特征训练产生,其中相对灰度特征和邻域特征较好地解决灰度不均匀的分割误差大问题。对10组带有青光眼病变的视网膜图像进行分割,并与传统算法和Iowa软件进行比较,平均边界绝对误差为9.202.57 m, 11.332.99 m和10.273.01 m。实验结果表明,改进算法可以较好地分割视网膜神经纤维层。
Alpha稳态噪声下基于Meridian范数的全变分图像去噪算法
杨真真, 杨震, 李雷, 金正猛
2017, 39(5): 1109-1115. doi: 10.11999/JEIT160657
[摘要](196) [PDF 3190KB](349)
摘要:
在实际应用中,噪声不可避免,因此,图像去噪一直是图像处理领域研究的重点,并且近年来受到越来越多的研究者的青睐。该文首先基于Meridian分布和全变分(Total Variational, TV)的统计特性,提出一种全变分模型来复原alpha稳态噪声环境下的含噪声图像。此外,为了保证模型解的唯一性,对提出的全变分模型添加了一个二次惩罚项,得到一个严格凸的全变分模型,然后,使用原始-对偶算法对提出的全变分模型进行求解,并证明了该算法的收敛性。最后,进行了仿真实验,并对实验结果进行了分析,实验结果验证了提出模型的可行性与有效性。
面向智能监控摄像头的监控视频大数据分析处理
邵振峰, 蔡家骏, 王中元, 马照亭
2017, 39(5): 1116-1122. doi: 10.11999/JEIT160712
[摘要](194) [PDF 864KB](485)
摘要:
视频监控是安防的重要组成部分,智能监控摄像头以其丰富的异常行为识别功能,极大地增强了监控场所的安全。随着部署的智能摄像头日渐增多以及视频监控网规模的不断扩大,海量的视频数据给存储、检索及分析带来了巨大挑战。该文提出智能摄像头异常报警事件驱动的监控视频大数据智能处理方法,具体包括:多点关联分析的异常事件自动预警、事件驱动的监控视频选择性存储以及异常行为事件约束的关联检索,以期提高大数据时代监控视频数据的深度利用效率。实践案例证实,所提方法能够实现异常事件的可信预警,录像视频选择性的高效保存和破案线索的快速发现。
一种空间相关性与隶属度平滑的FCM改进算法
肖满生, 肖哲, 文志诚, 周立前
2017, 39(5): 1123-1129. doi: 10.11999/JEIT160710
[摘要](135) [PDF 2662KB](332)
摘要:
针对传统的模糊C均值(Fuzzy C-Means, FCM)及其改进算法对样本进行聚类时存在对噪声敏感及边界样本聚类不够准确等问题,该文提出一种基于空间相关性模糊C均值聚类改进算法。首先分析样本的空间分布特征及相互影响,设计样本的影响值来改进聚类中心计算方法及距离计算函数,然后结合邻域信息,通过在邻域内样本隶属度求和过程中引入一控制参数来重新定义模糊隶属度矩阵,从而实现邻域样本的隶属平滑。理论分析和实验表明,改进算法对含有大量噪声的样本及图像中各区域边界值的处理有较好的效果。
由最大同类球提取模糊分类规则
徐明亮, 王士同
2017, 39(5): 1130-1135. doi: 10.11999/JEIT160779
[摘要](111) [PDF 282KB](294)
摘要:
为提高模糊分类规则的有效性和可解释性,该文提出一种基于最大同类球的模糊规则提取方法。首先,每个样本根据与最近异类之间的距离确定一个最大同类球。然后根据各个同类球中样本之间的包含关系和独有性对同类球进行约简。再根据约简后的同类球建立MA分类器的模糊规则前件。MA(Mamdani-Assilan)二分类器的模糊规则后件参数学习以加权分类错误平方最小化为目标函数,采用共轭梯度法求解后件参数。KEEL标准数据集中的12个10折交叉验数据集的对比分类实验验证了该方法的有效性。
改进型极化码混合自动请求重传法
朱鸿斌, 戴胜辰, 康凯, 钱骅
2017, 39(5): 1136-1141. doi: 10.11999/JEIT160736
[摘要](129) [PDF 464KB](539)
摘要:
极化码与混合自动请求重传结合的传输方案适用于物联网应用的短数据包场景。现有的极化码与蔡司合并结合的传输方案能够提供合并增益,但并未提供编码增益。极化码与增量冗余结合的传输方案能够获得更好的性能,但计算复杂度较高,不适用于短数据包场景。该文提出一种改进型极化码与混合自动请求重传结合的传输方案。与现有的极化码与蔡司合并结合的传输方案相比,当码率为1/2、重传次数为1时,该方案能够获得额外的0.7 dB的编码增益,与码率为1/4的极化码性能相近。该文所提方案的编译码复杂度相比于码率为1/4的极化码,降低了50%的复杂度。仿真结果验证了该方案的有效性。
D2D协作通信网络中基于社交信息的中继选择和功率分配
徐少毅, 张鹏
2017, 39(5): 1142-1149. doi: 10.11999/JEIT160746
[摘要](216) [PDF 457KB](344)
摘要:
D2D通信技术结合社交网络的应用是通信行业发展的热点之一,而协作通信能够满足高数据速率、广覆盖范围的通信需求。为了促进用户间协作通信的有效性和信任度,针对D2D协作通信网络,该文首先提出一种综合社交因素和物理因素的协作D2D中继模型。进而基于中断概率提出一种中继选择方案,降低D2D通信的中断概率,提高系统吞吐量;同时通过最优化理论对源设备和中继设备进行最优功率分配。仿真表明在相同条件下,该算法具有明显优于传统中继选择算法的性能,经过最优功率分配能够进一步降低通信系统的中断概率。
能量受限无线云的动态调度和动态定价算法
潘甦, 吕朴朴, 陈宇青
2017, 39(5): 1150-1156. doi: 10.11999/JEIT160590
[摘要](139) [PDF 242KB](173)
摘要:
该文在无线云条件下提出一种能量受限的联合动态调度和动态定价算法。构造了包括能量限制和流量限制的李雅普诺夫函数,把多个约束条件下的长期利润优化问题转化为最小化李雅普诺夫偏移和罚函数加权,保证了电力公司对云服务运营商的有限能量要求以及云用户对业务流量的要求,并且使云服务运营商的长期利润得到优化。
基于DBSCAN子空间匹配的蜂窝网室内指纹定位算法
田增山, 王向勇, 周牧, 李玲霞
2017, 39(5): 1157-1163. doi: 10.11999/JEIT160768
[摘要](176) [PDF 291KB](331)
摘要:
针对无线信道动态衰落特性引起的蜂窝网室内定位误差较大的问题,该文提出基于密度的空间聚类(Density Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN)子空间匹配算法,有效剔除大误差点,提高定位精度。首先通过划分信号空间,构建多个子空间,在子空间中利用加权K近邻匹配算法(Weighted K Nearest Neighbor, WKNN)估计出目标位置;然后利用DBSCAN对估计位置进行聚类以剔除异常点;最后结合概率模型确定最终估计位置。实验结果表明,基于DBSCAN的子空间匹配算法能有效剔除大误差点,提高蜂窝网室内定位系统的整体性能。
基于格基约减的扩频通信多址干扰抑制算法
鲍亚川, 蔚保国
2017, 39(5): 1164-1169. doi: 10.11999/JEIT161104
[摘要](137) [PDF 622KB](214)
摘要:
在链路资源受限条件下的扩频通信应用中,多址干扰是限制系统多用户服务能力和通信质量的主要因素。该文针对多址干扰消除问题,首次将格基约减理论应用到扩频通信多址干扰消除中,提出基于格基约减辅助的多用户检测算法,通过格基约减变换实现对信号间互相关矩阵的正交性优化,使多用户检测算法性能得到改进,以较低的运算复杂度实现了逼近最大似然算法的检测性能。该算法在对抗强远近效应方面表现出优异性能,不同于传统多用户检测算法在恶劣多址环境下检测性能的严重退化,该算法能够保持对最大似然检测算法性能的逼近,可以使扩频通信系统的传输可靠性、多用户服务能力以及环境适应性得到显著增强。
基于子图同构的vEPC虚拟网络分层协同映射算法
刘彩霞, 李凌书, 汤红波, 王晓雷, 卢干强
2017, 39(5): 1170-1177. doi: 10.11999/JEIT160642
[摘要](166) [PDF 832KB](308)
摘要:
5G及未来移动通信网络虚拟化的场景下,资源的管理与编排是实现虚拟化演进分组核心网(vEPC)业务高效部署的关键问题。vEPC中业务功能的载体是服务功能链(SFC),不同服务功能链的控制信令与多媒体数据流呈现负载差异化特点。该文针对传统算法资源定比分配所导致的负载不均问题,提出服务功能链的控制层和转发层解耦的映射模型,解耦后不同层的服务链可以独立地扩容和缩容,实现资源精准按需切片。拓扑映射阶段引入图相似理论,提出一种基于子图同构的虚拟网络映射算法VF2-H,依据节点的全局资源度优选映射子网,通过图特征分析设置剪枝条件,采用回溯机制进行启发式搜索。仿真结果表明,该算法在租户请求接收率、长期收益开销比等方面均具有良好的性能。
基于量子狼群进化的多目标汇聚节点覆盖算法
金杉, 金志刚
2017, 39(5): 1178-1184. doi: 10.11999/JEIT160693
[摘要](194) [PDF 379KB](346)
摘要:
在构建双层无线传感器网络中,汇聚层覆盖需要考虑无重复覆盖面积、汇聚节点连通性和能耗平衡这3个关键问题。该文将上述3个问题统筹为多目标优化难题(MOP),提出一种面向汇聚节点覆盖的量子狼群进化算法(QWPEA),选择出候选头狼(CLW)群体,以滑模交叉、量子旋转门、非门变异等方法产生寻优高效的下一代量子编码人工狼。仿真结果表明,该文所提算法能够有效减少汇聚节点数,提高汇聚层结构稳定性,并平衡网络能耗,适于大范围,大规模传感器节点网络部署环境。在800 m800 m面积部署传感器节点达到1000个时,汇聚有效覆盖率较MOPSO, NSGA-II算法分别高29.55%和25.93%,汇聚通信能耗率分别高15.27%和18.63%,汇聚占通率分别低14.01%和15.46%。
一种基于匹配域裁剪的包分类规则集压缩方法
孙鹏浩, 兰巨龙, 陆肖元, 胡宇翔, 马腾
2017, 39(5): 1185-1192. doi: 10.11999/JEIT160740
[摘要](126) [PDF 360KB](271)
摘要:
随着以OpenFlow为代表的多匹配域包分类规则的出现,匹配域数量的不断增加、流表宽度的不断增大以及流表规模的不断膨胀,大大增加了硬件存储的压力。为提高现有三态内容可寻此存储器(TCAM)资源利用率,该文提出一种基于规则集特征分析的匹配域裁剪模型Field Trimmer。一方面基于对规则集中匹配域的逻辑关系分析,实现匹配域的合并, 从而减少匹配域的数量;另一方面基于对规则集统计规律的分析,实现匹配域的裁剪,使用部分匹配域来达到整体的匹配效果。实验结果表明,相比于其他方案,该方案在较小的时间复杂度下,能够进一步节省OpenFlow流表的TCAM存储空间需求50%左右;对于常见的包分类规则集,该方案所需的储存空间能够节省40%以上。
软件定义网络中数据中心虚拟机迁移序列问题的研究
史久根, 许辉亮, 陆立鹏
2017, 39(5): 1193-1199. doi: 10.11999/JEIT160792
[摘要](163) [PDF 304KB](332)
摘要:
虚拟机迁移是数据中心提供的重要功能之一,可以有效地均衡各个基础设施中的工作负载。为有效地减少虚拟机迁移的总时间和对服务性能的影响,该文提出基于代价评估的启发式算法(Heuristic Algorithm based on Cost Evaluation, HACE)。算法在虚拟机迁移的每一步中综合考虑网络中的剩余带宽和迁移时间,通过有机结合并行算法和启发式算法,解决软件定义网络中数据中心大量虚拟机同时迁移时的迁移序列问题。算法在保证安全、依赖关系和性能要求的同时,减少虚拟机的总迁移时间。实验结果表明,与贪心算法相比,该算法能够减少虚拟机总迁移时间达到52.1%,提高迁移性能,确保服务质量。
一种新的三维FANETs跨层自适应广播协议
王庆文, 戚茜, 程伟, 李冬, 王莉, 李雪松
2017, 39(5): 1200-1205. doi: 10.11999/JEIT160687
[摘要](114) [PDF 516KB](264)
摘要:
针对盲目广播带来的广播风暴问题,该文提出一种新的3维FANETs自适应广播协议NABP。NABP应用跨层设计的方法,在维持原有协议层间结构分离的基础上,允许路由层共享MAC层的接收信号强度信息,并根据转发分组时增加通信范围计算出转发概率,倾向于让增加通信范围大的节点以高概率转发分组,从而减少了分组在网络中的重复传输,降低了节点间的竞争和碰撞,提高广播效率。NS-2仿真结果表明:与flooding + 802.11和fp-flooding+802.11协议相比,NABP提高了转播节省率、减少了平均端对端延迟和平均丢包率。
个人健康记录云管理系统中支持用户撤销的细粒度访问控制
刘琴, 刘旭辉, 胡柏霜, 张少波
2017, 39(5): 1206-1212. doi: 10.11999/JEIT160621
[摘要](185) [PDF 286KB](332)
摘要:
随着云计算的发展,越来越多的用户在使用个人健康记录(PHR)云管理系统,由于PHR包含了患者的隐私信息,因此一般在将PHR上传到云平台之前会先对其进行加密。基于比较的加密(CBE)在基于属性的访问策略中实现了时间比较,然而CBE加密时间与访问策略中的属性数目线性增长,从而导致其开销过大;同时,方案难以实时撤销用户的访问权限。该文提出支持用户撤销的细粒度访问控制(FGUR)方案,通过将属性层次引入到CBE中,同时结合广播密文策略的基于属性加密(BCP-ABE),高效地实现PHR云管理系统中的细粒度访问控制及用户实时撤销。实验结果表明,与CBE相比,FGUR方案在加密开销和动态访问权限方面具有更好的性能。
一种可证安全的异构聚合签密方案
牛淑芬, 牛灵, 王彩芬, 杜小妮
2017, 39(5): 1213-1218. doi: 10.11999/JEIT160829
[摘要](163) [PDF 232KB](228)
摘要:
异构签密可实现不同安全域之间数据通信的机密性、认证性和不可伪造性。分析现有的异构签密方案,发现它们仅是针对单个消息而设计的,计算效率普遍较低,不适合大数据环境下的网络通信系统。该文提出一个异构的聚合签密方案,该方案不但可以实现单个消息的签密验证,而且可以实现多个消息的聚合验证,并且验证需要的双线性对个数固定,与所签密消息的个数无关。同时,在随机预言模型下,证明了方案的机密性和不可伪造性分别基于q双线性Diffie-Hellman逆问题和离散对数问题。数值结果表明,该方案与现有方案相比在计算效率和传输效率上有着极大的提高。
多用户分段移位差分混沌键控通信方案
张刚, 孟维, 张天骐
2017, 39(5): 1219-1225. doi: 10.11999/JEIT160795
[摘要](124) [PDF 302KB](227)
摘要:
为了满足现代通信的需求,多用户接入技术是近年来混沌通信的一个重要发展趋势。为了进一步改善现有多用户混沌通信方案的误码性能,该文提出一种多用户分段移位差分混沌键控(MultiUser Segment Shift Differential Chaos Shift Keying, MU-SSDCSK)通信方案。该方案根据传输的用户数,将MU-SSDCSK中的参考信号等分成m个信号段,再将这m个信号段进行移位,并配以不同的Walsh码,形成相互正交的信息携带信号。文中推导了该系统在加性高斯白噪声信道中的理论误码率公式并进行了仿真。仿真结果表明,该文提出的MU-SSDCSK方案能有效改善系统误码性能,在混沌通信领域具有一定的应用前景。
可重构非线性布尔函数利用率模型研究与硬件设计
戴紫彬, 王周闯, 李伟, 李嘉敏, 南龙梅
2017, 39(5): 1226-1232. doi: 10.11999/JEIT160733
[摘要](150) [PDF 664KB](297)
摘要:
为解决序列密码中非线性布尔函数(Non-Linear Boolean Function, NLBF)硬件资源利用率低的问题,该文对以查找表(Look-Up Table, LUT)为基本构件的利用率模型进行研究,并结合适配算法的前期处理结果确定影响硬件利用率的3个基本参数(LUT大小、单元规模和输入端口数目);在此基础上,以变量频次为约束实现NLBF的映射,完成非线性运算单元的设计,单元支持多路并行处理。在SMIC 180 nm下进行逻辑综合,并行度为32时,工作频率达到241 MHz,吞吐率为7.71 Gb/s;对不同NLBF进行利用率评估,利用率均达到91.14%以上,并且随着并行度增加,利用率不断增大。
4-正则图着色的Kempe等价性
刘小青, 许进
2017, 39(5): 1233-1244. doi: 10.11999/JEIT160716
[摘要](104) [PDF 367KB](244)
摘要:
给定一个图G及它的一个正常顶点着色f, G中任意两种颜色的顶点导出子图称为G的一个2-色导出子图,该2-色导出子图的分支称为G的一个2-色分支。Kempe变换是指将图G的某个2-色分支实施颜色互换。若两个着色之间可通过若干次Kempe变换达到对方,则这两个着色是Kempe等价的。Mohar猜想当k3时,对于任意的连通k-正则图G,若G不是完全图,则G的所有k-着色是Kempe等价的。Feghali等人解决了k=3时的情况,当k4时,此猜想尚未解决。该文研究了k=4时的情况,证明了:(1)若G是一个连通度小于3的4-正则图,则G的所有4-着色是Kempe等价的;(2)若G是4-正则图,且含有与4-轮或近5-阶完全图同构的子图,则G的所有4-着色是Kempe等价的;(3)若G是一个3-连通4-正则图,且G存在一个顶点x和一个4-着色f,满足x的邻域中有3个或4个顶点在f下着相同颜色,则G的所有4-着色是Kempe等价的。
Ka波段基片集成波导窄带带通滤波器设计
葛俊祥, 李浩, 杨现志, 汪洁
2017, 39(5): 1245-1249. doi: 10.11999/JEIT160647
[摘要](363) [PDF 572KB](383)
摘要:
该文针对传统滤波器在Ka波段难以同时实现窄带与集成的问题,采用基片集成波导结构(SIW)设计了一款Ka波段平面窄带带通滤波器。该滤波器采用双模圆腔与椭圆腔级联的结构,在上下边带分别产生一个传输零点,具有频率高选择特性。测试结果表明,该滤波器中心频率35 GHz,相对带宽2.85%,插入损耗约为3.4 dB,带内回波损耗大于15 dB,与仿真结果吻合较好,在毫米波系统中具有很好的应用价值。
铁质长旋转椭球壳体在均匀恒定磁场中产生的感应场
彭怀云, 王元新, 潘威炎, 郭立新, 张红旗, 陈宇
2017, 39(5): 1250-1255. doi: 10.11999/JEIT160683
[摘要](134) [PDF 1128KB](282)
摘要:
为了研究潜艇周围的感应场,该文将潜艇的形状理想化为一个旋转对称的长椭球壳体。该文导出了壳体内外的感应磁场表达式,采用解析方法分析讨论在外加均匀恒定磁场下,壳体上产生的总感应磁场以及各分量在不同纬度、不同放置方向和不同探测高度上的等值线分布。计算结果表明:随着传播距离的增加,感应磁场逐渐变弱。沿壳体纵轴方向(z分量)的感应磁场最显著,而沿垂直方向(x分量)的感应磁场最小。与高纬度相比,中纬度总感应磁场和各分量更容易被磁力计探测到。随着高度的增加,它们的探测范围变化不大。壳体沿南北方向放置时更容易被探测到。
研究简报
基于滑动平均的能量分析攻击研究与实现
王建新, 方华威, 段晓毅, 佘高健
2017, 39(5): 1256-1260. doi: 10.11999/JEIT160637
[摘要](138) [PDF 752KB](233)
摘要:
在能量分析攻击中,为了提高攻击效率,减少噪声的影响,越来越多的预处理方法被使用,取得了很多显著的效果。该文以在ATmega16上运行的AES-128算法作为攻击目标,对采集的原始能量曲线进行滑动平均滤波,再通过相关能量分析(Correlation Power Analysis, CPA)攻击确定滑动平均滤波的最优参数。通过与原始数据和经过Hanning窗低通滤波器滤波后的数据对比,可以看出经过滑动平均滤波处理后,使用正确密钥所得的CPA相关系数较原始数据或低通滤波处理后所得系数大,而错误密钥所得相关系数小。经过滑动平均处理后,不仅可以发现AES-128的10轮加密过程,而且经过差分能量分析攻击所得的尖峰较原始的更为明显。实验结果表明经过滑动平均滤波预处理后,能量分析攻击的效率可明显提高。
基于拉格朗日乘子法的二维修正DFT调制滤波器组设计算法
周芳, 水鹏朗, 蒋俊正
2017, 39(5): 1261-1265. doi: 10.11999/JEIT160651
[摘要](168) [PDF 576KB](289)
摘要:
基于拉格朗日乘子法,该文提出一种2维修正离散傅里叶变换调制滤波器组的迭代设计方法。在每次迭代中,原型滤波器的设计描述成一个约束为2次函数的2次规划问题。引入拉格朗日乘子法将问题转化为无约束的优化问题,通过求解线性矩阵方程得到优化问题的解。针对矩阵方程中的系数矩阵的特点,运用块LU分解,显著降低了运算复杂度。仿真实验表明,与现有的设计方法相比,该文方法设计得到的2维修正离散傅里叶变换调制滤波器组的重构误差和阻带衰减均有较大的改善。
分组密码算法抗故障攻击能力度量方法研究
欧庆于, 罗芳, 叶伟伟, 周学广
2017, 39(5): 1266-1270. doi: 10.11999/JEIT160548
[摘要](118) [PDF 999KB](222)
摘要:
该文从算法层面对分组密码固有的故障泄露特点进行了分析,提出一种可用于刻画其故障传播特性的传播轨迹框架,并以此为基础构建了适用于单次和多次故障注入场景的抗故障攻击能力度量方法。实验表明,该度量方法能够有效刻画不同故障注入场景下密钥空间的变化规律,进而揭示其算法层面的抗故障攻击能力。

1979年创刊 月刊

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主管单位:中国科学院

主办单位:中国科学院电子学研究所
国家自然科学基金委员会信息科学部

主  编:吴一戎

ISSN 1009-5896  CN 11-4494/TN

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