摘要:针对IEEE 802.11e EDCA(enhanced distributed channel access)支持业务区分服务的特点,提出了一个基于AIFS(arbitration inter-frame space)区分的信道吞吐率分析模型,该模型将不同接入等级的业务统一到一个信道模型中进行分析.通过数值计算结果与仿真实验结果的对比,验证了该模型的准确性,尤其是在分析信道吞吐率方面更优于Xiao 的Markov 链模型.根据提出的分析模型,研究了近似优化条件,使得各类优先级业务的发送概率平衡虚拟发 送时间段中空闲时间与冲突持续时间对系统性能的影响,实现靠近最优的信道吞吐率,从而使计算复杂度大为减小. 利用数值分析的方法验证了近似优化条件实现靠近最优信道吞吐率的可行性.最后,提出的DPS(dynamicparameter-tuning scheme)算法根据负载情况自适应地调整不同级别业务的相应参数,使得系统时时满足优化条件,在各种场景下都能实现最大信道吞吐率,同时又满足EDCA 支持QoS 区分的要求.仿真结果验证了DPS 算法不仅能够根据竞争节点的数目变化对信道吞吐率进行优化,而且其性能也明显优于标准的IEEE 802.11e EDCA 机制.

摘要:在XML 数据库中,小枝模式查询是XML 查询处理的核心操作.近几年,研究人员已提出许多种算法,如 Holistic Twig 和TJFast 算法等.然而它们都是基于归并的,会有很高的计算代价.已提出的Twig2Stack 和TwigList 算法虽然可以克服这一点,但算法非常复杂.针对这一问题,尤其是考虑了通常查询表达式中只有少数几个结点是最终的输出结点这一特点,提出了TiwgNM 算法及其扩展算法TiwgNME 算法.算法不需要归并,且只用了少数栈来实现.实验结果表明,这些算法优于以前算法,尤其是对查询中只有祖先-后裔关系的表达式更有效.

摘要:针对数据简化中的实例选择问题,基于抗体克隆选择学说提出了一种免疫克隆数据简化算法.利用马尔可夫理论证明了该算法能以概率1 收敛.通过对7 个具有代表性的标准UCI 数据集的简化实验证明了该算法的有效性.通过实验分析了权值参数λ的取值变化对算法性能的影响,确定了其最佳取值区间.针对海量数据集简化时算法收敛较慢的问题,引入分层编码策略.通过对7 个大规模及海量数据集的简化实验表明了在进化代数不变的情况下,新的编码方式能够极大地提高算法的收敛速度,得到更为理想的结果.通过对Letter 和DNA两个数据集的实验给出了分层编码中层数t的最佳取值区间.

摘要:传统的Laplacian 特征映射是基于欧氏距离的近邻数据点的保持,近邻的高维数据点映射到内在低维空间后仍为近邻点,高维数据点的近邻选取最终将影响全局低维坐标.将测地线距离和广义高斯函数融合到传统的Laplacian 特征映射算法中,首先提出了一种基于测地线距离的广义高斯型Laplacian 特征映射算法(geodesicdistance-based generalized Gaussian LE,简称GGLE),该算法在用不同的广义高斯函数度量高维数据点间的相似度时,获得的全局低维坐标呈现出不同的聚类特性;然后,利用这种特性进一步提出了它的集成判别算法,该集成判别算法的主要优点是:近邻参数K 固定,邻接图和测地线距离矩阵都只构造一次.在木纹数据集上的识别实验结果表明,这是一种有效的基于流形的集成判别算法.

摘要:聚类集成能成为机器学习活跃的研究热点,是因为聚类集成能够保护私有信息、分布式处理数据和对知识进行重用,此外,噪声和孤立点对结果的影响较小.主要工作包括:第一,分析了把每一个基聚类器看成是原数据的一个属性这种处理方式的优越性,发现按此方法建立起来的聚类集成算法就具有良好的扩展性和灵活性;第二,在此基础之上,建立了latent variable cluster ensemble(LVCE)概率模型进行聚类集成,并且给出了LVCE 模型的Markovchain Monte Carlo(MCMC)算法.实验结果表明,LVCE 模型的MCMC 算法能够进行聚类集成并且达到良好的效果,同时可以体现数据聚类的紧密程度.

摘要:引入一种按邻点对的相似性权值计算次数来归类Laplacian 的思想,并从理论上证明了包含多次相似性权值计算的Laplacian 构造比只计算一次或两次相似性权值的Laplacian 构造更能精细地刻画数据局部几何结构.据此提出了一种新的更能胜任自然图像景物提取任务的Laplacian 构造方法.该方法通过任意一对相邻像素在不同局部邻域内建立一个线性学习模型来重构不同的相似性权值.结合用户提供的部分前、背景标记约束,导出求解景物提取的半监督二次优化目标函数.当考虑通过对前、背景抽样来估计未知像素的颜色值时,优化目标可以迭代求解.更有意义的是,该迭代方法可以成功地将原来构造的其他Laplacian 推广应用于只提供稀疏指示条带的景物提取问题中.理论分析与实验结果均证实,所构造的Laplacian 能够更充分地表达图像像素间的内在结构,能以更精细的方式约束传播前、背景的成分比例而不仅仅是标号,从而获得更优的景物提取效果.

摘要:构建有效的扫描监测系统是早期检测和预警未知威胁的必要措施.利用网络中未使用IP地址空间构建扫描监测系统,具有检测准确、虚警率低等活动网络监测不可实现的优势,是一种非常有效的实现方式.针对利用未使用IP 地址实际部署有效扫描监测系统缺乏理论指导这一现状,提出一种新的基于路由分布的扫描监测模型,用于解决针对特定目标的有效扫描监测系统设计部署以及实际有限部署资源检测效用评估问题.基于模型提出部署阈值的概念,描述相同检测率要求下扫描监测系统规模与扫描源扫描宽度之间最经济的匹配阈值.基于路由分布的扫描监测模型和部署阈值,可为设计与实际部署资源相匹配的监测系统部署方案以及制定合理的检测目标提供理论参考,避免原有凭经验的盲目部署.仿真实验结果与理论分析结论相一致.

摘要:基于模型检测的规划方法是最近发展起来的新方法,它可以处理带有不确定性的规划问题.分别设计了对求弱规划解、强规划解和强循环规划解的问题中的状态进行分层的方法.状态被分层后,求规划解只需要在从上层到其下一层状态之间寻找状态动作序偶就可以了,其他状态动作序偶都可以去掉.分别获得了求弱规划解、强规划解和强循环规划解时状态被分层后的一些重要性质,这些性质是关于一些状态动作序偶是否可以不参与构成弱规划解、强规划解和强循环规划解的结论.通过所获得的性质可以将大量的状态动作序偶直接去掉,从而减少问题规模.以往的对基于模型检测规划的研究都是采用从目标状态开始的反向搜索方法,在状态被分层以后可以采用正向搜索技术展开相应的研究.

摘要:汉语组块分析是中文信息处理领域中一项重要的子任务.在一种新的结构化SVMs(support vectormachines)模型的基础上,提出一种基于大间隔方法的汉语组块分析方法.首先,针对汉语组块分析问题设计了序列化标注模型;然后根据大间隔思想给出判别式的序列化标注函数的优化目标,并应用割平面算法实现对特征参数的近似优化训练.针对组块识别问题设计了一种改进的F1 损失函数,使得F1损失值能够依据每个句子的实际长度进行相应的调整,从而能够引入更有效的约束不等式.通过在滨州中文树库CTB4 数据集上的实验数据显示,基于改进的F1 损失函数所产生的识别结果优于Hamming 损失函数,各种类型组块识别的总的F1 值为91.61%,优于CRFs(conditional random fields)和SVMs 方法.

摘要:模糊区域的不确定空间信息处理和空间关系表示是空间数据库、地理信息系统和计算机视觉等领域的研究热点和难点.为了有效地处理模糊区域内模糊点的未确定隶属信息和复杂的动态区域关系,引入vague 集的概念和理论对静态和动态vague 区域关系进行了系统研究.基于vague 集对vague 区域进行了形式化定义,对无核和含核vague 区域进行了划分;研究了3 种基vague 域空间关系及其动态变化关系;给出了含核vague 域的空间关系表和子区域组合的动态蕴涵关系;研究了含核vague 域动态转变关系,给出了动态关系邻接表和动态关系转变路径.进一步给出了实例模型,进行了实例分析.研究成果可以较好地处理vague 区域内的模糊点未确定的隶属信息和动态vague 区域空间关系表示和动态转化及动态关系预测等问题.

摘要:通过分析交叉点规模对交叉算子空间搜索性能的影响,可以发现在遗传算法的搜索过程中,其对交叉点规模的需求是随群体状态的演变而动态变化的.为实现对交叉点规模的优化,提出使用分阶段调整策略、随机分配策略以及自适应进化策略3 种方法来完成对交叉点规模的动态调控.对典型高维函数的优化实验表明,上述方法可以显著提高交叉操作的搜索效率,其中,自适应进化策略利用搜索机制可以发现一类高维函数交叉点规模的控制知识,实验结果证实了此类知识的有效性.此外,该研究也为对进化算法中算子和参数的优化提供了新思路.

摘要:细粒度的数据完整性检验可以减小因偶然的错误或个别的篡改而造成的数据失效的灾难性影响,成为计算机取证的重要需求.每份数据各自生成Hash 值的方法会产生大量的Hash 数据.因Hash 数据属于随机性数据而无法压缩,给Hash 数据存储及网络传输带来不利影响.针对细粒度数据的完整性检验问题,提出了基于纠错编码思想的细粒度数据完整性检验方法——完整性指示码,给出了完整性指示码的若干性质.设计了指示单个错误的组合单错码,分析了该码的基本性能.结果表明,该码可以轻易地达到几百倍的压缩率.得出的结论为细粒度数据完整性检验的进一步研究及相关的应用提供了理论支持.

摘要:随着大量数据以XML格式保存,针对XML文档的关键词检索技术已经成为信息检索和数据库等相关领域的研究热点.以树的杜威编码为基础,分析并证明了XML 关键词检索中核心概念SLCA(smallest lowest commonancestor)的两个重要性质,并在其基础上提出了Nearest Pair 算法.该算法采用二分迭代查找技术寻找最邻近点,将求解中间结果的次数降低了一个量级.实验结果表明,该算法的性能在绝大多数情况下优于现有主流算法.

摘要:在实际应用中,为不一致的XML 文档计算最优修复意义重大.但求解最优修复是一个NP 完全问题,特别是在XML 文档同时违反函数依赖约束和主键约束时.提出一个基于代价模型的、可以在多项式时间内完成的启发式修复求解算法.该算法首先借助索引表,在一遍扫描原始XML 文档的情况下寻找不一致数据集,然后为每一类约束的不一致数据集构造候选修复,同时计算其修复代价,最后启发式地求解一个代价最小的修复方案.实验结果表明,该算法的时间复杂度不超过冲突类的3 次方,即便是在不一致数据量很大、噪声比例很大以及涉及多类语义约束时,也能较快地完成修复.

摘要:低速率拒绝服务攻击(low-rate denial-of-service,简称LDoS)比传统的DDoS(distributed DoS)攻击更具隐蔽 性和欺骗性,依据其周期性脉冲突发特点,设计实现了一种基于小波特征提取的LDoS 检测系统DSBWA(detection system based on wavelet analysis).该系统以到达检测节点的数据包数目为研究对象,通过小波多尺度分析,结合 LDoS 的攻击规律提取5 个特征指标,在此基础上采用BP 神经网络进行综合诊断.一旦检测出LDoS 攻击,系统定位 攻击脉冲数据的到达时刻以获得攻击者的相关信息.NS-2 模拟实验结果表明,DSBWA 具有高检测率和低误警率,并 且能够检测出LDoS 变种攻击,消耗计算资源少,具有良好的实用价值.

摘要:无线传感器网络(wireless sensor networks,简称WSNs)通常是资源有限的,且具有较高的链路差错率.在这样的网络环境中,高可靠性的传输协议会消耗过多的能量并产生较大的传输延迟.而另一方面,许多部署在WSNs 环境中的应用可以容忍一定程度的数据包丢失.因此,在这种特殊的网络背景和应用需求环境中,随机投递传输协议应运而生.这种类型的传输协议在有限的网络资源和传输可靠性之间实现了适当的折衷,符合众多传感器网络应用系统的特殊需要.为了对已有的几种随机投递传输协议进行性能分析与评价,采用带吸收态的有限状态马尔可夫链模型对其进行建模.这种建模方法使得协议性能参数的分析计算过程更加直观、简练、易于理解.分析了不同网络参数条件(如源到目的节点之间的跳距,无线链路位差错率等等)对于协议性能的影响.为了提高随机可靠传输协议的效率,部分协议中引入了逐条应答机制或利用无线链路广播特性.分析结果显示,这些措施对协议性能的影响在不同的网络参数条件下也有所不同.最后,为体现分析模型的作用,基于理论分析结果对部分协议进行了改进,并仿真显示改进的效果.

摘要:针对稠密部署ad hoc 网络中暴露节点问题引起的网络空间利用率低、吞吐量下降的问题,提出一种包侦听多路接入/冲突避免(packet sensing media access with collision avoidance,简称PSMA/CA)MAC 协议.在PSMA/CA协议中,节点通过信道侦听和邻近节点集交换获取两跳范围内邻近节点信息,暴露节点在发送数据之前,首先侦听网络中当前会话,得到会话双方地址,根据两跳范围内邻近节点信息计算当前会话与欲建立会话之间的关联度,当会话关联度小于信噪比要求时,允许暴露节点建立会话.PSMA/CA 协议允许满足条件的暴露节点建立并行会话,以提高网络空间利用率.仿真结果表明,与802.11DCF 相比较,PSMA/CA 协议下平均网络吞吐量增加20%.与其他针对暴露节点问题提出的算法相比较, PSMA/CA 不需要节点间同步,对现有无线网络硬件设备也没有提出新的要求,具有更强的适应性.

摘要:与传统的全向传感器不同,有向传感器可以切换到不同的方向,并且每个方向覆盖有限角度的感应范围.针对有向传感器网络的区域覆盖问题,研究了“最大有向区域覆盖”MDAC(maximum directional area coverage)问题,期望通过调度传感器的工作方向,最大化覆盖区域面积.首先给出了MDAC 的问题定义,使用整数线性规划描述MDAC 问题,并且证明其是NP 完全的.然后提出一种分布式贪心算法DGreedy(distributed greedy algorithm)解决MDAC 问题.在此基础上,通过计算可能的覆盖贡献比例来反映网络拓扑信息.还提出了一种增强的算法PGreedy(distributed probability-enhanced greedy algorithm)使覆盖区域更大.证明了所提算法的收敛性,并通过详细的模拟实验验证了其有效性.

摘要:短消息指标可以度量隐蔽信道的短消息传输能力,是信道容量的必要补充.但指标现有定义中还存在着以下问题:消息长度参数在普通信息系统中不能定量分析;信道限制机制难以同时满足传输时间和保真度两个约束;没有包含消息的敏感度信息.针对这些问题,首先通过引入短消息传输价值的概念,给出了短消息指标的新定义.在该定义中,利用价值阈值统一表示系统对信道短消息传输能力的容忍程度,并且在所采用的价值函数中引入了消息的敏感度因素.其后,基于安全实时数据库应用场景给出了结合短消息指标和信道容量的事务隐蔽信道度量和限制机制.理论分析和模拟结果表明,基于短消息指标的新定义,系统可以对隐蔽信道威胁实施全面的度量和可调节的限制.

摘要:可用带宽测量对于网络行为分析、网络服务质量(quality of service,简称QoS)的验证等有很重要的作用.现有可用带宽测量工作主要集中在端到端路径可用带宽测量,仅提供路径上承压链路(tight link)的信息,而不能提供其他关键链路的信息.为此,提出一种新颖的链路可用带宽测量算法LinkPPQ(trains of pairs of packet-quartets used to measure available bandwidth of arbitrary links),它采用由四探测分组结构对构成的探测序列,能够测量网络中任意链路的可用带宽,并跟踪该链路上背景流的变化.在仿真环境和实际网络环境下研究了LinkPPQ 的性能.仿真结果表明,在几种不同背景流场景下,对于具有单狭窄链路的路径和具有多狭窄链路的路径,LinkPPQ 都能够对各个链路的可用带宽进行有效的测量.绝大多数情况下测量误差小于30%,且具有较好的测量平稳性.实验网的实验结果也表明,LinkPPQ 可以准确测量以下几种情况下的链路的可用带宽:a) 从容量为10Mbps 的链路准确地测量一条100Mbps 链路的可用带宽;b) 准确测量容量10 倍于紧邻其后狭窄链路的容量的链路的可用带宽;c) 准确测量具有多狭窄链路的路径上各狭窄链路的可用带宽.

摘要:提出了一种传感器网络中分布式多分辨率数据压缩算法.在分布式域剖分模型DDPM(distributed domain partition model)基础上,提出了一种多分辨率的数据压缩模型MDCM(multiscale data compress model),DDPM 把传感器网络按域划分来构建连通核,传感节点只需在连通核中寻径,因而能够明显减少寻径时间复杂度并且具有更好的分布性;MDCM 利用Voronoi 网格来对DDPM所形成的域中的节点进行划分,然后采用多分辨率方法构建数据压缩模型.理论分析和实验仿真结果表明,MDCM 具有很好的逼近性能,并且能够对传感器网络中的数据进行有效压缩,可以更大程度地降低传感器网络中的数据传输量.

摘要:提出一种基于簇结构的传感器网络数据聚集估算机制CASA(clustering-based approximate scheme for data aggregation).在保证用户对数据精确度需求的前提下,CASA 通过最小化网络通信开销以及协调节点间的负载均衡,有效地提高了估算机制的节能性能.CASA 采用最优的分簇规模参数,在基于分簇的网内聚集估算架构中能够最小化网络节点的总体通信开销.此外,CASA 考虑到部署区域感知数据变化率的差异性,采用自适应的误差分配方案来进一步降低网络节点的通信开销,维护节点间的负载均衡.模拟实验结果表明,CASA 估算机制能够显著地提升传感器网络网内数据聚集机制的节能性能,同时保证聚集数据的精确程度.

摘要:传感器节点的合理分布并保障节点间安全通信是无线传感器网络设计中的关键问题.传统的节点分布优化算法仅以提高网络有效覆盖率为目标,极易导致网络安全连接度的降低.针对该问题,从理论上对传感器网络拓扑模型进行了建模分析.结合具有快速多目标优化能力的精锐非支配遗传算法,提出一种基于安全连接的节点位置优化算法,从而保证网络实现目标跟踪和安全通信的质量效果.分析了随机部署模型与基于预知分配坐标的高斯部署模型下算法的求解性能,仿真结果表明,所提出的算法能够快速收敛于网络覆盖率和安全连通度两者的折衷点,满足无线传感器网络的实际需求.

摘要:基于角色的管理模型被用于管理大型RBAC(role-based access control)系统的授权关系,UARBAC 具有可扩展、细粒度等优点.UARBAC 的管理操作包含隐式授权.隐式授权分析说明UARBAC 管理操作的两类缺陷,包括两个定义缺陷,即无法创建客体和虚悬引用,以及一个实施缺陷,即不支持最小授权.通过修改管理操作更正定义缺陷,提出实施缺陷的改进方案.定义实施最小授权的最小角色匹配问题,证明该问题是NP 难,并给出基于贪心算法的可行方案,帮助管理员选择合适的管理操作将最小角色集合授予用户.

摘要:k-匿名机制是LBS(location based service)中保证查询隐私性的重要手段.已有文献指出,现有的k-匿名机 制不能有效保护连续性查询的隐私性.提出一种连续查询发送模型,该模型融合了查询发送时间的间隔模型和连续性模型,针对此模型下的两种k-匿名算法Clique Cloaking 和Non-clique Cloaking,分别提出了一种连续查询攻击算 法.在此攻击算法下,匿名集的势不再适合作为查询匿名性的度量,因此提出一种基于熵理论的度量方式AD(anonymity degree).实验结果表明,对连续性很强的查询,攻击算法重识别用户身份的成功率极高;AD 比匿名集的势更能反映查询的匿名性.

摘要:提出了一种高效的无随机预言机的可验证加密签名方案.该方案使用近来出现的Gentry 签名进行构造,并在标准模型下严格证明其安全性.与同类方案相比,该方案构造简单,有较短的公钥尺寸、较低的计算代价以及较紧的安全归约.它是一个真正实践的无随机预言机的可验证加密签名方案,可以用于实际的在线合同签署协议.此外,方案的证明依赖于强Diffie-Hellman 假设,也有其独立的价值.

摘要:微处理器设计日趋复杂,如何对微处理器设计进行有效而充分的验证,成为芯片流片成功的关键因素之一.在介绍微处理器功能验证的一般理论和方法的基础上,介绍了“申威-1 号”高性能微处理器的功能验证所采用的验证策略及各种验证方法.RTL(register transfer level)级验证是功能验证的重点,模拟验证是“申威-1 号”RTL 级验证的主要验证手段.详细介绍了如何综合采用多种验证技术来解决RTL 级模拟验证的几个关键问题:高质量测试激励生成、模拟结果正确性的快速判断以及验证覆盖率目标的实现.最后对各种验证方法所取得的验证效果进行了分析.