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协同调制识别算法在电力线通信网络中的设计与实现

石刘强; 石顾禹; 杨明; 钱玉文 南京理工大学电子工程与光电技术学院; 南京210094

摘要:电力线通信(PLC)是物联网、智能电网中重要的通信方式。然而,当有新节点接入PLC网络时,无法正确识别PLC网络中具体的调制方式,从而导致接入失败。为此,通过构建多输入多输出(MIMO)的PLC系统模型,提出一种基于PLC-MIMO结构的协同调制识别方法,以实现新节点自动接入PLC网络。采用多节点的发送信号四阶累积量作为识别器的特征参数,结合极大似然的判决规则进行协同识别,同时引入权重因子,设计一种改进协同调制识别算法来提高正确识别率。仿真结果表明,与一般协同识别算法相比,该算法正确识别率提高6 %,具有更好的识别性能,可适用于PLC传感网络系统。

  • 一种拟态构造的Web威胁态势分析方法

    作者:李卫超; 张铮; 王立群; 刘镇武; 刘浩 期刊:《计算机工程》 2019年第08期

    基于裁决差异性判别进行威胁推测是拟态防御系统屏蔽和阻断攻击威胁的重要机制,然而现有的拟态裁决机制无法对拟态防御系统安全态势进行有效归纳分析和威胁管控。为此,以拟态Web服务系统为例,将网络态势感知技术融入到拟态防御架构中,提出一种改进的Web威胁态势分析方法。对多层次的拟态裁决告警日志进行数据关联,挖掘及分类融合提取的特征数据信息,并对不同类型的分类数据进行可视化展示。实验结果表明,该方法能够显示拟态防御系统的安全状态,及时获悉异常执行体的运行情况,从而实现对拟态防御系统的安全态势进行分析与评估。

  • 异构计算环境下一种新型的多DAG任务调度算法

    作者:焦一鸣; 周川; 郭健; 崔玉伟 期刊:《计算机工程》 2019年第07期

    随着计算机技术的发展与用户需求的不断提升,多有向无环图(DAG)共享一组异构计算资源的问题受到广泛的关注。但由于实际任务的复杂多变,多个DAG之间存在一定的差异,导致多DAG调度策略存在公平性问题。为此,提出一种改进的启发式公平调度算法IFairness。在选择待调度DAG阶段采用一种新的评判指标DAG完成度,代替原Fairness算法中的剩余 Makespan 作为DAG选择依据,在计算每个DAG的滞后程度阶段,采用“向后看”一步的原则,解决某些DAG在初期得不到调度的问题。仿真结果表明,与原Fairness算法相比,IFairness算法不公平程度降低了7.28 %,资源利用率提升了11.97 %,有效提高了调度算法的公平性及资源利用率。

  • Survivability Mechanisms of Complex Computer Systems Based on Common Information Space

    作者:DODONOV; Oleksandr; JIANG; Bo; DODONOV; Vadym 期刊:《计算机工程》 2019年第07期

    The survivability of computer systems should be guaranteed in order to improve its operation efficiency,especially for the efficiency of its critical functions.This paper proposes a decentralized mechanism based on Software-Defined Architecture(SDA).The concepts of critical functions and critical states are defined,and then,the critical functional parameters of the target system are collected and analyzed.Experiments based on the analysis results are performed for reconfiguring the implementations of the whole system.A formal model is presented for analyzing and improving the survivability of the system,and the problem investigated in this paper is reduced to an optimization problem for increasing the system survival time.

  • 一种安全关键的嵌入式实时操作系统内核设计

    作者:欧阳湘臻; 朱怡安; 李联; 史先琛 期刊:《计算机工程》 2019年第07期

    在研究ARINC-653标准的时空隔离原理基础上,设计并实现一种安全关键的嵌入式实时操作系统。采用微内核设计,通过基于Manifest的任务与分区管理、软硬件结合的分区保护及软件静态验证,提升系统可靠性与可配置性。在PowerPC平台上实现嵌入式实时操作系统内核原型并对其进行功能与性能测试,结果表明该操作系统内核功能完备,满足软硬件分区、栈溢出保护与监测、驱动故障保护等需求,且综合性能优于同类操作系统内核。

  • 高吞吐量QC-LDPC码分层译码设计

    作者:徐斌; 贺玉成 期刊:《计算机工程》 2019年第07期

    针对低密度奇偶校验译码器吞吐量较低、存储资源消耗较多的问题,提出一种QC-LDPC码分层译码算法。利用接收信道模块初始化似然比信息,并结合存储校验信息和后验信息给出基于分层最小和的节点自更新译码算法,根据后验信息符号位对译码器进行判决。仿真结果表明,改进译码器资源消耗相对于传统译码器减少20 %,当迭代次数为10时,吞吐量可达516.8 Mb/s。

  • 基于Pearson相关系数的Cache计时模板攻击方法

    作者:程志炜; 陈财森; 朱连军; 莫伟锋; 王会宇 期刊:《计算机工程》 2019年第07期

    针对Cache计时模板攻击所采集数据噪声较多的问题,提出一种利用访问地址Cache命中率建立计时模板的方法,并根据Pearson相关系数对输入值进行判断。通过Flush+Reload攻击方法对计算机的键盘输入进行攻击,获取每个地址的Cache命中率,将Cache命中率高的地址转换为模板矩阵,利用该模板矩阵计算Pearson相关系数并根据系数大小判断输入值。实验结果表明,与均方误差法相比,该方法能够提高对输入值的判断准确率。

  • 基于D-AHP与灰色理论的信息安全风险评估

    作者:许硕; 唐作其; 王鑫 期刊:《计算机工程》 2019年第07期

    充分考虑评估信息不确定性对评估结果的影响,提出一种基于D数层次分析法(D-AHP)与灰色理论的信息安全风险评估方法。根据相关行业标准识别信息系统的资产、威胁、脆弱性及已有安全措施,构建评估指标体系并建立层次化结构模型。使用D-AHP方法求解各指标的影响权重,以解决评估信息不确定性问题。针对评估过程中信息资源不足的灰性特征,运用灰色理论求解灰色评价矩阵。在此基础上,对信息安全风险进行综合评估并直观显示评估结果。分析表明,该方法可利用不确定信息进行风险评估,为制定有针对性的风险管控策略提供参考。

  • 基于BP神经网络的异常轨迹检测方法

    作者:俞庆英; 李倩; 陈传明; 林文诗 期刊:《计算机工程》 2019年第07期

    为有效利用轨迹内外部属性进行异常检测,提出一种基于BP神经网络的异常轨迹识别方法。对原始轨迹数据进行去噪处理,存储至百度云的LBS云端,基于百度地图的轨迹数据可视化网站实现轨迹显示,并通过归一化数据计算轨迹属性值。同时,将轨迹内外部特征属性作为BP神经网络算法的输入层,轨迹相似度量值作为输出层,调整隐含层系数得到训练模型,从而识别用户异常轨迹。在2个用户数据集上的仿真结果表明,该方法的异常轨迹识别准确率分别达到92.3 %和100 %。

  • 改进的代价聚集快速立体匹配算法

    作者:杨罡; 晋涛; 王大伟; 曹京津; 张娜; 严碧武; 李涛; 程远 期刊:《计算机工程》 2019年第07期

    针对立体匹配中的代价聚集问题,提出一种改进的代价聚集算法。对图像进行超像素分割并建立最小生成树,采用树形滤波器进行代价聚集,生成超像素代价。利用权重融合初始像素代价和超像素代价,得到最终的像素代价。实验结果表明,与最小生成树、线段树等算法相比,该算法的时间复杂度较低,且生成的视差图具有良好的边缘保持特性。

  • 基于桥接系数的指挥控制网络桥边识别方法

    作者:高秀娥; 陈小双; 王运明; 陈波 期刊:《计算机工程》 2019年第07期

    桥边是网络结构连接的枢纽,在指挥控制网络信息流转中起着重要作用。针对指挥控制网络的桥边进行精准识别并加以保护,可提高指挥控制网络的抗毁性。为此,提出一种基于桥接系数的桥边识别方法。计算桥边的两端节点之间可达的二级和三级路径,根据两者之和与该边两端节点的增广度乘积之比定义桥接系数,并据此判断边的关键度。仿真结果表明,该方法与边介数方法识别出的桥边相似度超过50 %,识别出73 %的关键边能被Jaccard系数和边介数方法识别,利用边删除法验证桥边的关键度,其识别精度高于度乘积、Jaccard系数以及边介数方法。

  • 基于维度加权的残差LSTM短期交通流量预测

    作者:李月龙; 唐德华; 姜桂圆; 肖志涛; 耿磊; 张芳; 吴骏 期刊:《计算机工程》 2019年第06期

    基于神经网络的交通流量预测由于嵌入了部分手工设计的特征,使得提取的网络特征功能单一,存在适应性及鲁棒性差、数据局部特征刻画不准确等问题。为此,提出基于残差长短期记忆网络(LSTM)的交通流量预测方法,利用集成学习思想将空间分布的数据端到端训练到残差LSTM网络中,同时在每个LSTM单元后引入维度加权单元,显式建模特征维度之间的相互依赖关系。实验结果表明,该方法能实现短期交通流量数据的自适应建模分析。

  • 求解复杂交通流模型的低耗散中心迎风格式

    作者:杨苗苗; 封建湖; 程晓晗; 冯娟娟 期刊:《计算机工程》 2019年第06期

    针对非均匀道路上的多车种LWR交通流模型,提出一种低耗散中心迎风格式。以4阶中心加权基本无震荡重构和低耗散中心迎风数值通量为基础,通过构造不同形式的全局光滑因子及增大非光滑模板对应的非线性权重优化数值格式的耗散特性,并采用Runge-Kutta方法对半离散数值格式在时间方向上进行离散使其保持4阶精度。对非均匀道路上多车种LWR交通流模型的车道数变化和交通信号灯控制问题进行数值模拟,结果表明该格式具有4阶求解精度,且分辨率高。

  • 基于ARM V8平台的向量算法库实现与优化

    作者:王晶; 张云泉; 梁军 期刊:《计算机工程》 2019年第06期

    基于ARMV8架构的VecOp向量算法库,提出一种基础向量算法在ARMV8平台上实现和优化的方案。从访存对界优化、指令集优化、基本块优化以及向量分支优化4个方面进行精细调优,提升向量算法函数在ARMV8平台上的性能,以实现VecOp算法库在ARMV8平台上的优化。实验结果表明,该方案在ARMV8计算平台上实现的向量算法库性能提升可达到10%~300%。

  • 基于聚类优化的SDN多域自适应管理方法

    作者:姚蓝; 兰巨龙; 胡涛 期刊:《计算机工程》 2019年第06期

    针对软件定义网络(SDN)多域网络中存在子域规划及控制器部署不合理的问题,提出一种新的SDN多域自适应管理方法。基于改进的节点聚类思想,设计SDN子域划分优化算法,依据网络中的吸引度和归属度对节点进行聚类,完成子域规划。面向子域中不同网络代价,给出控制器自适应部署算法,并通过代价加权求和得到子域网络总开销,完成控制器部署。仿真结果表明,与控制器自适应部署算法、负载均衡算法等相比,该方法网络子域划分和控制器部署更加合理,可节约23%的备份控制器空间,改善网络的综合性能。

  • 基于分布式协作Q学习的信道与功率分配算法

    作者:徐琳; 赵知劲 期刊:《计算机工程》 2019年第06期

    为提高分布式认知无线网络认知用户信道与功率分配算法的能量效率和收敛速度,将单位能量的平均比特数作为通信效率指标,平衡用户通信质量和系统能量消耗,提出一种基于多Agent协作强化学习的分布式信道与功率分配算法。在多Agent独立Q学习的基础上引入协作学习,各用户通过独立Q学习后,共享Q值并进行融合再学习。仿真结果表明,与基于能效的独立Q学习算法、独立Q学习算法以及随机功率分配算法相比,该算法能够有效提高认知用户发射功率和信道分配时的收敛速度。

  • 一种可证安全高效无证书短签名方案

    作者:左黎明; 周庆; 陈兰兰 期刊:《计算机工程》 2019年第06期

    在无证书密码学体制中,公钥与持有者之间没有认证关系,可能产生恶意用户替换用户公钥的问题。为此,对无证书签名定义进行改进,提出一种可证安全的无证书短签名方案。方案的安全性基于Inv-CDH问题,并在随机预言机模型下给出完整的安全性证明,证明其在新敌手下的适应性选择消息攻击中抗存在性伪造。利用C语言实现此方案,并将其与经典短签名方案以及近年无证书短签名方案进行性能分析与比较。结果表明,在签名阶段该方案仅需1次倍点运算,在验证阶段需要2次倍点运算和2次双线性对运算,其签名长度短、运算效率高。

  • 联合耦合字典学习与图像正则化的跨媒体检索方法

    作者:刘芸; 于治楼; 付强 期刊:《计算机工程》 2019年第06期

    跨媒体检索方法多数将2个模态的原始特征映射到公共子空间,在子空间中执行跨媒体检索,忽略了判别特征的选择以及模态间的关系。为此,提出一种基于耦合字典学习和图形正则化的新型跨模态检索方法。通过关联和联合更新不同模态的字典,为不同的模态生成均匀的稀疏表示。将不同模态的稀疏表示投影到由类标签信息定义的公共子空间中,以执行跨模态匹配,同时对投影矩阵施加21范数项,选择特征空间的相关和辨别性特征。在此基础上,利用图正则化项保留模态间和模态内相似关系。实验结果表明,与典型相关分析方法相比,该方法跨媒体检索精度较高。

  • 基于事件本体的新闻个性化推荐

    作者:朱文跃; 刘炜; 刘宗田 期刊:《计算机工程》 2019年第06期

    针对传统推荐系统中存在的冷启动、数据稀疏、语义缺乏、推荐精度较低等问题,提出一种基于事件本体的推荐算法。结合新闻的分类结构和新闻语料构建事件本体,对用户浏览的新闻进行要素抽取并构建用户兴趣模型。基于事件本体的分类结构计算新闻事件之间的相似度,通过用户兴趣模型计算用户兴趣相似度,根据事件本体非层次结构的语义半径寻找相关新闻事件。综合事件本体相似度、用户兴趣相似度和非层次结构相似度3个方面得出新闻个性化推荐结果。实验结果表明,该算法的推荐结果优于协同过滤推荐算法和基于内容的推荐算法。

  • 基于KNN算法的可变权值室内指纹定位算法

    作者:戴志诚; 李小年; 陈增照; 何秀玲 期刊:《计算机工程》 2019年第06期

    针对基于静态权值的室内指纹定位算法存在定位精度低、定位结果不稳定以及环境适应性差等问题,提出一种以欧氏距离为权值参考的可变权值室内指纹定位算法。该算法分为离线采样阶段和在线定位阶段。离线采样阶段对接收信号强度指示(RSSI)值进行高斯滤波去噪构建指纹库。在线定位阶段引入权值指数α、β,分别以RSSI、欧氏距离为权值参考计算最近邻点及其加权质心,得出待测节点的坐标。实验结果表明,相比KNN和RW算法,该算法定位精度高,其平均误差为0.965m,且定位误差波动小。

  • 区块链技术综述

    作者:张亮; 刘百祥; 张如意; 江斌鑫; 刘一江 期刊:《计算机工程》 2019年第05期

    基于区块链整体架构介绍技术栈层级,以比特币为例分析区块链工作原理,从分布式账本的角度描述区块链账本存储模型和账本分类情况。区块链中的数据通过共识算法在全网传播、达成共识并存储。在不存在可信第三方的情况下,利用智能合约实现交易、事务及分布式应用的独立运行,保证区块链数据的完整性、安全性及合法性。同时将哈希算法与默克尔树相结合降低区块链存储空间,基于数字签名算法为区块链参与者提供匿名身份证明,并使用加解密技术进一步保护区块链数据隐私。针对区块链安全、隐私保护、钱包管理等问题对当前研究的不足和未来的研究方向进行分析和展望。

  • 基于节点介数与边缘流行度的NDN缓存策略

    作者:陈劼博; 郑烇; 王嵩 期刊:《计算机工程》 2019年第05期

    针对命名数据网络(NDN)架构中多数缓存策略的冗余与低效问题,提出一种基于节点介数与边缘内容流行度的缓存放置策略BEP。结合节点的介数中心性与内容的动态流行度,同时考虑缓存的过滤作用,将最流行的内容放置在最重要的节点上,以高效利用稀缺的缓存资源。仿真结果表明,与经典NDN缓存策略LCE、LCD相比,BEP能有效提高缓存命中率,降低服务器负载。

  • 基于位置的自动化网络流协议逆向分析方法

    作者:侯方杰; 王雷; 王嵩; 盛捷 期刊:《计算机工程》 2019年第05期

    现有自动化网络流协议逆向分析方法处理含有大量二进制报文数据的协议时难以准确推断报文格式。为此,提出一种改进的自动化网络流协议逆向分析方法(PoKE)。通过为关键词添加位置属性,提取出二进制报文数据中长度较短的关键词。利用关键词对报文进行标记,根据标记序列建立协议状态转移模型,同时采用基于报文分割和关键词提取的递归循环方式,实现更全面的关键词信息提取。实验结果表明,与Biprominer方法相比,PoKE方法能提取出更多的关键词信息,从而建立更精确的二进制协议模型。

  • 基于语义结构的迁移学习文本特征对齐算法

    作者:卢晨阳; 康雁; 杨成荣; 蒲斌 期刊:《计算机工程》 2019年第05期

    特征对齐在源域和目标域空间不一致时会导致负迁移现象。为此,提出一种基于GloVe和WordNet模型的迁移学习文本特征对齐算法。根据数据样本词性和类别对分类任务进行特征筛选,选择源域和目标域的领域共有词作为枢纽词,使用GloVe模型对齐源域和目标域中最相似的非枢纽特征。在此基础上,根据源域和目标域的非共有特征,通过WordNet模型对领域独立特征完成强语义对齐,同时利用含有枢纽特征的对齐三元组表示对齐特征。实验结果表明,该算法可有效降低特征维度,扩充特征空间,提高跨领域文本分类精度。

  • 基于分段损失的生成对抗网络

    作者:刘其开; 姜代红; 李文吉 期刊:《计算机工程》 2019年第05期

    生成对抗网络(GAN)在训练过程中未能有效进行生成器与鉴别器间的同步更新,导致模型训练不稳定并出现模式崩溃的现象。为此,提出一种基于分段损失的生成对抗网络PL-GAN。生成器在不同的训练时期采用不同形式的损失函数,同时引入真实样本与生成样本之间的特征级损失,从而使鉴别器提取的特征更具有鲁棒性。MNIST和CIFAR-10数据集上的实验结果表明,与regular GAN、feature-wise GAN相比,PL-GAN具有更高的分类精度与运行效率。

  • 锚点领域回归与稀疏表示的图像超分辨率方法

    作者:端木春江; 左德遥 期刊:《计算机工程》 2019年第05期

    结合锚点领域回归与稀疏表示方法,提出一种改进的图像超分辨率方法。通过对高分辨率图像采用模糊和下采样操作生成低分辨率图像,基于锚点邻域回归的线性映射函数训练投影矩阵,利用稀疏表示的方法训练和学习稀疏字典对。在图像放大阶段,根据训练好的投影矩阵重建主要高频特征,利用稀疏字典对补充残差高频特征。实验结果表明,该方法能较好地保持图像的局部细节信息,减少块效应和伪影效应。

  • 基于节点能力度的P2P流媒体资源调度算法

    作者:潘向辉; 陈亚军; 吴学毅 期刊:《计算机工程》 2019年第05期

    传统流媒体网络因流媒体数据量较大的特点,使服务器的负载重、主干网压力大,从而导致网络吞吐量降低。为此,提出P2P流媒体资源调度算法。通过引入节点能力度和数据块优先级概念,构建多层管理流媒体系统模型。在此基础上,给出多源节点协同调度算法。实验结果表明,与基于数据块优先级的资源调度算法、先来先服务算法相比,该算法能有效缩短系统启动时延,提高播放连续度。

  • 基于信息增量特征选择的微表情识别方法

    作者:张延良; 卢冰 期刊:《计算机工程》 2019年第05期

    基于LBP-TOP、HOG-TOP、HIGO-TOP特征描述子的微表情识别方法通常提取到的特征向量维度较高,计算复杂度较大,运行时间较长,识别准确率较低。为此,提出一种基于信息增量(IG)特征选择的识别方法。运用IG特征选择方法对高维度特征向量进行降维,提高识别效率。运用支持向量机分类器的线性核、卡方核、直方图交叉核进行留一交叉验证,以完成分类任务。在SMIC和CASME2数据集上进行实验,结果表明,经IG选择后,特征向量在2个数据集上的识别准确率分别达到76.22 %和73.68 %,分类所需时间分别缩短为原方法的3.67 %和 3.64 %,验证了该方法的有效性。

  • 基于Event-B的自动化模块组合方法研究

    作者:陈金鑫; 苏雯 期刊:《计算机工程》 2019年第05期

    Event-B共享变量和共享事件方法可将大型系统分解成多个子系统,并独立建模开发,但其需要手工干预以实现模型间事件的组合。为提高组合效率,提出一种针对模型的自动化组合理论,并开发自动化组合工具原型。为在精化模型中逐步引入模块调用,改进PROG方法,开发自动精化工具原型。通过2个应用案例,验证了自动化组合工具能自动组合事件,自动精化工具能减少调用变量的数量,从而增强系统模型的可读性和可维护性。

计算机工程

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