压缩感知非凸优化超宽带信道估计方法研究

超宽带信号由于传输路径较复杂且功率谱密度较低，准确的信道估计十分重要．但是由于其带宽较宽，难以直接采样．压缩感知理论提供了一种可行的低速采样方法．目前的压缩感知超宽带信道估计方法一般采用l1范数约束的凸优化形式或无稀疏性的l2范数约束形式，对目标向量的稀疏性约束不强，而拥有最强稀疏性的l0范数又缺少有效的重构算法．针对上述问题，本文设计一种基于非凸优化算法的压缩感知超宽带信道估计方法．首先将目标函数设置成l，范数约束的非凸优化形式，然后利用凸函数较易求得极值的性质，将原非凸函数组合成为凸函数形式的目标函数，并通过每步迭代凸函数对非凸函数的逼近来求解目标函数，进而估计出原信道．由于lp范数更接近于l0范数，所以对目标向量稀疏性的约束更强．实验结果表明，所提方法相对于现有的压缩感知超宽带信道估计方法能够有效降低重构误差．     

多变量Hash函数的构造理论与方法

文中基于多变量非线性多项式方程组的难解性问题,并结合HAIFA迭代框架,提出了一种新的Hash算法,它与目前广泛使用的Hash算法相比具有下列优点:安全性基于一个公认的数学难题;输出Hash值长度可变;设计自动化,用户可根据实际需求构造满足其特定要求的Hash函数.同时还详细讨论了新算法的安全性、效率和性能,通过理论分析,选取适当参数的新算法,在其难解性问题的假设前提下,可达到理想Hash函数的安全性强度;实验结果表明,新算法在效率和性能方面与其他Hash函数具有可比性.此外,由于新算法具有良好的随机性,还可将其作为一种伪随机数生成器.     

FFH/MFSK噪声归一化合并接收机在部分频带干扰Rayleigh衰落信道下的性能分析

快速跳频系统能减少干扰对系统性能带来的性能损伤.文中分析了快速跳频M元频移键控(FFH/MFSK)噪声归一化接收机在部分频带噪声干扰非频率选择性Rayleigh信道下的性能.不同于以往的研究结果,利用数值计算的方法来近似计算误比特率,文中采用复变函数的相关理论,给出了误比特率的闭合表达式.最后对系统性能进行了仿真,仿真结果与理论分析结果完全一致;系统性能不会随着分集度的不继增大而持续变好,而是存在一个最佳分集度;最佳分集度的大小随着信道条件的变化而不同;增大系统的调制阶数会提高系统性能.     

基于IEEE 802.15.3a信道的UWB能量检测系统的平均捕获性能

文中针对IEEE 802.15.3a信道下UWB能量检测系统的"检测窗口内多径能量和的概率密度求解"与"捕获性能指标计算的平均方式"两个理论问题,以簇生点过程描述检测窗口内的随机变量,给出多径能量和均值及方差的闭合解,并以对数正态分布近似其概率密度,推导出捕获命中集的闭合表达式.同时分别基于"检测概率平均"和"信道样本平均"两种方式,结合Markov链和信号流图推导出信号捕获的平均性能指标,并深入分析了两种平均方式的适用条件.实验结果表明,点过程模型的命中集在不同信道条件的两种平均方式下都具有较好的适用性;不同的平均方式下捕获性能具有明显差别,需要针对系统应用背景加以区分使用.     

通用可组合的可信网络连接模型和IF-T中的EAP-TNC协议

在UC框架下,研究了可信网络连接（TNC）协议.首先,设计了TNC理想函数F_TNC,EAP认证理想函数F_EAP以及EAP-TNC理想函数F_E-PA,构造了通用可组合的可信网络连接安全模型.其次,在(F_EAP,F_E-PA)-混合模型下提出了通用可组合安全的TNC协议TK-TNC.然后,通过安全性分析,得出D-H PN协议不能实现理想函数F_E-PA.最后,使用Twin DH交换技术设计了TD-H PN协议.通过证明分析,结果表明TK-TNC在(F_EAP,F_E-PA)-混合模型下安全实现F_TNC;基于CDH假设,TD-H PN可以在(F_REG,F_CERT)-混合模型下安全实现F_E-PA.     

UC安全的并行可否认认证新方法

可否认认证协议允许认证者向接收者认证某个消息，但是接收者不能向第三方证明该认证消息的来源．在考虑开放的异步多方通信网络环境和自适应的主动攻击者能力的情形下，基于UC（universally composable）安全模型提出了解决并行可否认认证问题的新方法．根据可否认认证协议的安全目标，定义了形式化的并行可否认认证理想函数FCDA，然后，利用可验证平滑投影散列函数构造了一个具体的协议方案，在公共参考串模型中，新的协议方案是可证明UC安全的，即新方法能够保证可否认认证协议的不同实例在并行复合情形下是安全的，当与其他协议同时运行时具有非延展性．为了实现可否认认证的前向可否认性，新方法基于陷门承诺构造了新的投影密钥函数和可验证平滑投影散列函数，基于证人不可区分，协议的安全性可以归约为确定性复合剩余假设，改善了协议的计算效率和通信效率．     

基于逻辑函数的量子纠错码构造

本文给出了利用逻辑函数构造p-态量子码的一种方法.利用文中的构造方法,对于任意APC距离d′≥2的逻辑函数,均能构造参数为((n,K,d))p的量子纠错码.对任意的2≤d≤d′,得到K的一个下界.进一步地,文中给出了构造的量子纠错码的一组基态,以及利用此方法能够构造达到量子Singleton界的量子码的充分条件.给出了[[1,3]]_p,其中p是素数,[[6,0,4]],[[6,2,3]]_p,其中p>2是素数和[[2n,2n-2,2]]作为利用此方法构造的例子.     

NP问题的常数轮知识的零知识证明系统

文中研究在标准复杂性假设下NP问题的常数轮知识的零知识证明系统的存在性问题.利用一种特殊的交互证明模式,在因子分解的困难性假设下,给出了NP问题的一个3轮的知识的零知识证明系统.文中给出的证明系统不仅肯定了NP问题的常数轮知识的零知识证明系统的存在性,同时也是对(NP问题的)3轮零知识证明系统的存在性这一公开问题的一个肯定性答复.     

NP问题的3轮零知识证明系统的存在性

研究NP问题的3轮零知识证明的存在性.O.Goldreich与H.Krawczyk在1996年证明BBP以外的语言不存在（欺骗概率可忽略的）3轮黑箱模拟零知识协议,但是否存在3轮非黑箱模拟零知识证明仍然是一个尚未解决的问题.采用一种新的交互证明模式,在标准的DDH假设下,对图的3着色问题构造了一个3轮零知识证明.由于对零知识性的证明采用了一种特殊的方法,文中的协议实际上是非黑箱模拟意义下的零知识证明,从而证明了在DDH假设下,所有的NP语言都有3轮零知识证明系统.     

MIMO-OFDM系统中基于变分Bayes EM算法的联合符号检测与鲁棒Kalman信道跟踪

基于变分Bayes期望最大化VBEM(variational Bsayes expectation maximization)算法和Turbo原理,提出了快时变信道条件下MIMO-OFDM系统中的联合符号检测与信道估计算法.在VBEM框架下,信号检测和信道估计分别由修正的列表球形译码算法和软输入Kalman算法完成,检测器和估计器分别考虑了信道和检测信号的估计误差协方差矩阵.当信道时变剧烈时,存在较大检测误差的数据在软输入Kalman算法中引入异常值(outliers),由于Kalman算法对于异常值的敏感性,系统会在错误传播的影响下出现误码平台.为削弱异常值的影响,利用鲁棒统计理论设计了VBEM框架下改进的鲁棒软输入Kalman算法,该算法能在出现异常值的条件下保持较好的信道跟踪能力.仿真结果表明:在快速时变多径信道条件下,文中设计的鲁棒VBEM算法优于传统的VBEM算法和EM算法.     

基于可编程hash函数的短签名

数字签名中的短签名由于其签名长度的优势，特别适用于通信带宽受限的场合．现有的短签名方案大多是随机预言模型下可证明安全的，但是随机预言模型通常被认为过于理想化，现实中没有一种hash函数能够模拟随机预言模型，而少数标准模型下可证安全的短签名方案，一般被认为是低效的或者基于强困难假设，即攻击者被给于一定数量的随机的已解决问题实例，要求去解决一个它自己选择的实例．可编程hash函数fprogrammablehashflmctions，PHF）是一种能模拟随机预言的某些可编程特性的特殊hash函数．可编程hash函数可嵌入到签名的基本构造中，产生标准模型下的短签名．本文利用可编程hash函数设计了一个基于因子分解假设的短签名方案．它具有的优点是：1）签名长度短，只需要一个群上的元素和一个小整数；2）签名和验证计算量小，不需要在签名过程中进行生成素数的运算；3）不需要嵌入变色龙hash函数便可实现标准模型下可证明安全．     

一种基于一阶逻辑的软件代码安全性缺陷静态检测技术

软件代码安全性缺陷是可能引发软件系统高危后果的一类重要缺陷,针对该类缺陷的自动化检测和定位技术在软件维护和演化研究领域具有重要意义.本文提出并实现了一种形式化检测方法——基于一阶逻辑的软件代码安全性缺陷静态检测方法,利用命题逻辑和谓词逻辑定义模式路径公式,引入多个与依赖关系相关的谓词构造逻辑函数表达式,作为模式路径节点产生的制导条件,实现了对多类软件代码安全性缺陷的形式化描述,把安全性缺陷检测问题转化成在中间代码对应的有限状态空间中是否存在相应模式路径公式的判定问题.实验结果表明,该方法能适用于大多数类型的软件代码安全性缺陷检测,在对openssl,wu-ftpd等13个开源程序的测试中,准确重现了10个已公开安全漏洞,发现2个未公开安全漏洞.并且,与现有的模型检验等形式化静态分析方法相比,该方法的测试时间和代码规模成渐近线性关系.     

可验证安全外包矩阵计算及其应用

矩阵计算在科学计算和密码学领域中都有着重要的作用.许多密码协议、科学和数值计算问题都涉及到了矩阵计算.然而,对那些计算能力有限的用户来说,独立完成矩阵计算并不是件容易的事情.云计算拥有强大的计算资源,它使得用户的计算能力不再受限于他们的资源约束型设备,他们可以外包工作量给云.本文围绕矩阵计算展开研究,针对矩阵乘积、矩阵的行列式以及矩阵的逆这3种运算,分别设计了切实可行的可验证安全外包协议.与已有的关于这3种可验证外包计算的协议相比,我们的协议在效率和安全性方面都有了改进,而且我们的协议不需要任何的密码学假设.本文中,还为我们的协议给出两个具体应用,即为＂大型线性方程组的求解＂以及＂基于纠错码的密码体制的实现＂这两个问题分别构造了高效的可验证外包计算协议.     

Are stretch-sensitive channels in molluscan cells and elsewhere physiological mechanotransducers?

Single-channel recordings of dozens of cell types, including invertebrate (molluscan) and vertebrate heart cells, reveal stretch-sensitive ion channels. The physiological roles of these channels are undoubtedly diverse but it is usually assumed that the roles they play are related to the channels' mechanosensitive gating. Whether this assumption is valid remains to be seen. Attempts to connect the single-channel observations with the mechanical aspects of physiological or developmental processes are discussed. In the case of molluscan cells, recent work suggests that their stretch channels have physiological functions unrelated to mechanosensitive gating.     

Are stretch-sensitive channels in molluscan cells and elsewhere physiological mechanotransducers?

Single-channel recordings of dozens of cell types, including invertebrate (molluscan) and vertebrate heart cells, reveal stretch-sensitive ion channels. The physiological roles of these channels are undoubtedly diverse but it is usually assumed that the roles they play are related to the channels' mechanosensitive gating. Whether this assumption is valid remains to be seen. Attempts to connect the single-channel observations with the mechanical aspects of physiological or developmental processes are discussed. In the case of molluscan cells, recent work suggests that their stretch channels have physiological functions unrelated to mechanosensitive gating.     

Optimal sampling frequency for volatility forecast models for the Indian stock markets

This paper evaluates the performance of conditional variance models using high‐frequency data of the National Stock Index (S&P CNX NIFTY) and attempts to determine the optimal sampling frequency for the best daily volatility forecast. A linear combination of the realized volatilities calculated at two different frequencies is used as benchmark to evaluate the volatility forecasting ability of the conditional variance models (GARCH (1, 1)) at different sampling frequencies. From the analysis, it is found that sampling at 30 minutes gives the best forecast for daily volatility. The forecasting ability of these models is deteriorated, however, by the non‐normal property of mean adjusted returns, which is an assumption in conditional variance models. Nevertheless, the optimum frequency remained the same even in the case of different models (EGARCH and PARCH) and different error distribution (generalized error distribution, GED) where the error is reduced to a certain extent by incorporating the asymmetric effect on volatility. Our analysis also suggests that GARCH models with GED innovations or EGRACH and PARCH models would give better estimates of volatility with lower forecast error estimates. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Molecular and cellular basis of small- and intermediate-conductance, calcium-activated potassium channel function in the brain

Small conductance calcium-activated potassium (SK or K_Ca2) channels link intracellular calcium transients to membrane potential changes. SK channel subtypes present different pharmacology and distribution in the nervous system. The selective blocker apamin, SK enhancers and mice lacking specific SK channel subunits have revealed multifaceted functions of these channels in neurons, glia and cerebral blood vessels. SK channels regulate neuronal firing by contributing to the afterhyperpolarization following action potentials and mediating I_AHP, and partake in a calcium-mediated feedback loop with NMDA receptors, controlling the threshold for induction of hippocampal long-term potentiation. The function of distinct SK channel subtypes in different neurons often results from their specific coupling to different calcium sources. The prominent role of SK channels in the modulation of excitability and synaptic function of limbic, dopaminergic and cerebellar neurons hints at their possible involvement in neuronal dysfunction, either as part of the causal mechanism or as potential therapeutic targets. Received 23 April 2008; received after revision 29 May 2008; accepted 4 June 2008     

A dynamic view of peptides and proteins in membranes

Biological membranes are highly dynamic supramolecular arrangements of lipids and proteins, which fulfill key cellular functions. Relatively few high-resolution membrane protein structures are known to date, although during recent years the structural databases have expanded at an accelerated pace. In some instances the structures of reaction intermediates provide a stroboscopic view on the conformational changes involved in protein function. Other biophysical approaches add dynamic aspects and allow one to investigate the interactions with the lipid bilayers. Membrane-active peptides fulfill many important functions in nature as they act as antimicrobials, channels, transporters or hormones, and their studies have much increased our understanding of polypeptide-membrane interactions. Interestingly several proteins have been identified that interact with the membrane as loose arrays of domains. Such conformations easily escape classical high-resolution structural analysis and the lessons learned from peptides may therefore be instructive for our understanding of the functioning of such membrane proteins. Received 11 March 2008; received after revision 2 May 2008; accepted 5 May 2008