开关度分布：一种改进的LT数字喷泉编码度分布

LT数字喷泉编码所采用的度分布是影响译码效率的关键因素。给出了一种改进的LT数字喷泉编码的度分布,即开关度分布,它结合鲁棒孤子分布和二进制指数分布的优点,可以产生足够多的度很小的编码数据包,减少了译码器启动译码过程所需要的编码数据包的数量,而且减少了译码器成功译码时所需要的编码数据包的总数量。通过仿真给出了最佳的开关点参数。仿真显示,与鲁棒孤子度分布和二进制指数度分布相比,采用开关度分布,明显改善了译码效率。     

一种基于反馈的Raptor码编码改进方案

针对Raptor码译码的最后阶段出现译码效率明显降低的问题,提出了一种基于反馈的Raptor码编码改进方案:在译码器译出一定数量的中间数据包后,反馈一次信息给编码器,编码器调整参与编码的数据包。通过仿真的方法得到了最佳的反馈控制点,并对改进方案的性能进行了仿真。仿真结果表明:与原来Raptor码的编码方案相比,改进的方案明显提高了最后阶段的译码效率,减小了译码开销。     

一种改进的确定性准规则LDPC码

提出了一种确定性准规则LDPC码的设计方法,通过双对角矩阵以及迭代生成的线性同余序列构造校验矩阵.推导了为避免四边以及更少边的循环,迭代参数所需要满足的条件.该方法主要优点是编码仅具有线性复杂度,并且校验矩阵可通过迭代和双对角矩阵生成,在译码端不需要存储整个校验矩阵,这对于译码器的硬件实现是有利的.仿真结果表明该方法具有优于伪随机方法的性能.     

无线传感网中一种基于伪随机的高效MAC协议设计

空闲侦听是影响多跳无线传感器网络部署能效和寿命的关键因素。虽然当前的睡眠/唤醒调度协议能避免简单流量模式时的空闲侦听,但无法有效消除随机路由协议的复杂流量模式所导致的空闲侦听问题。文中提出一种基于伪随机的MAC协议(MAC-PR),减少了在节点上部署大量睡眠/唤醒调度信息所产生的额外开销。MAC-PR利用伪随机发生器的种子对调度信息进行编码,然后将该种子添加到传输中的数据报文,允许各个接收器/窃听器根据种子计算出它的睡眠/唤醒调度信息。另外,MAC-PR通过额外计算有效避免了昂贵的控制报文传输成本。通过模拟及在TelosB节点上的实际部署,证明了MAC-PR可以有效消除空闲侦听问题,使得基于随机路由协议的数据报文传输具有自稳定、低延时、低成本等特征。     

单次反馈的Raptor码的内码度分布设计

为了减少Raptor码的冗余编码包,进而减小译码开销,同时保持较小的译码复杂度。研究了当通信网络存在单次反馈时,反馈时间的选择以及Raptor码的内码度分布的调整方案。通过理论分析和仿真给出了最佳的反馈时间点α的值以及度分布的调整方案。仿真结果表明,采用反馈和度分布调整编码,可以明显减小译码开销,同时译码复杂度是线性的,从而改善Raptor码的译码效率。     

一种单片机控制的差错编译码系统

本文提出了一种运用单片机实现纠多位随机错码的编译码系统。该系统可作为编码器或译码器使用，并可根据用户对传输效率与可靠性的不同要求，选择分组码长ｎ＝１５以下，纠错位数ｔ＝３以下的不同组合。它适用于数字遥控、数据采集及数据通信等方面的数据传输。本文在讨论系统所选码型的基础上，着重分析了系统的编码和译码算法，给出了系统的软件框图和硬件电路原理图。     

浅谈随机数的生成

本文介绍了计算机中随机数伪随机的特点,阐述了其原理、产生过程以及随机种子的概念.同时从C/C++和Java编程生成随机数的方法中验证了随机数伪随机这一特点.     

基于Logistic和Baker映射的视频加密方法

为保证网络信息传输的安全性,提出一种视频图像加密方法.该方法引入混沌系统中的Logistic映射和Baker映射,结合H.264视频压缩编码特点,利用Baker映射对DCT(Discrete Cosine Transform)变换量化后的块进行位置置乱,改变空间像素的位置;利用Logistic映射产生的伪随机序列生成密码序列,对块矩阵像素的数值进行改变;在熵编码完成后,利用Logistic映射产生的伪随机序列,对0,1二进制串进行漂移的流加密.该算法的计算复杂度低,具有良好的安全性和实时性,对编码压缩性能影响较小.     

删除信道下单反馈SLT编码

基于反馈信息的喷泉码在选择合适的度分布函数下可以有效降低译码开销.将DALT码与基于反馈信息的SRSD度分布函数相结合,提出一种适用在删除概率较低信道中使用的单反馈SLT编码方法.与传统LT码相比,该方法仅增加一次反馈,降低了编译码过程的复杂度,其编译码复杂度、开销等均与信道删除概率有关.理论分析及实验结果表明,在低删除概率信道中,采用所提方法可以有效地减少传输中编码包的个数,其喷泉码性能优于传统的LT码和SLT码.     

WSN中基于伪正态分布的幻影路由隐私保护方案

为提高无线传感器网络中的源节点隐私保护安全性能,提出一种基于伪正态分布的幻影路由隐私保护（source-location privacy protection strategy through pseudo normal distribution-based phantom routing,PNDBPR）方案。该方案的实施过程为利用随机数机制计算幻影节点的随机有向游走跳数,通过该机制可以增加幻影节点的位置分布多样性与动态性,经概率转发路由机制将数据包从幻影节点转发至汇聚节点,目的是降低重合路径产生的可能性。从隐私保护性能和通信开销两方面对 PNDBPR 方案和基于源节点有限洪泛的源节点隐私保护（source location pri-vacy preservation protocol in wireless sensor network using source-based restricted flooding,PUSBRF）方案进行了理论对比分析,并在 MATLAB 仿真平台上对 PNDBPR 方案与 PUSBRF 方案做了仿真分析。理论和仿真分析表明,PNDBPR方案产生的幻影节点位置分布更广泛,传输路径更复杂,增加了安全时间,能明显提高源节点位置隐私保护的安全程度。     

基于自编码网络的空气污染物浓度预测

深度学习为城市空气污染物浓度预测提供了更为强大的数据拟合能力,为空气污染预测提供全新的智能计算方法.为此,提出了一个基于自编码神经网络的污染物浓度预测模型AEPP(auto-encoder-based pollutant prediction).该模型包括编码器和解码器两个部分.其中,编码器用于提取出时间序列污染物浓度数据分布特征,即语境向量;解码器利用提取的特征预测未知时间内污染物浓度数据.模型中编码器和解码器采用多层LSTM(long short-term memory)模型结构,实现长时间依赖预测目标.实验表明,提出的模型可以提高对污染物浓度的预测水平.     

基于双向扩散机制融合伪随机数同步生成器的快速图像加密算法研究

针对当前混沌加密系统普遍了采用单向扩散机制进行加密,导致了较低的计算效率和加解密速度,在面对高解析度、大容量图像时,无法满足安全、实时性等缺陷,设计了一种双向扩散机制和伪随机数同步生成器,提出了基于双向扩散机制与伪随机数同步生成器的图像加密算法;并与传统的加密机制进行了对比分析。通过伪随机数同步生成器将256 bit长的外部密钥同步生成加密算法的初始条件和控制参数,并进行迭代计算超混沌系统,得到一组超混沌序列;然后用位置集合置乱方法置乱该序列,得到一个位置集合,用该集合置乱图像;最后采用密钥流机制量化超混沌序列,通过双向扩散机制加密图像。借助MATLAB仿真实验来测试该算法,结果显示具有理想的加密质量,加密机制高度安全,密钥空间足够大;较传统的扩散机制而言具有很高的计算效率,加密速度快,可满足实时传输要求。     

基于PID的信道自适应跨层优化无线视频传输

无线网络信道带宽有限、误码率高且实变性强。为了平衡无线网络视频服务中相互竞争、相互制约的2个重要指标,即抗错性能和传输效率,该文从跟踪无线网络的信道状态出发,提出了一种基于PID(比例积分微分)控制技术的无线视频传输框架,自适应地跨层优化无线视频通信系统的传输效率,使其在稳定性和传输效率之间达到有效的折衷。仿真实验表明了该方法的可行性和有效性,在同等条件下传输效率比传统方法提高10%~20%,尤其在无线信道误码率变化剧烈的情况下,效果更加明显。该算法对原有编解码器改动不大,具有较强的实用性。     

乘积码的一种新的迭代译码算法

乘积码是利用线性分组码实现长码的典范,能纠正大量的随机错误和突发错误,当以Turbo码的思想实现乘积码的迭代译码时,可获得很高的编码增益.针对乘积码提出一种新的迭代译码算法,该算法的反馈方式有别于Turbo码的传统迭代译码,是通过输出软信息与接收软信息进行线性叠加来实现的,此时子译码器的候选码字个数将大为降低,同时译码输出也无须做复杂的LLR计算,直接映射为由-1, 1组成的软输出矩阵,从而在牺牲较小性能的情况下很大程度地降低了译码复杂度.     

变长重复播种测试码生成方法

提出了一种变长重复播种测试码生成方法.该方法使用重复播种技术,但是每个种子产生的伪随机测试码序列的长度不同.每个种子可以产生长度为全长L,3L/4,L/2,L/4,和单个种子1的伪随机测试码序列.该变长技术的一个优点是可以有效地截去大量冗余伪随机测试码,减少测试施加时间.ISCAS85和ISCAS89电路的实验表明,同定长序列重复播种测试码生成相比较,平均减少近36.22%的测试时间(最多57.49%),面积增加仅为4.41%.     

基于场景参考帧的预测帧刷新

为了阻止无线网络视频传输中由于丢包和误码而引发的差错扩散,提出了一种基于场景参考帧的预测帧刷新的抗差错策略.通过对视频序列的分割,对场景内需要同步刷新的视频帧进行基于场景参考帧的预测编码,获得相应预测帧,在编解码端同步场景标志和刷新标志,从而实现预测帧刷新.试验结果表明,与传统的I帧刷新策略相比,在需要高I帧刷新率的不可靠无线网络中,文中策略能够在保持相似重建视频质量的前提下,使帧比特率显著下降.     

Turbo码的Simulink建模及性能测试

针对Turbo码编译码器结构复杂、仿真困难的问题,提出了一种完全基于Simulink模块的Turbo码仿真模型。编码器中,分量码采用循环系统卷积码,使分量码的奇序列与原始信息相同。译码器采用流水线译码方式,由Simulink模型库中的后验概率译码(A Posteriori Probability Decoder)模块构成,使译码过程变得直观和便捷,简化了编译码器的复杂性。通过仿真,分析了迭代次数、交织长度及不同译码算法对Turbo码性能的影响。结果表明,单比特信噪比(Eb/No)为2 dB时,误比特率(BER:Bit Error Rate)可以接近10-7;迭代次数增加到7次以后接近饱和;交织长度越大,Turbo码性能越好。     

基于密集残差网络的图像隐藏方案

针对基于编-解码器网络的图像隐写方案生成的含密图像和消息图像质量不高的问题,提出了一种新的基于密集残差连接的编码器-解码器隐写方案,与现有的端到端图像隐写网络不同,本文采用密集残差连接,将浅层网络的特征输送到深层网络结构的每一层,有效的保留了特征图的细节信息,并使用通道和空间注意力模块对特征进行筛选,提高了编-解码器对图像复杂纹理区域的关注度。在LFW、PASCAL-VOC12和ImageNet数据集的实验结果表明,在保证算法安全性的前提下,所提方法能够有效提高图像质量,含密图像和载体图像的峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)的平均值最高达到了36.2dB和0.98。     

支持邻接关系查询的图结构密文搜索方案

现有的密文搜索方案不支持复杂数据结构,因此,提出一个针对图结构的密文搜索模型,给出其算法的形式化定义及安全模型.利用矩阵结构的加密索引提出一个支持邻接关系查询的图结构密文搜索方案,给出了方案算法的具体描述,并对安全性与效率进行分析.方案使用伪随机函数和伪随机置换,保证了用户的图数据和索引信息不被泄露,并通过现实模型实验和理想模型实验的方法进行安全性证明.对比传统密文搜索方案,该方案支持更加灵活的查询,并拥有更高的效率,在大数据环境下拥有广泛的应用前景.