一种IEEE 802.11接入机制的新退避算法

无线传感器网络采用类似开放式系统互联模型的协议栈,作为第一个完全针对无线传感网络设计的MAC协议,S-MAC采用了IEEE802.11DCF的接入机制。本文在分析了IEEE802.11协议的二进制指数退避算法(BEB),以及倍数增线性减退避算法(MILD)后,提出了一种基于网络性能指标的新退避算法。新算法将无线信道中的时隙利用率映射网络性能指标传输概率,对网络中连续两次发送的时隙利用率进行平均滤波处理,改变重传节点的发送优先级,来调整节点在竞争使用窗口的退避值,以达到有效减少网络的碰撞、提高无线信道的使用效率和网络吞吐率的目的。仿真结果表明,新退避算法能更准确地估计网络当前的竞争状态,有效地提高了网络吞吐率,获得较好的网络性能。     

基于信道特征和随机插值的物理层算法

分析无线通信系统当下的安全现状及保护物理层安全的必要性,结合无线信道的密钥生成方法,提出一种基于正交频分复用（OFDM）系统并行调制特点的随机插值的物理层安全算法。该算法的核心思想是在共享密钥的控制下,通过对快速傅里叶逆变换（IFFT）后输出的数据符号进行随机插值,将原OFDM符号重构,使得非法用户难以正确解调信号,达到保护传输信息安全的目的。该算法基于物理层加密,可更好地保护空中接口和无线链路,并行加密的过程也降低了通信系统实现的复杂度。通过理论分析及仿真实验表明,新算法可有效对抗各种非法攻击,同时对通信系统的固有性能影响较小,且能较好地适应多径信道,表现出不错的抗多径衰落能力。     

大数据下智能通信信息队列加密传输系统设计

智能通信信息队列加密传输系统在应用过程中存在加密传输效率低的问题,为此,提出大数据下智能通信信息队列加密传输系统设计。硬件部分,设计计算机,拥有数据处理及数据融合两个选项;设计计算机电子干扰器,依据电子对抗原理利用干扰器阻断携带机密信息的辐射电磁;设计加密IC卡,采用3DES加密标准;设计显示器,传输智能通信信息队列数据。软件部分,计算加密传输入口参数,标识出不同IP接口信号,结合数据与密钥,提高传输安全性;利用大数据下的智能通信信息队列加密传输算法,实现大数据下的智能通信信息队列加密传输。根据实验得出结论:该系统加密传输吞吐率均在3 kbit/s以上,加密传输性能较好。     

一种基于网络编码的两用户自适应AF协同ARQ方案

提出了一种基于网络编码的两用户自适应放大前传AF协同ARQ(Automatic Repeat reQuest)方案。该方案选择当前信道条件较好的用户采用网络编码方式进行数据重传,能够在一定概率下节省一个重传时隙,并且能够通过协同选择分集的方式对抗衰落以降低误帧率,从而实现数据吞吐率的提升。仿真结果证明,该方案与非协同ARQ及普通AF协同ARQ相比均能够较大地提高各用户的传输吞吐率。     

基于相似性度量的无线网络数据传输信道优化

在无线网络数据传输和通信过程中,由于网间路由的损伤和通信码元之间的码间干扰,导致数据传输信道失衡,需要对无线网络数据传输信道进行抗干扰滤波和均衡设计,实现无线网络数据的高保真性传输。传统方法采用复合链路相干均衡算法进行无线网络数据传输信道优化,随着通信信道载波数量的增长,导致信道均衡稳定性不好。提出一种基于数据通信码元相似性度量的无线网络数据传输信道优化算法,通过构建无线网络系统模型和信道模型,对无线网络的数据信息进行码元相似性度量和特征提取,以此为基础采用IIR滤波算法实现对信道干扰码元的滤波和抗干扰算法改进,实现对无线网络的数据传输信道优化和均衡设计,提高数据通信码的保真性传输能力。仿真结果表明,采用该算法能有效实现无线网络数据传输信道优化构建,信道的均衡性能和抗干扰性能较好,降低了数据传输的误比特率。     

基于物理层网络编码的卫星时隙ALOHA策略

针对传统卫星时隙ALOHA系统由于高的数据冲突导致吞吐率低的问题,提出一种基于物理层网络编码的卫星时隙ALOHA策略。该策略通过引入物理层网络编码,使碰撞数据能以一定概率恢复。在此基础上定义了最佳的重传时隙数,让参与碰撞的用户在重传时隙以固定概率重发数据,在卫星收到所有重发数据后,就能完整恢复原始信息。同时对该策略进行了建模分析,并对系统吞吐率和平均发送等待时延进行理论推导。仿真结果表明,该策略能有效解决数据冲突,在带来一定发送等待时延的前提下,使系统吞吐率大大提高。     

基于公平性的D2D时隙调度算法

针对设备到设备（D2D）通信资源分配中的时隙调度时延以及信道增益变化导致吞吐率下降的问题,提出了一种公平性时隙调度（FTDS）算法。首先,基于频谱复用模式建立系统模型,并归纳为一组合优化问题;然后,在模型的次优求解中,FTDS算法将调度周期划分为多个等长的时隙,根据优先级策略将D2D用户分配至不同时隙调度,从而适应D2D用户多于蜂窝用户的应用场景;同时,为了权衡服务质量（QoS）与系统吞吐率的关系,构造一满足性权值与传输速率相互制约,共同决定用户调度优先级。仿真实验中,FTDS算法相比TDS、RANDOM算法,吞吐率平均增幅分别达到11.09%和40.64%,且FTDS算法下D2D用户被调度频次累积分布更为集中;同时,相比TDS算法调度时延最大降低31.22%。仿真实验表明,FTDS算法拥有更优的吞吐率性能、更公平的调度机制、更小的调度时延。     

一种实现软件注册码的非对称加密算法

为保护软件开发者利益,有效预防软件盗版,本文介绍了一种基于ASP.NET的简单而安全的加密算法.通过比较对称加密和非对称加密的优劣,选择非对称加密技术来实现软件注册码算法,达到在本不安全的信道上提供安全的通信效果.借助RSA算法实现不对称加密和解密,“公钥“和“私钥“的配对使用,能够避免密钥的传输安全性问题,保证私有数据的安全.     

基于区块链技术的船舶通信数据实时加密方法

当前的船舶通信数据实时加密形式一般设定为单向加密结构,加密的综合覆盖范围较小,导致实时加密吞吐率较低,为此提出基于区块链技术的船舶通信数据实时加密方法。根据当前加密需求及标准的变动,首先生成船舶通信数据密钥,其次采用多目标的方式,扩大加密综合覆盖范围,再次设计多目标区块加密矩阵,构建区块链船舶数据实时加密模型,最后采用交互标定修正实行加密处理。测试结果表明,对比于传统Present通信数据实时加密测试组、传统机器学习数据实时加密测试组,本次所设计的区块链船舶通信数据实时加密测试组得出的吞吐率更高,说明在区块链技术的辅助下,所设计的数据实时加密方法应用效果更好,针对性更高,具有实际的应用价值。     

基于全同态MAC的消息认证算法设计

针对通信信道中数据传输的安全性和认证问题,通过对全同态加密和消息认证码(Message Authentication Code,MAC)算法的研究,提出一种基于全同态MAC的消息认证算法设计方案。该方案首先在接收端对消息进行全同态加密,结合MD5算法对加密后的数据进行扰乱处理,将处理后的数据在信道中传输。然后,在接收端检测消息在传输信道中是否被篡改,再对数据执行全同态解密,进而确保消息传输的可靠性。最后,在SMIC 65 nm工艺下完成硬件设计,DC综合后电路面积为21 911μm~2,在1.2 V电压下最高工作频率可达到204 MHz,功耗为5.73 m W。     

协作通信中基于斯塔科尔伯格博弈的物理层安全分析

物理层安全不是利用传统的密钥加密,而是利用信道的传输特性使得合法的通信双方实现安全传输的方法。无线协作通信中节点行为对物理层安全的影响是至关重要的。本文应用斯塔科尔伯格博弈模型研究节点之间的利益,在中继自私的协作放大转发网络中,得到网络中节点之间的效用平衡的最优解存在条件,并提出一种分布式算法,找到网络平衡下的最优安全性能解。     

RFID系统标签防碰撞的研究与改进

RFID系统中标签碰撞是一个常见问题。为解决该问题,基于Gen-2协议提出了一种改进算法,该算法考虑到阅读器对碰撞时隙和空闲时隙的响应时间不同,运用两个不同的C值动态调整Q值,并在碰撞的情况下对时隙进行局部调整,减少了标签的识别通信次数,提高了系统吞吐率,并通过仿真得到验证。     

无源RFID系统中多目标识别的估计算法

研究被动射频识别（RFID）系统中多目标识别环境下被识别目标数量的估计算法和最大吞吐率的获取方法。通过对时隙ALOHA方法的分析,建立了读写器和标签通信的二项式分布模型,得到了获取最大吞吐率的条件：在已知被识别目标数量的前提下,使时隙数与目标数量相等。提出一种被识别目标数量的估计算法——二次式分布估计（BDE）算法。BDE算法估计误差抖动小,平均误差为2.1%。仿真结果表明BED算法在识别目标数量少时,能将识别时间缩短至50%,当识别目标增加时,识别时间呈线性增长;系统吞吐率接近理论最大值,达到34%;空白时隙和碰撞时隙占时控制在16%附近。同时,识别时间成分分析指出：优化读写器命令、提高读写器传输数据率能够进一步缩短识别时间。     

适用于网络内容审计的SSL/TLS保密数据高效明文采集方法

为解决互联网上使用安全套接层/传输层安全(SSL/TLS)协议保密的数据难以审计的问题,提出了一种基于中间人原理的SSL/TLS保密网络数据的明文采集方法,将作为合法中间人的数据采集器串行接入服务端与客户端之间,在SSL/TLS握手阶段通过修改通信双方传输的握手消息,取得通信双方用于数据加密的密钥,达到解密保密数据、采集其明文的目的。该方法比已有的基于代理服务器原理的采集方法传输时延更短,SSL吞吐率更大,占用内存资源更少;比已有的采集器持有服务端私钥的方案应用范围更广,且不受网络丢包的影响。实验结果表明提出的方法与基于代理服务器原理的采集方法相比,传输时延降低了约27.5%;SSL吞吐率提高了约10.4%,且SSL吞吐率已接近理想情况下的上限值。     

基于标签分组的新型Q值防碰撞算法

RFID技术是物联网的关键技术,为了解决射频识别技术中大量标签数据的防碰撞问题,提出了一种基于EPC-C1G2标准的Q值算法。该算法 对原Q值算法中Q的取值方法进行了有效改进,同时结合标签分组算法,解决了在大量标签数据的情况下,如何保持较高的系统效率的问题。仿真结果表明,与传统算法相比,提出的改进算法不仅能够减少时隙数,提高时隙利用率,而且可以维持较好的系统吞吐率。     

一种实现软件注册码的非对称加密算法

为保护软件开发者利益,有效预防软件盗版,本文介绍了一种基于ASP.NET的简单而安全的加密算法。通过比较对称加密和非对称加密的优劣,选择非对称加密技术来实现软件注册码算法,达到在本不安全的信道上提供安全的通信效果。借助RSA算法实现不对称加密和解密,“公钥”和“私钥”的配对使用,能够避免密钥的传输安全性问题,保证私有数据的安全。     

基于EPC Gen2防碰撞算法的研究与优化

防碰撞算法是射频识别(RFID)关键技术之一。基于EPC Gen2标准的Q值防碰撞算法,提出了InnerQ算法,利用对碰撞时隙再次处理的方法,解决原有算法Q值反复跳变的问题,并提高了系统吞吐率,突破了ALOHA类算法吞吐率最高为36.8%的瓶颈,提高了RFID系统性能。     

基于优先级分组的防碰撞算法

针对在标签数量较多、运动较快的场合,常存在识别效率低且标签漏读率高的问题,提出一种先分组再处理的防碰撞算法——PAJS。该算法按照到达顺序对标签进行分组,以减小漏读率;根据标签识别过程中时隙状况自适应调整帧长度,提高算法的搜索效率;采用跳跃式动态搜索算法处理冲突时隙,从而减少搜索次数和系统传输量。Matlab仿真结果表明,该算法通信复杂度明显小于其他常用算法,吞吐率可达0.59~0.6。在待识别标签较多的场合,该算法优越性更加明显。     

一种TR-OFDM系统的四元数加密算法

为了保障时间反演正交频分复（Time reversal-orthogonal frequency division multiplex, TR-OFDM）系统的物理层安全传输,提出了一种基于四元数加密的安全传输算法。该算法主要分为3个步骤：发射端和合法接收端利用估计信道得到加密传输过程中需要的四元数,即密钥;发射端将需要传输的比特序列做三维映射,利用四元数对三维星座点做旋转加密,调制为OFDM符号并经过时间反演处理之后发射出去;合法用户利用四元数进行解密和解调,从而获得传输的数据,而窃听者因为不知道密钥而无法获得传输信息。因此所提算法保证了系统数据传输的安全性。通过仿真证明本文所提出算法可以使窃听用户的误符号率始终保持在0.5左右;在相同信噪比下,较传统的二维调制,合法用户可以实现更低的误符号率;相较于人工噪声技术方案,本文所提算法不会影响合法用户的误符号率。     

一种CDMA2000链路层自适应重传算法

TCP协议应用在3G无线网络中时，其传输性能受到了无线网络物理层帧差错率的严重影响。链路层重传技术可以大大改善TCP数据传输性能因无线信道误码率大而下降的情况。主要研究了CDMA2000中链路层重传技术对无线TCP数据传输的影响，并结合TCP层重传超时机制，提出了一种新的自适应链路层重传算法，提高了TCP在无线链路的数据传输性能。最后对该算法进行仿真，验证了此算法可以显著提高TCP吞吐率。