最新研究进展－信息技术与电子工程专辑

最新研究进展－信息技术与电子工程专辑

DHT中启动寻径控制

卢锡城 院士 国防科技大学并行与分布处理国家重点实验室

张一鸣 教授 国防科技大学并行与分布处理国家重点实验室

DHT具有可扩展、自组织和适应基本拓扑结构的变化的特性，因此有希望成为分布式系统实现自主通信的基础设施。然而，为了提供上述优势，DHT牺牲了灵活性，也就是说，所有信息都是基于所有参与节点都是均一的假设使用DHT中普通算法寻址。实际上，大规模系统的节点的功能、信誉、管理域的从属关系等可能是不同的，因此，更好的做法是要区分参与节点的差异并启动寻址目标和路径的柔性控制。为实现这一目标，我们提供了一种在DHT中支持将节点组织成组并启动寻址控制的新方法。通过理论计算和大量的模拟证明了我们方案的有效性。

——摘自《IEEE J. SEL. AREAS COMMUN. 》

T-Code：三重纠删最长最低密度的MDS码

刘璟 教授 南开大学信息技术科学学院

我们研究了最长最低密度的MDS码，一种带有最佳冗余和最小更新处罚的阵列纠删码。我们证明最长最低密度的MDS码的一些基本结构特性。我们规定了一个用于近解析块设计（NRBs，Near-Resolvable Block Designs) 的“最好”性能，并建立了三重纠删最长最低密度的MDS码（T-Codes）和最好NRB（3K+1、3、2）s。我们提出一类NRB（3K+1、3、2）s，并证明其可以产生一个T-Codes家族。在Artin猜想假设下，该家族是无限大的。我们还测试了其他一些NRBs，并找到这一家族之外的一些T-Code例子。

——摘自《IEEE J. SEL. AREAS COMMUN. 》

基于网络编码多耗损的分散存储系统的协同恢复

许胤龙 教授 中国科学技术大学计算机系

我们研究了分散存储系统中多节点失败的恢复问题。我们设计了一个用于多节点失败的互助协同恢复（MCR，Mutually Cooperative）机制。经信息流程图的基于分割的分析，我们得到了基于MCR维持带宽的较低边界。对于MCR，我们提出了一个传输模式并设计了一个基于强MDS编码的线性网络编码模式。我们证明基于我们传输和编码模式的稳定带宽与较低边界相配，所以较低边界是紧密的，对于MCR来说，传输模式和编码模式是最佳的。我们也给出在存储消耗和稳定带宽方面MCR与其他冗余恢复机制数值比较的结果，用以显示MCR的优势。

——摘自《IEEE J. SEL. AREAS COMMUN. 》

用于无线网状网络的编码意识路由机制

张宝贤 教授 中国科学院研究生院计算与通信工程学院

机会路由是一种在无线网状网络中新的利用无线频道广播特性传输数据的路由范例。网络编码已作为一种新式的可显著提高WMN通量性能的路由范例。我们研究了用于提高WMN性能的机会路由和网络编码的组合。我们第一次分别检查了已存在的机会路由和编码意识路由协议，并基于不同标准的对这些协议进行分类，讨论了它们的优点和缺点。然后，我们提出了一种结合多跳机会转发和局部流间网络编码的编码意识机会路由机制用于提高WMN通量性能。通过机会转发，CORE允许带有最多编码增益的下一跳节点继续数据包转发。通过局部网络编码，CORE试图将可被单一传输携带的数据包的数量最大化模拟结果显示，与已有的协议相比，CORE可以显著提高WMN通量特性。

——摘自《IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS》

挖掘用户目标用于低能高QoS的室内定位服务

陈益强 研究员 中国科学院计算技术研究所

定位服务（LBSs，Location-based Services）在普适计算环境中起关键作用，QoS（Quality of Service）是LBS的关键评估之一。为了维持高QoS，传统方法依赖于精确连续定位。然而，在这种情况下，移动设备的能量消耗对于实际应用来说通常太高了。因此，在LBS系统中，能量消费和QoS变成了两个冲突因素。为解决这一冲突，我们提出了一种新的自适应目标识别计算网络（Adaware，Adaptive Goal-aware Computing Framework）。我们证明LBS的QoS可以通过识别用户目标来评估。我们设计了从不连续局部数据中挖掘用户目标的新算法，用以在保持高QoS的同时减少能量消费。更特别的是，Adaware采用一个加速计来实现移动定位，与原来连续定位方法相比，显著减少了Wi-Fi扫描的不必要的能量消费。然后，基于已被我们提出的定位置信系数滤波方法后处理过的预计不连续临界点路径，一种新型N-gram目标推论算法被用于预测精确的目标。现实无线网络环境的实验结果证实了我们框架的有效性。与连续Wi-Fi扫描相比，我们可以在70%定位精度在10米以内的情况下得到80%QoS并节省30%的能量。

——摘自《COMPUTATIONAL INTELLIGENCE》

GPU加速无条件稳定CRANK-NICOLSON时域有限差分法用于三维微波电路分析

陈如山 教授 南京理工大学电子工程与光电技术学院

可编程图像处理单元（GPU，Graphics Processing Unit）被用于加速无条件稳定CRANK-NICOLSON时域有限差分法（CN-FDTD）用于微波电路分析。为了在每个时间间隔有效解CN-FDTD方法的线性系统，稀疏矩阵向量积（SMVP，Sparse Matrix Vector Product）和双共轭梯度（Bi-CGSTAB，Bi-conjugate Gradient Stabilized）算法中的关于向量的算术运算被GPU的多个处理器执行。因此，由于现代GPU具有平行计算能力，基于Bi-CGSTAB算法的GPU可以显著加速CN-FDTD模拟。数值结果显示，该方法非常有效，可以提高10倍。

——摘自《PROG. ELECTROMAGN. RES.》

简单分布估计算法计算时间的分析

陈国良 教授 中国科学技术大学计算机科学与技术学院

分布估计算法（EDAs，Estimation of Distribution Algorithms）被广泛用于随机优化。文献已报道了该算法的很多令人印象深刻的实验结果。然而，分析E D A s与问题尺寸相关的计算时间的研究很少。仍然不清楚当优化问题维数变大时EDA将如何按比例放大。我们研究了简单EDA的计算时间复杂性，如单变量边际分布算法（UMDA，Univariate Marginal Distribution Algorithm），以得到E D A复杂性更多理解。首先，我们讨论如何测量E D A复杂性。其次，我们提出利用离散动态系统和Chernoff界限分析U M D A计算时间复杂性的新方法。利用该方法，我们可以导出U M D A计算著名单峰伪布尔函数的首次压缩时间解的数量，如LeadingOnes问题以及BVLeadingOnes等源自LeadingOnes的其他问题。尽管这两种问题都是单峰的，我们的分析显示LeadingOnes对于UMDA来说很容易，而BVLeadingOnes相对较难。最后，为了处理使问题对UMDA来说变得困难的特性，我们深入讨论了“边际”（或张弛）的概念。我们在理论上证明带有边际的UMDA可以有效地解决BVLeadingOnes问题。

——摘自《IEEE TRANS. EVOL. COMPUT.》

网络视频博客的调研

高文 教授 北京大学信息技术学院

近几年来，博客已成为网民宣泄情感的工具。通过将博客与视频丰富表现力相结合，视频博客将成为与我们已有电视新闻资源相补充的强有力的新媒介。视频博客已取得了世界范围广泛的关注，尤其在Google兼并了YouTube以后。我们将视频博客作为一种新的技术趋势作了全面的调查。我们首次将视频博客技术挑战总结为四大亟待解答的关键问题针对他们各自的可能性，我们给出了当前支持视频博客的有效技术和工具，并预想未来视频博客可能的技术方向。我们介绍了可用于视频博客的几种可扩展性、交互性、可检索性、可及性更好的多媒体技术，以减少视频博客应用潜在的法律、经济和道德风险。我们还各种视频博客挖掘主题进行了深入的研究，提出几种激励应用，如定向用户视频广告和集体智慧游戏。我们相信视频博客及其应用将为相关领域研究带来新的机遇和驱动力。

——摘自《ACM COMPUTING SURVEYS》

快速扫频法用于三角流形的测地线计算

雍俊海 教授 清华大学软件学院

计算机智能和计算机绘图广泛应用要求准确而有效的测地线计算。解决该类问题通常使用快速配对法（FMM，Fast Marching Method）。我们提出一种快速扫频法（FSM，Fast Sweeping Method）。通过导线测量无向图，建立起四个定序以产生两组覆盖特性所有方向的干涉波。通过分析特征的覆盖度证明这种方法的正确性。收敛和误差估算也同时被提供。

——摘自《IEEE TRANS. PATTERN ANAL. MACH.INTELL.》