最新研究進展－信息技術(shù)與電子工程專輯

DHT中啟動尋徑控制

盧錫城 院士 國防科技大學(xué)并行與分布處理國家重點實驗室

張一鳴 教授 國防科技大學(xué)并行與分布處理國家重點實驗室

DHT具有可擴展、自組織和適應(yīng)基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化的特性，因此有希望成為分布式系統(tǒng)實現(xiàn)自主通信的基礎(chǔ)設(shè)施。然而，為了提供上述優(yōu)勢，DHT犧牲了靈活性，也就是說，所有信息都是基于所有參與節(jié)點都是均一的假設(shè)使用DHT中普通算法尋址。實際上，大規(guī)模系統(tǒng)的節(jié)點的功能、信譽、管理域的從屬關(guān)系等可能是不同的，因此，更好的做法是要區(qū)分參與節(jié)點的差異并啟動尋址目標(biāo)和路徑的柔性控制。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，我們提供了一種在DHT中支持將節(jié)點組織成組并啟動尋址控制的新方法。通過理論計算和大量的模擬證明了我們方案的有效性。

——摘自《IEEE J. SEL. AREAS COMMUN. 》

T-Code：三重糾刪最長最低密度的MDS碼

劉璟 教授 南開大學(xué)信息技術(shù)科學(xué)學(xué)院

我們研究了最長最低密度的MDS碼，一種帶有最佳冗余和最小更新處罰的陣列糾刪碼。我們證明最長最低密度的MDS碼的一些基本結(jié)構(gòu)特性。我們規(guī)定了一個用于近解析塊設(shè)計（NRBs，Near-Resolvable Block Designs) 的“最好”性能，并建立了三重糾刪最長最低密度的MDS碼（T-Codes）和最好NRB（3K+1、3、2）s。我們提出一類NRB（3K+1、3、2）s，并證明其可以產(chǎn)生一個T-Codes家族。在Artin猜想假設(shè)下，該家族是無限大的。我們還測試了其他一些NRBs，并找到這一家族之外的一些T-Code例子。

——摘自《IEEE J. SEL. AREAS COMMUN. 》

基于網(wǎng)絡(luò)編碼多耗損的分散存儲系統(tǒng)的協(xié)同恢復(fù)

許胤龍 教授 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)計算機系

我們研究了分散存儲系統(tǒng)中多節(jié)點失敗的恢復(fù)問題。我們設(shè)計了一個用于多節(jié)點失敗的互助協(xié)同恢復(fù)（MCR，Mutually Cooperative）機制。經(jīng)信息流程圖的基于分割的分析，我們得到了基于MCR維持帶寬的較低邊界。對于MCR，我們提出了一個傳輸模式并設(shè)計了一個基于強MDS編碼的線性網(wǎng)絡(luò)編碼模式。我們證明基于我們傳輸和編碼模式的穩(wěn)定帶寬與較低邊界相配，所以較低邊界是緊密的，對于MCR來說，傳輸模式和編碼模式是最佳的。我們也給出在存儲消耗和穩(wěn)定帶寬方面MCR與其他冗余恢復(fù)機制數(shù)值比較的結(jié)果，用以顯示MCR的優(yōu)勢。

——摘自《IEEE J. SEL. AREAS COMMUN. 》

用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的編碼意識路由機制

張寶賢 教授 中國科學(xué)院研究生院計算與通信工程學(xué)院

機會路由是一種在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中新的利用無線頻道廣播特性傳輸數(shù)據(jù)的路由范例。網(wǎng)絡(luò)編碼已作為一種新式的可顯著提高WMN通量性能的路由范例。我們研究了用于提高WMN性能的機會路由和網(wǎng)絡(luò)編碼的組合。我們第一次分別檢查了已存在的機會路由和編碼意識路由協(xié)議，并基于不同標(biāo)準(zhǔn)的對這些協(xié)議進行分類，討論了它們的優(yōu)點和缺點。然后，我們提出了一種結(jié)合多跳機會轉(zhuǎn)發(fā)和局部流間網(wǎng)絡(luò)編碼的編碼意識機會路由機制用于提高WMN通量性能。通過機會轉(zhuǎn)發(fā)，CORE允許帶有最多編碼增益的下一跳節(jié)點繼續(xù)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。通過局部網(wǎng)絡(luò)編碼，CORE試圖將可被單一傳輸攜帶的數(shù)據(jù)包的數(shù)量最大化模擬結(jié)果顯示，與已有的協(xié)議相比，CORE可以顯著提高WMN通量特性。

——摘自《IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS》

挖掘用戶目標(biāo)用于低能高QoS的室內(nèi)定位服務(wù)

陳益強 研究員 中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所

定位服務(wù)（LBSs，Location-based Services）在普適計算環(huán)境中起關(guān)鍵作用，QoS（Quality of Service）是LBS的關(guān)鍵評估之一。為了維持高QoS，傳統(tǒng)方法依賴于精確連續(xù)定位。然而，在這種情況下，移動設(shè)備的能量消耗對于實際應(yīng)用來說通常太高了。因此，在LBS系統(tǒng)中，能量消費和QoS變成了兩個沖突因素。為解決這一沖突，我們提出了一種新的自適應(yīng)目標(biāo)識別計算網(wǎng)絡(luò)（Adaware，Adaptive Goal-aware Computing Framework）。我們證明LBS的QoS可以通過識別用戶目標(biāo)來評估。我們設(shè)計了從不連續(xù)局部數(shù)據(jù)中挖掘用戶目標(biāo)的新算法，用以在保持高QoS的同時減少能量消費。更特別的是，Adaware采用一個加速計來實現(xiàn)移動定位，與原來連續(xù)定位方法相比，顯著減少了Wi-Fi掃描的不必要的能量消費。然后，基于已被我們提出的定位置信系數(shù)濾波方法后處理過的預(yù)計不連續(xù)臨界點路徑，一種新型N-gram目標(biāo)推論算法被用于預(yù)測精確的目標(biāo)。現(xiàn)實無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實驗結(jié)果證實了我們框架的有效性。與連續(xù)Wi-Fi掃描相比，我們可以在70%定位精度在10米以內(nèi)的情況下得到80%QoS并節(jié)省30%的能量。

——摘自《COMPUTATIONAL INTELLIGENCE》

GPU加速無條件穩(wěn)定CRANK-NICOLSON時域有限差分法用于三維微波電路分析

陳如山 教授 南京理工大學(xué)電子工程與光電技術(shù)學(xué)院

可編程圖像處理單元（GPU，Graphics Processing Unit）被用于加速無條件穩(wěn)定CRANK-NICOLSON時域有限差分法（CN-FDTD）用于微波電路分析。為了在每個時間間隔有效解CN-FDTD方法的線性系統(tǒng)，稀疏矩陣向量積（SMVP，Sparse Matrix Vector Product）和雙共軛梯度（Bi-CGSTAB，Bi-conjugate Gradient Stabilized）算法中的關(guān)于向量的算術(shù)運算被GPU的多個處理器執(zhí)行。因此，由于現(xiàn)代GPU具有平行計算能力，基于Bi-CGSTAB算法的GPU可以顯著加速CN-FDTD模擬。數(shù)值結(jié)果顯示，該方法非常有效，可以提高10倍。

——摘自《PROG. ELECTROMAGN. RES.》

簡單分布估計算法計算時間的分析

陳國良 教授 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

分布估計算法（EDAs，Estimation of Distribution Algorithms）被廣泛用于隨機優(yōu)化。文獻已報道了該算法的很多令人印象深刻的實驗結(jié)果。然而，分析E D A s與問題尺寸相關(guān)的計算時間的研究很少。仍然不清楚當(dāng)優(yōu)化問題維數(shù)變大時EDA將如何按比例放大。我們研究了簡單EDA的計算時間復(fù)雜性，如單變量邊際分布算法（UMDA，Univariate Marginal Distribution Algorithm），以得到E D A復(fù)雜性更多理解。首先，我們討論如何測量E D A復(fù)雜性。其次，我們提出利用離散動態(tài)系統(tǒng)和Chernoff界限分析U M D A計算時間復(fù)雜性的新方法。利用該方法，我們可以導(dǎo)出U M D A計算著名單峰偽布爾函數(shù)的首次壓縮時間解的數(shù)量，如LeadingOnes問題以及BVLeadingOnes等源自LeadingOnes的其他問題。盡管這兩種問題都是單峰的，我們的分析顯示LeadingOnes對于UMDA來說很容易，而BVLeadingOnes相對較難。最后，為了處理使問題對UMDA來說變得困難的特性，我們深入討論了“邊際”（或張弛）的概念。我們在理論上證明帶有邊際的UMDA可以有效地解決BVLeadingOnes問題。

——摘自《IEEE TRANS. EVOL. COMPUT.》

網(wǎng)絡(luò)視頻博客的調(diào)研

高文 教授 北京大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院

近幾年來，博客已成為網(wǎng)民宣泄情感的工具。通過將博客與視頻豐富表現(xiàn)力相結(jié)合，視頻博客將成為與我們已有電視新聞資源相補充的強有力的新媒介。視頻博客已取得了世界范圍廣泛的關(guān)注，尤其在Google兼并了YouTube以后。我們將視頻博客作為一種新的技術(shù)趨勢作了全面的調(diào)查。我們首次將視頻博客技術(shù)挑戰(zhàn)總結(jié)為四大亟待解答的關(guān)鍵問題針對他們各自的可能性，我們給出了當(dāng)前支持視頻博客的有效技術(shù)和工具，并預(yù)想未來視頻博客可能的技術(shù)方向。我們介紹了可用于視頻博客的幾種可擴展性、交互性、可檢索性、可及性更好的多媒體技術(shù)，以減少視頻博客應(yīng)用潛在的法律、經(jīng)濟和道德風(fēng)險。我們還各種視頻博客挖掘主題進行了深入的研究，提出幾種激勵應(yīng)用，如定向用戶視頻廣告和集體智慧游戲。我們相信視頻博客及其應(yīng)用將為相關(guān)領(lǐng)域研究帶來新的機遇和驅(qū)動力。

——摘自《ACM COMPUTING SURVEYS》

快速掃頻法用于三角流形的測地線計算

雍俊海 教授 清華大學(xué)軟件學(xué)院

計算機智能和計算機繪圖廣泛應(yīng)用要求準(zhǔn)確而有效的測地線計算。解決該類問題通常使用快速配對法（FMM，F(xiàn)ast Marching Method）。我們提出一種快速掃頻法（FSM，F(xiàn)ast Sweeping Method）。通過導(dǎo)線測量無向圖，建立起四個定序以產(chǎn)生兩組覆蓋特性所有方向的干涉波。通過分析特征的覆蓋度證明這種方法的正確性。收斂和誤差估算也同時被提供。

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