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2022年 第38卷 第9期 刊出日期：2022-09-20

2022年 第38卷 第9期
刊出日期：2022-09-20

  

综述

DNS攻击检测与安全防护研究综述

章坚武, 安彦军, 邓黄燕

2022, 38(9):  1-17.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022248

摘要 ( 302 )   在线阅读 ( 78 )   PDF下载 (928KB) ( 483 )   可视化   

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随着传统互联网逐渐向“互联网+”演变，域名系统（domain name system，DNS）从基础的地址解析向全面感知、可靠传输等新模式不断扩展。新场景下的DNS由于功能的多样性和覆盖领域的广泛性，一旦受到攻击会造成严重的后果，因此DNS攻击检测与安全防护方面的研究持续进行并越来越受到重视。首先介绍了几种常见的DNS攻击，包括DNS欺骗攻击、DNS隐蔽信道攻击、DNS DDoS（distributed denial of service）攻击、DNS 反射放大攻击、恶意 DGA 域名；然后，从机器学习的角度出发对这些攻击的检测技术进行了系统性的分析和总结；接着，从DNS去中心化、DNS加密认证、DNS解析限制3个方面详细介绍了DNS的安全防护技术；最后，对未来的研究方向进行了展望。

使能未来工厂的5G能力综述

伏玉笋, 唐金辉

2022, 38(9):  18-35.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022069

摘要 ( 210 )   在线阅读 ( 42 )   PDF下载 (860KB) ( 408 )   可视化   

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5G系统将移动通信服务从移动电话、移动宽带和大规模机器通信扩展到新的应用领域，即所谓对通信服务有特殊要求的垂直领域。对使能未来工厂的5G能力进行了全面的分析总结，包括弹性网络架构、灵活频谱、超可靠低时延通信、时间敏感网络、安全和定位，而弹性网络架构又包括对网络切片、非公共网络、5G局域网和边缘计算的支持。希望从广度到深度，对相关的理论及技术应用做透彻、全面的梳理，对其挑战做清晰的总结，从而为相关研究和工程技术人员提供借鉴。

专题：6G通感算融合技术

智能超表面系统的通信感知一体化：现状、设计与展望

胡小玲, 于周源, 钱骁伟, 彭木根

2022, 38(9):  36-49.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022259

摘要 ( 800 )   在线阅读 ( 83 )   PDF下载 (2205KB) ( 847 )   可视化   

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通信感知一体化（integrated sensing and communication，ISAC）是6G的主流趋势，将ISAC引入智能超表面（reconfigurable intelligent surface，RIS）系统，具有扩展系统覆盖范围、提升通信和感知性能、降低系统成本和功耗三大优势。在概述和分析RIS系统ISAC研究现状的基础上，提出了两种非正交ISAC方法，支持盲区用户在非正交时频资源上的通信和感知，最后探讨了 RIS 系统 ISAC 的技术挑战和未来发展。

基于正交时频空间调制的通信感知一体化系统的公平性功率分配方案

胥柯, 向路平, 胡杰, 杨鲲

2022, 38(9):  50-59.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022256

摘要 ( 234 )   在线阅读 ( 32 )   PDF下载 (1044KB) ( 419 )   可视化   

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通信感知一体化（integrated sensing and communication，ISAC）通过实现通信和雷达感知的资源共享，在人机交互、车联网（vehicle-to-everything，V2X）、遥感和环境检测等应用场景中很有前景。为解决高移动性的车联网中通信和雷达感知所需的频率资源的冲突，基于正交时频空间（orthogonal time frequency space， OTFS）调制提出了 OTFS-ISAC 系统，基站通过接收车辆反射的回波，获得车辆运动参数，从而建立车辆运动的移动拓扑模型。此外，针对多车辆移动场景，提出了保证用户公平性的非正交多址接入OTFS-ISAC系统设计和功率分配算法。仿真结果表明，相比于无雷达感知辅助的非正交多址OTFS系统，基于OTFS-ISAC的非正交多址接入系统实现了25%的信息速率提升。

基于无线感知辅助的车联网下行无线资源分配方法

贺智敏, 林育哲, 程宇杰, 闫实

2022, 38(9):  60-70.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022253

摘要 ( 181 )   在线阅读 ( 27 )   PDF下载 (931KB) ( 258 )   可视化   

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在车联网（vehicle-to-everything，V2X）中，感知与安全类数据的高速下发与共享对道路交通安全至关重要。然而，车辆高速移动所引起的通信链路不稳定，会导致现有的基于车辆位置信息上报的通信资源分配方法不再高效。为此，提出了一种基于通信节点无线感知辅助的车联网下行无线资源分配方法。首先，构建了通信与感知资源正交下的通信模式选择与无线资源分配联合优化问题；之后，为解决这一问题提出了基于Delaunay三角划分的分簇通信模式选择与基于改进图着色的资源分配策略，以实现下行吞吐量的提升；最后，仿真分析了无线感知估计误差、车辆数量对算法性能的影响。仿真结果表明，与传统方法相比，所提算法在相同感知带宽资源占比下可获得更好的下行通信性能增益，并能够承受更大的感知误差对性能的影响，同时，所提算法的计算复杂度较低，可节省网络算力资源。

面向6G的通感空口融合无线电接入网方案

索士强, 许盛浩, 曾婷, 龚秋莎, 王可

2022, 38(9):  71-76.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022260

摘要 ( 198 )   在线阅读 ( 18 )   PDF下载 (796KB) ( 444 )   可视化   

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通信感知一体化技术已经成为6G的重要研究方向之一。针对6G通信与感知在空口层面进行融合的必要性分析，指出通感空口融合不仅可以提升6G系统服务能力，还可以有效提升无线频谱的利用率。提出一种面向6G的通感空口融合无线电接入网方案，包括无线电接入网整体框架、无线感知与通信信号复用方式、一体化信道/信号设计等，为进一步开展研究提供参考。对通感空口融合所面临的挑战进行分析，并指出通感空口融合将对6G空口协议栈设计造成重要影响，需重点研究。

6G通信感知融合指标仿真方法研究

陈仲华, 金凌, 孙剑平

2022, 38(9):  77-82.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022257

摘要 ( 146 )   在线阅读 ( 21 )   PDF下载 (823KB) ( 217 )   可视化   

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如何针对不同的应用合理提供通信感知融合的性能，已经成为5G网络演进和新的6G网络技术的重要研究方向之一。通过对通感融合模式和关键绩效指标（key performance indicator，KPI）的分析，提出了两种不同的通感融合实现的模式，并针对不同模式提出了通感融合仿真系统的架构，描述了仿真系统架构实现的组成模块，以及各部分的实现技术。同时，结合通信频谱效率和感知分辨率等典型的通感融合关键指标，在一定条件下实现了关联仿真，并对仿真结果进行了分析，给出了仿真系统实现的案例。

研究与开发

NOMA-D2D协作无线系统的物理层安全

丁一凡, 李光球, 李辉

2022, 38(9):  83-94.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022171

摘要 ( 178 )   在线阅读 ( 18 )   PDF下载 (912KB) ( 207 )   可视化   

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针对未来海量用户设备接入的物理层安全（physical layer security，PLS）应用需求，提出了一种组合非正交多址接入（non-orthogonal multiple access，NOMA）、终端直通（device-to-device，D2D）与中继协作的NOMA-D2D协作无线系统PLS模型。该模型由采用发射天线选择（transmit antenna selection，TAS）的基站、分别作为基站和D2D发射端的NOMA远端蜂窝用户、D2D接收端以及被动窃听者组成，其中的D2D发射端承担基站的 NOMA 近端用户和解码转发中继两种角色。利用高斯—切比雪夫正交定理推导两种 TAS 方案下NOMA-D2D协作无线系统的安全中断概率、非零安全容量概率以及渐近安全中断概率的近似表达式。数值计算和仿真实验验证了NOMA-D2D协作无线系统PLS性能分析的准确性；在基站总功率恒定时增大分配给远端蜂窝用户的功率能有效提升NOMA-D2D协作无线系统的PLS性能。

基于多通道的边学习图卷积网络

杨帅, 王瑞琴, 马辉

2022, 38(9):  95-104.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022250

摘要 ( 157 )   在线阅读 ( 20 )   PDF下载 (853KB) ( 279 )   可视化   

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通常图的边包含了图的重要信息，然而目前大多数用于图学习的深度学习模型（如图卷积网络（graph convolutional network，GCN）和图注意力网络（graph attention network，GAT））没有充分利用多维边特征的特性；另一个问题是图中可能存在噪声，影响图学习的性能。使用多层感知机对图数据进行去噪优化处理，在GCN的基础上引入了多通道学习边特征的方法，对图的多维边属性进行编码，按原始图所包含的属性分别建模为多通道，每个通道对应一种边特征属性对图节点进行约束训练，可以让算法更合理地学习图中多维边特征，在Cora、Tox21、Freesolv等数据集上的实验证明了去噪方法与多通道方法的有效性。

高速光模块关键技术方案及标准化进展

吴冰冰, 赵文玉, 张海懿

2022, 38(9):  105-115.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022249

摘要 ( 352 )   在线阅读 ( 35 )   PDF下载 (981KB) ( 781 )   可视化   

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光模块是5G承载网络、数据中心互联和全光接入网络的基础构成单元。随着上层业务应用的快速发展，高速光模块已成为各应用领域实现高带宽、广覆盖的关键要素。在梳理光模块基本概念分类及标准化整体视图的基础上，重点介绍了400 Gbit/s、800 Gbit/s强度和相位调制高速光模块的技术方案、标准化进展及市场发展趋势，并提出后续发展建议。

基于误差估值累加开环校正的诱导式欺骗检测方法

钟伦珑, 刘炅坡, 刘永玉

2022, 38(9):  116-128.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022261

摘要 ( 87 )   在线阅读 ( 6 )   PDF下载 (1160KB) ( 290 )   可视化   

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诱导式卫星欺骗干扰可诱导航空器逐渐偏离预定航迹，难以被发现，因此及时有效地检测干扰是飞行安全的保障。在现有紧组合导航体制基础上，设计了一种基于误差估值累加开环校正的紧组合导航结构，并证明了其性能与传统闭环校正紧组合导航性能等效。在此结构中，将紧组合导航系统与自适应序贯概率比检测方法结合，提出了一种基于误差估值累加开环校正的诱导式欺骗检测方法，融合紧组合导航信息与其他不受欺骗影响的导航信息，构建欺骗检测统计量进行诱导式欺骗检测。仿真结果表明，开环校正结构可避免随时间累加的惯性导航系统误差所导致的组合导航滤波器发散问题，同时欺骗检测方法可进一步提高算法对“最坏”情形下微小诱导式欺骗的检测效果。

基于学生知识追踪的多指标习题推荐算法

诸葛斌, 尹正虎, 斯文学, 颜蕾, 董黎刚, 蒋献

2022, 38(9):  129-143.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022234

摘要 ( 251 )   在线阅读 ( 31 )   PDF下载 (972KB) ( 362 )   可视化   

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个性化习题推荐是教育信息化时代的重要课题，传统的习题推荐算法忽略了学生在学习过程中的遗忘规律，未能充分挖掘学生的知识掌握水平和相似学生的共性特征，推荐习题的评价指标单一，推荐习题的新颖度和多样性不足，不能合理地促进学生对新知识的学习或帮助学生查缺补漏。针对上述缺陷，提出一种基于学生知识追踪的多指标习题推荐方法，该方法分为习题初筛和再过滤两个模块，围绕习题推荐的新颖度、难度以及多样性 3 个指标展开研究，首先构造了一个结合学生遗忘规律的知识概率预测（student forgetting behavior based knowledge concept coverage prediction，SF-KCCP）模型，保证推荐习题的新颖性；接着基于动态键值的知识追踪（dynamic key-value memory networks for knowledge tracing，DKVMN）模型精准挖掘学生的知识概念掌握水平，以保证推荐合适难度的习题；最后将基于用户的协同过滤（user-based collaborative filtering，UserCF）算法融入再过滤模块，利用学生群体之间的相似性实现推荐结果的多样性。通过大量的实验证明，所提方法比一些现有的基线模型取得了更好的性能。

一种基于类矩形分布模型结合热力图的市区政企传输网络规划设计方法

南蜀崇, 陈骋, 练汛彪, 汪晗

2022, 38(9):  144-150.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022244

摘要 ( 107 )   在线阅读 ( 16 )   PDF下载 (1760KB) ( 88 )   可视化   

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政企集团客户专线业务的电路局向、业务接入点均为客户自行决定，业务开通存在极大的不可预见性。为有效解决政企客户业务开通的主观性强、调整难度大、周期长及效率低等问题，搭建典型仿真环境，构筑类矩形分布模型，结合热力图提出两种部署策略。仿真分析可知，相同条件下，满足覆盖的需求VC-OTN （VC cross-connecting function with optical transport network）点数随最大接入距离增大而减小，客户点覆盖率随部署VC-OTN点位增大而增大，策略2（根据成熟度分组覆盖）部署效益高于策略1（优先覆盖热点区域）。满足覆盖率需求时，理论最小、策略1和策略2所需VC点位数分别为26个、58个和50个。为网络系统精准快速建设提供可靠理论指导，避免盲目部署，提升部署规划精度，为后续搭建市区VC-OTN节点提供建设参考思路。

工程与应用

面向6G的网络智能化研究

王晴天, 刘洋, 刘海涛, 宗佳颖, 杨峰义

2022, 38(9):  151-160.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022245

摘要 ( 247 )   在线阅读 ( 52 )   PDF下载 (939KB) ( 345 )   可视化   

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智能化网络的研究早在5G时代就已经展开，面向6G，网络将迎来更丰富的应用场景和更严苛的性能要求，需要更加智能化的方式管理、维护网络的运转。首先介绍了 6G 网络的形态和新的应用场景，并从6G智能化标准进展方面分析了当前的研究进展，接着剖析了6G网络智能化当前存在的问题和有关支撑技术，然后提出了6G网络智能化架构，并结合室内定位场景说明网络智能化的应用流程，最后展望了网络智能化的演进需要边缘数据中心支撑。

基于5GtoB定制网的数据分流方案研究

曹亚平, 孙颖, 张会肖

2022, 38(9):  161-168.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022162

摘要 ( 159 )   在线阅读 ( 25 )   PDF下载 (900KB) ( 313 )   可视化   

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随着5G网络的不断演进，面向行业用户的解决方案也更加灵活，数据分流可以很好地满足客户对于数据不出园区、本地卸载、低时延等迫切需求。介绍了5G网络中数据分流能力的需求背景和分流技术原理，同时结合运营商现网实际部署情况，论述了基于多数据网络名称（data network name，DNN）分流和基于上行链路分类器（uplink classifier，UL CL）分流两大类数据分流方案的应用场景、技术实现，并对不同方案的优点和局限性进行了对比分析，最后通过实际案例验证了方案的可行性。

5G演进：网络控制直放站

张楠, 栗子阳, 李儒岳, 曹伟

2022, 38(9):  169-176.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022047

摘要 ( 225 )   在线阅读 ( 27 )   PDF下载 (1384KB) ( 384 )   可视化   

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射频直放站在 2G、3G 和 4G 的部署均用于增强蜂窝网络的覆盖。虽然传统射频直放站提供了一种经济高效的方法用于扩展网络覆盖范围，但其仅能依照固定配置对信号执行放大和转发操作，无法依照网络调度和控制对该行为进行灵活调整。介绍了 5G 演进中的网络控制直放站，作为对传统射频直放站的增强，网络控制直放站具有从网络侧接收针对直放站控制信息的能力，并依据此信息以更有效的方式执行其放大和转发操作，包括实现信号在空间域的定向增强、直放站的动态使能和简化的网络集成。

VoNR无线优化策略研究

张新超, 李荣琳

2022, 38(9):  177-186.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022146

摘要 ( 210 )   在线阅读 ( 31 )   PDF下载 (686KB) ( 389 )   可视化   

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5G网络语音解决方案目前有两种，分别为演进分组系统回落（evolution packet system falls back，EPS Fallback）和新空口承载语音（voice over new radio，VoNR）。在5G网络建设初期，5G基站覆盖和5G终端渗透率均不高，EPS Fallback作为5G语音过渡方案，目前随着2.6 GHz和700 MHz网络的部署，独立组网（standalone，SA）模式逐步实现独立组网，VoNR将作为5G语音的主要方案。为了积极应对VoNR的部署，多维度对比分析VoNR的优势，深入研究了VoNR特性功能、参数以及应用场景，制定了VoNR无线策略，针对上行弱场、干扰、大话务等各类场景下的特性功能部署和优化提供建议和方案，为 VoNR 正式商用做好准备。

4G与5G双网共存时能效最优策略

薛亚辉, 邵泽才, 崔春风, 金婧, 王菡凝

2022, 38(9):  187-192.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022098

摘要 ( 166 )   在线阅读 ( 24 )   PDF下载 (737KB) ( 191 )   可视化   

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无线网络的能量效率逐渐成为评估网络的重要指标，4G与5G能效存在差别，双网共存时，如何提高无线网络能效至关重要。为分析4G与5G能效差异，从基站能耗组成出发，通过实测数据建立4G和5G基站能耗模型，然后进行仿真，计算其能效。结果表明，4G和5G存在各自能效占优区间，单站吞吐量小于500 Mbit/s时，4G效更优；单站吞吐量大于500 Mbit/s时，5G能效更优。双网共存时，吞吐量小于500 Mbit/s时只开4G；吞吐量大于500 Mbit/s，只开5G，单站功耗可降低53.4%，能效可提升116.4%。