Please wait a minute...

当期目录

      
    专题:面向万物互联的通信与计算融合
    区块链赋能的边缘异构计算系统中资源调度研究
    张平,李世林,刘宜明,秦晓琦,许晓东
    2020, 41(10):  1-14.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020206
    摘要 ( 832 )   在线阅读 ( 189 )   PDF下载 (856KB) ( 899 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    在区块链赋能的移动边缘计算(BMEC)系统中,针对各类新型计算任务并行性需求的差异,提出了一种基于异构计算的BMEC系统模型,通过调用异构计算架构中并行计算能力不同的处理器,实现区块链业务与用户业务的高效处理。通过综合考虑异构处理器调度、计算资源分配以及带宽资源分配,将通信及计算资源受限下的系统效用最大化问题建模为混合整数非线性问题。为了快速求解该问题,将所提模型进一步解耦为业务驱动的异构处理器调度问题和资源联合分配问题,并提出了基于拉格朗日对偶理论的联合优化算法。仿真结果表明,所提算法可以有效提升BMEC系统的系统效用。

    无人机辅助边缘计算的能量效率最大化算法设计
    吴启晖,吴伟
    2020, 41(10):  15-24.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020204
    摘要 ( 542 )   在线阅读 ( 118 )   PDF下载 (855KB) ( 1305 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    针对无人机辅助的边缘计算系统,提出了一种两阶段交替优化算法以最大化系统能量效率,该优化问题复杂且非凸。为此,首先利用Dinkelbach方法将建模的非线性分式规划问题转换为一类等价的参数寻优问题。其次,将其拆分成2个子问题进行交替优化。利用拉格朗日对偶法,给出了中央处理单元频率和数据比特量的闭式解。最后,所获得的解揭示了源节点选择卸载与共享自身数据和无人机中继选择转发计算结果的必要条件,以及实现更高能量效率的方法。仿真结果表明,与传统算法相比,所提算法在能量效率方面可获得最高近 20 倍的性能提升。

    基于次模优化的边云协同多用户计算任务迁移方法
    梁冰,纪雯
    2020, 41(10):  25-36.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020205
    摘要 ( 478 )   在线阅读 ( 64 )   PDF下载 (812KB) ( 804 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    为了提升多用户计算任务卸载时的系统效用,提出了一种基于边云联合计算的多用户任务卸载方案。该方案在提升系统效用的同时,考虑了边云资源的协同优化问题。针对计算任务卸载模式的选择及边云资源分配的问题,设计了一种基于次模理论的贪心算法并充分利用了云端以及边缘端的计算和通信资源。仿真结果表明,所提方案能够有效降低计算任务执行的时延和能耗,且当多用户卸载计算任务时,所提方案在资源受限的条件下仍然能够保持稳定的系统性能。

    移动边缘计算网络中联合无线多播的服务功能链部署算法
    王侃,赵楠,李军怀,王怀军
    2020, 41(10):  37-47.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020210
    摘要 ( 398 )   在线阅读 ( 71 )   PDF下载 (904KB) ( 590 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    为解决移动边缘计算(MEC)网络中面向用户的服务功能链部署(SFC)算法系统开销过大、业务拥塞严重等问题,针对部署MEC服务器的多基站多用户边缘网络,提出了一种面向内容的联合无线多播的SFC部署算法。综合考虑数据流、服务器功能维护功耗、服务器功能服务功耗和无线传输功耗4种系统开销,建立波束成形设计和SFC映射的联合优化模型。首先,利用拉格朗日对偶分解技术,将优化问题解耦为SFC部署和波束成形设计2个独立子问题;其次,利用基于L<sub>p</sub>范数惩罚项的连续凸近似算法,将整数形式的SFC部署问题松弛为一个等价线性规划问题;最后,利用路径跟随技术,将非凸波束向量优化问题转化为一系列凸优化子问题。仿真结果表明,所提算法具有较好收敛性能,并在系统开销方面优于传统的最优单播SFC部署算法和随机多播SFC部署算法。

    面向6G的区块链物联网数据共享和存储机制
    蒋宇娜,葛晓虎,杨旸,王承祥,李颉
    2020, 41(10):  48-58.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020211
    摘要 ( 704 )   在线阅读 ( 124 )   PDF下载 (1092KB) ( 1235 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    考虑不同物联网系统的异构性以及集中化数据处理平台单点故障等问题,提出一种基于区块链技术的去中心化物联网数据共享和存储方案。通过存储证明(PoS)的共识机制,实现区块共识和共享数据的分布式存储。基于Gossip协议提出一种在区块链网络的共识节点和验证节点间的区块分层传播机制。然后,推导了区块传播时延模型以及区块链网络的去中心化评估模型,同时对区块传播时延以及网络去中心化程度进行均衡化分析。仿真结果表明,随着共识节点的能力最小值增加,区块传播时延、区块链网络去中心化程度减小。作为应用示例,针对确诊患者轨迹数据共享场景,基于以太坊开发平台进行了数据共享智能合约的实现和测试。

    无线供能边缘计算网络中系统计算能效最大化资源分配方案
    施丽琴,叶迎晖,卢光跃
    2020, 41(10):  59-69.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020182
    摘要 ( 455 )   在线阅读 ( 73 )   PDF下载 (793KB) ( 826 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    针对无线供能边缘计算网络,提出了一种兼顾边缘服务器有限计算能力的系统计算能效最大化资源分配方法。具体而言,通过联合优化边缘服务器和用户的计算频率与时间、边缘用户的发射功率与卸载时间、能量收集时间、本地计算时间及专用能量站的发射功率来建立一个系统计算能效最大化的优化问题。由于所建立的问题是一个高度非凸的分式规划问题且难以求解,因此首先通过引入广义分式规划理论将原问题转化为一个减式非凸问题,然后利用一系列辅助变量将其转化为一个等价的凸问题,并据此提出一种迭代算法来获取原问题的最优解。仿真结果验证了所提迭代算法的快速收敛性,并通过与其他方案进行比较,证明了所提的资源分配方案能够取得更高的系统计算能效。

    学术论文
    基于多池化融合与背景消除网络的跨数据集行人再识别方法
    李艳凤,张斌,孙嘉,陈后金,朱锦雷
    2020, 41(10):  70-79.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020181
    摘要 ( 260 )   在线阅读 ( 34 )   PDF下载 (3510KB) ( 1474 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    现有跨数据集行人再识别方法一般致力于减小2个数据集之间的数据分布差异,忽略了背景信息对识别性能的影响。针对上述问题,提出了一种基于多池化融合与背景消除网络的跨数据集行人再识别方法。为了兼顾全局特征和局部特征,同时实现特征的多细粒度表示,构建了多池化融合网络。为了使监督网络能提取有用的行人前景特征,构建了特征级有监督背景消除网络。采用结合行人分类损失及特征激活损失的多任务学习损失函数,在3个公开行人再识别数据集上对方法进行评估,当MSMT17作为训练集时,Market-1501上的跨数据集识别性能mAP为35.53%,相比ResNet50网络提升了9.24%;DukeMTMC-reID上的跨数据集识别性能mAP为41.45%,相比于ResNet50网络提升了10.72%。与现有方法相比,所提方法具有更优的跨数据集行人再识别性能。

    融合对抗主动学习的网络安全知识三元组抽取
    李涛,郭渊博,琚安康
    2020, 41(10):  80-91.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020174
    摘要 ( 556 )   在线阅读 ( 66 )   PDF下载 (803KB) ( 1266 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    针对当前网络安全领域知识获取中所依赖的流水线模式存在实体识别错误的传播,未考虑实体识别与关系抽取任务间的联系,以及模型训练缺乏标签语料的问题,提出一种融合对抗主动学习的端到端网络安全知识三元组抽取方法。首先,将实体识别与关系抽取通过联合标注策略建模为序列标注任务;然后,设计融合动态注意力机制的BiLSTM-LSTM模型实现实体与关系的联合抽取,并形成三元组;最后,基于对抗网络训练一个判别器模型,增量地筛选出高质量的待标注数据进行标注,并通过迭代训练不断提升联合抽取模型的性能。通过实验表明,所提方案中实体-关系联合抽取模型优于现有的网络安全知识抽取方案,并验证了对抗主动学习方法的有效性。

    Flink环境下基于负载预测的弹性资源调度策略
    李梓杨,于炯,王跃飞,卞琛,蒲勇霖,张译天,刘宇
    2020, 41(10):  92-108.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020195
    摘要 ( 447 )   在线阅读 ( 39 )   PDF下载 (1151KB) ( 823 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    为了解决大数据流式计算平台中存在计算负载剧烈波动,但集群因资源不足而遇到性能瓶颈的问题,提出了Flink环境下基于负载预测的弹性资源调度(LPERS-Flink)策略。首先,建立负载预测模型并在此基础上提出负载预测算法,预测集群负载的变化趋势;其次,建立资源判定模型,以判定集群出现资源瓶颈与资源过剩的问题,由此提出弹性资源调度算法,制定弹性资源调度计划;最后,通过在线负载迁移算法执行调度计划,实现高效的节点间负载迁移。实验结果表明,该策略在负载剧烈波动的应用场景中有较好的优化效果,实现了集群规模和资源配置对负载变化的及时响应,降低了负载迁移的通信开销。

    面向视频监控基于联邦学习的智能边缘计算技术
    赵羽,杨洁,刘淼,孙金龙,桂冠
    2020, 41(10):  109-115.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020192
    摘要 ( 911 )   在线阅读 ( 116 )   PDF下载 (1329KB) ( 2496 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    随着全球数据量的激增,集中式云计算无法提供低时延、高效率的视频监控服务。基于此,提出分布式边缘计算模型,在边缘端直接处理视频数据,减少网络的传输压力,缓解中央云服务器的计算负担,降低视频监控系统的处理时延。结合联邦学习算法,采用轻量级神经网络,分场景训练模型,并将其部署于计算能力受限的边缘设备上。实验结果表明,对比通用神经网络模型,所提方法检测准确度提高18%,模型训练时间有效减少。

    基于时变图的天地一体化网络时间确定性路由算法与协议
    李红艳,张焘,张靖乾,史可懿,曾鹏程
    2020, 41(10):  116-129.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020188
    摘要 ( 664 )   在线阅读 ( 82 )   PDF下载 (2834KB) ( 1122 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    针对天地一体化网络时变多维资源与差异多样化业务导致网络端到端时延难保障、网络资源利用率难提升等问题,提出基于时变图的天地一体化网络时间确定性路由算法及协议。构建时变连续图模型,用于表征天地一体化网络时变拓扑、链路连通时段、节点缓存等多维资源的时空属性;提出面向业务的时间确定性路由算法,依据链路累积流量计算规则、节点流守恒约束与节点缓存约束,构建具有时间属性的最短时延路径;将所提路由算法与分段路由(SR)技术以及时间敏感网络(TSN)技术相结合,设计具有时延保障的时间确定路由协议,支持时变网络环境中拓扑发现、确定性路由的高效计算以及分组的定时转发。仿真结果表明,通过关联利用链路资源与节点存储资源,与基于快照图和接触图的路由算法相比,所提路由算法的链路资源利用率高、分组成功投递率高,保障了业务的端到端传输时延。

    适用于保密容量为负情形的基于混沌序列的polar码加密方案
    张小卉,张顺亮,李博文
    2020, 41(10):  130-138.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020187
    摘要 ( 317 )   在线阅读 ( 21 )   PDF下载 (704KB) ( 242 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    考虑保密容量为负的情形,利用混沌序列对信息序列进行加密并且对冻结比特进行填充,并结合多块polar编码结构,提出了一种具有较低复杂度和较高安全传输速率的 polar 码加密方案。从可靠性、安全性、传输效率这3个方面对所提polar码加密方案进行相应的数学证明和理论分析。结果表明,所提方案在保密容量为负的情形下,在保障可靠、安全的通信的基础上,可达到较高的安全传输速率,且具有较低的实现复杂度。

    认知协作NOMA网络的安全性能分析
    杨震,朱梦瑶,冯友宏
    2020, 41(10):  139-147.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020180
    摘要 ( 309 )   在线阅读 ( 28 )   PDF下载 (812KB) ( 506 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    为了提高通信系统的安全性能且使有限的频谱得到高效利用,将填充式认知无线电(OCR)与非正交多址接入(NOMA)技术相结合,提出了一个次网络通过感知主用户是否占用频谱来实现辅助主网络通信或次网络通信的动态切换的系统模型。主次网络均采用人工噪声(AN)技术进一步改善系统的安全传输性能。通过分别推导主、次网络安全中断概率和安全吞吐量的表达式来研究系统的安全中断性能。仿真结果表明了所提出的认知协作NOMA方案在降低中断概率、提高吞吐量方面的有益效果,并且进一步给出了人工噪声功率分配因子对系统性能的影响。

    利用混合RF-FSO系统改善深空通信的研究
    刘宏展,姜婷,郝源
    2020, 41(10):  148-155.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020185
    摘要 ( 258 )   在线阅读 ( 22 )   PDF下载 (762KB) ( 245 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    为了改善深空通信质量,在深空中引入了混合RF-FSO系统以及混合LPPM-BPSK-SIM调制。在不同太阳风波动的环境中,对比分析了采用混合RF-FSO系统与FSO系统的误码率特性。仿真结果表明,深空通信中,采用混合RF-FSO系统的误码率低于传统FSO系统。当采用混合LPPM-BPSK-SIM时,系统性能又得到进一步提升。

    MIMO全双工双向安全通信系统的预编码矩阵设计
    雷维嘉,周洋,谢显中,雷宏江
    2020, 41(10):  156-171.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020155
    摘要 ( 242 )   在线阅读 ( 26 )   PDF下载 (974KB) ( 747 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    研究多输入多输出全双工双向通信系统中,合法节点在接收信息的同时向对方发送保密信息,并协同发送人工噪声的物理层安全方案的预编码矩阵设计。针对合法信道、窃听信道的信道状态信息完美的场景,使用DC规划优化信息信号与人工噪声的预编码矩阵以最大化系统保密和速率。对于信道CSI不完美的场景,使用最差准则建模信道,利用加权最小均方误差算法对预编码矩阵进行稳健设计。仿真结果验证了优化算法能有效提高系统的保密和速率。

    基于DQN的车载边缘网络任务分发卸载算法
    赵海涛,张唐伟,陈跃,赵厚麟,朱洪波
    2020, 41(10):  172-178.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020160
    摘要 ( 701 )   在线阅读 ( 95 )   PDF下载 (793KB) ( 1182 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    为实现车辆终端用户任务执行时延与处理速率、能耗的最佳均衡关系,针对车联网的边缘接入环境,提出了一种基于深度 Q 网络(DQN)的计算任务分发卸载算法。首先根据层次分析法对不同车辆终端的计算任务进行优先级划分,从而为计算任务处理速率赋予不同的权重建立关系模型;然后引入基于深度Q网络的边缘计算方法,以计算任务处理速率加权和为优化目标建立任务卸载模型;最后建立基于 DQN 的车辆终端自主最优任务卸载策略,最大化卸载决策制定模型的长期效用。仿真结果表明,相比Q学习算法,所提算法有效提高了任务执行效率。

    M分布星地激光通信链路相干正交频分复用系统误码性能研究
    王怡,王亚萍
    2020, 41(10):  179-187.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020197
    摘要 ( 255 )   在线阅读 ( 15 )   PDF下载 (858KB) ( 418 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    为了缓解大气湍流对星地激光通信系统性能的影响,基于 M 分布大气信道模型,在星地激光通信上行链路和下行链路中提出了一种多载波相干正交频分复用(OFDM)调制系统,推导了星地激光通信上行链路和下行链路相干 OFDM 调制系统误码率的闭合表达式。在弱大气湍流和强大气湍流下,分别研究了天顶角、接收孔径、信噪比、最佳束散角以及最佳发射半径与系统误码率的关系,并与二进制相干差分相移键控(DPSK)调制进行比较。理论和仿真对比结果表明,星地激光通信系统中采用相干OFDM调制系统的误码性能优于相干DPSK调制系统。

    边缘协作的轻量级安全区域建议网络
    熊金波,毕仁万,陈前昕,刘西蒙
    2020, 41(10):  188-201.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020186
    摘要 ( 430 )   在线阅读 ( 35 )   PDF下载 (2059KB) ( 712 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    针对边缘环境下的图像隐私泄露和计算效率问题,提出一种边缘协作的轻量级安全区域建议网络(SecRPN)。基于加性秘密共享方案设计一系列安全计算协议,由2台非共谋边缘服务器协作执行安全特征处理、安全锚变换、安全边界框修正、安全非极大值抑制等计算模块。理论分析证明了SecRPN的正确性和安全性,实际性能评估表明,计算和通信开销均远优于现有工作。

    学术通信
    基于能效最大的无线供电反向散射网络资源分配算法
    徐勇军,谷博文,陈前斌,林金朝
    2020, 41(10):  202-210.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020132
    摘要 ( 328 )   在线阅读 ( 28 )   PDF下载 (854KB) ( 296 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    为缓解物联网节点数量增长带来的能耗问题,提出了基于能效最大化的多载波无线供电反向散射网络资源分配算法。首先,考虑发射功率门限和最小收集能量约束,构建了发射功率、传输时间、反射系数和收集能量分配系数联合优化的多变量非线性资源分配模型。然后,基于Dinkelbach方法和变量替换法,将原非凸资源分配问题转化为凸优化问题。同时,利用拉格朗日对偶理论获得解析解。仿真结果表明,与纯反向散射算法和纯能量收集算法相比,所提算法具有较好的能效。

    基于时序关系的社交网络影响最大化算法研究
    陈晶,祁子怡
    2020, 41(10):  211-221.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020191
    摘要 ( 420 )   在线阅读 ( 31 )   PDF下载 (733KB) ( 671 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    针对动态社交网络中节点存在的时序关系,提出了基于时序关系的社交网络影响最大化问题,即在时序社交网络上寻找k个节点使信息传播最大化。首先,通过改进度估计算法来计算节点间的传播概率;其次,针对静态社交网络的WCM传播模型无法适用于时序社交网络的问题,提出了IWCM传播模型,并以此为基础提出了TIM算法,该算法分别利用时序启发阶段和时序贪心阶段,选择影响力估计值 inf(u)最大的备选节点和影响力最大的种子节点;最后,通过实验验证了TIM算法的高效性和准确度。此外,所提算法结合了启发式算法和贪心算法的优点,将边际收益的计算范围由网络中所有节点缩减到了备选节点,在保证精度的前提下大大缩短了程序的运行时间。

    基于伽马范数最小化的图像去噪算法
    王洪雁,王拓,潘勉,汪祖民
    2020, 41(10):  222-234.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020190
    摘要 ( 319 )   在线阅读 ( 40 )   PDF下载 (28821KB) ( 196 )   可视化   
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章

    针对核范数有偏近似秩函数导致基于核范数最小化的传统去噪方法去噪性能较差的问题,基于低秩理论,提出一种基于伽马范数最小化的图像去噪算法。首先对噪声图像重叠分块,然后基于结构相似性指数自适应搜索与当前图像块最相似的若干非局部图像块以组成相似图像块矩阵,进而利用非凸伽马范数无偏近似矩阵秩函数构建低秩去噪模型,最后基于奇异值分解对所得低秩去噪优化问题求解,并将去噪图像块重组为去噪图像。仿真结果表明,与现有主流PID、NLM、BM3D、NNM、WNNM、DnCNN和FFDNet算法相比,所提算法可较显著地消除高斯噪声,且可较好地恢复原始图像细节。

版权信息
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国通信学会
主  编:张 平
副主编:张延川 马建峰 杨   震
     沈连丰 陶小峰 刘华鲁
编辑部主任:吴娜达 肇丽
地  址:北京市丰台区东铁匠营街道
     顺八条1号院B座“北阳晨光
     大厦”2层
邮政编码:100079
电  话:010-53878169、53859522、
     53878236
电子邮件:xuebao@ptpress.com.cn
     txxb@bjxintong.com.cn
国际标准刊号:ISSN 1000-436X
国内统一刊号:CN 11-2102/TN
访问统计
总访问量
今日访问
在线人数