当期目录

2023年 第39卷 第2期 刊出日期：2023-02-20

2023年 第39卷 第2期
刊出日期：2023-02-20

  

专题：6G空间互联网

无人机通信感知一体化：架构、技术与展望

刘晨熙, 马睿, 彭木根

2023, 39(2):  1-9.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023029

摘要 ( 560 )   在线阅读 ( 89 )   PDF下载 (2380KB) ( 821 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

无人机应急通信作为第六代移动通信系统（6G）的一种典型应用，具有灵活部署、按需覆盖的优势。与此同时，通信感知一体化是6G的重要特征和核心使能技术之一，它可以应用于无人机应急通信中，以提升频谱效率、感知精度，降低系统成本，但二者如何结合，仍是学术界和工业界的研究热点和难点。为此，提出了一种无人机通信感知一体化的体系架构，探讨了支撑该架构的基础理论和关键技术，并展望了无人机通信感知一体化的未来发展方向及挑战。

AI技术在卫星通信/互联网领域的应用综述

刘雅琼, 吕哲, 赵亚飞, 寿国础

2023, 39(2):  10-24.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023030

摘要 ( 724 )   在线阅读 ( 122 )   PDF下载 (2027KB) ( 910 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

卫星互联网的诞生带来新的发展机遇，同时也具备诸多挑战。主要调研了在空天地一体化的背景下，人工智能（AI）技术作为重要的辅助工具在卫星通信/卫星互联网领域的应用，涉及通信抗干扰、通信路由、星地网络系统架构、星座运营与管理等场景，其中涉及的AI算法包括传统机器学习、深度学习、强化学习等；最后，针对 AI 技术在卫星通信/互联网领域的发展趋势，提出了未来的研究方向，为我国卫星领域的智能化发展提供了思路和技术方案。

面向手机直连的低轨卫星通信：关键技术、发展现状与未来展望

孙耀华, 彭木根

2023, 39(2):  25-36.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023031

摘要 ( 744 )   在线阅读 ( 106 )   PDF下载 (1647KB) ( 975 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

为满足全时、全域通信需求，低轨卫星通信将成为6G的重要组成部分。通过对地面移动通信协议体制进行适应性改进，低轨卫星可为地面移动手机终端提供直连服务。介绍了面向手机直连的低轨卫星通信关键技术和商业项目发展现状，探讨了未来需解决的关键问题和潜在技术途径。

面向低轨卫星网络的组网关键技术综述

蒋瑞红, 冯一哲, 孙耀华, 郑海娜

2023, 39(2):  37-47.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023032

摘要 ( 663 )   在线阅读 ( 145 )   PDF下载 (1273KB) ( 791 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

随着信息通信技术的不断发展，人类对于扩大网络覆盖范围和降低通信时延的要求越来越高。低轨卫星网络是一种利用轨道高度较低的卫星构建的网络体系，具有覆盖范围广、通信时延低等优势。基于此，首先概述了低轨卫星网络的国内外发展现状及其组网所面临的挑战，进一步阐述了低轨卫星网络组网关键技术难点及建议，最后结合分布式、博弈论和人工智能等方法，对潜在可行的低轨卫星组网方案进行了探讨。

低轨卫星网络的航点分段路由及业务性能分析

赵鑫, 赵光, 陈睿, 王文鼐

2023, 39(2):  48-58.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023020

摘要 ( 138 )   在线阅读 ( 18 )   PDF下载 (1536KB) ( 194 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

提出一种基于卫星航点的分段路由（waypoint-segment routing，WSR）算法，WSR算法以可预测的卫星网络拓扑运动周期为基础，根据卫星节点链路状态确定卫星航点的位置；利用分段路由灵活规划分组传输路径的机制，提前响应网络拓扑变化，计算得到一条不受网络拓扑快照切换影响的传输路径。基于NS-3仿真平台进行仿真实验，设置源节点与目标节点在反向缝同侧与不同侧两种场景，选取优化链路状态路由（optimized link state routing，OLSR）算法和最短路径算法与WSR进行时延抖动与分组丢失率的对比分析。实验证明WSR与OLSR相比，两种场景下最大时延抖动分别降低46 ms与126 ms，分组丢失率分别降低30%和21%，并且能够解决拓扑快照切换导致分组传输路径中断的问题。

研究与开发

基于熵掩蔽的DCT域恰可察觉失真模型

骆琼华, 王鸿奎, 殷海兵, 邢亚芬

2023, 39(2):  59-70.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023014

摘要 ( 94 )   在线阅读 ( 16 )   PDF下载 (7071KB) ( 58 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

为提高离散余弦变换（discrete cosine transform，DCT）域恰可察觉失真（just noticeable distortion， JND）模型阈值精度并避免跨域操作，将熵掩蔽效应引入DCT域JND模型。首先，从自由能理论和贝叶斯推理出发，设计基于DCT域纹理能量相似性的自回归模型模拟视觉感知过程中的自发预测行为；其次，探索视觉感知与预测残差的映射关系得到块级无序度，并将熵掩蔽效应建模为关于无序度的JND阈值调节因子；最后，结合空间对比敏感度函数、亮度自适应掩蔽以及对比度掩蔽，提出基于熵掩蔽的 DCT 域 JND 模型。与现有DCT域JND模型相比，所提模型所有运算均在DCT域执行，更高效简洁。主观、客观实验结果表明，所提模型在感知质量相同或更好的情况下，噪声污染图的平均峰值信噪比（peak signal-to-noise ratio，PSNR）值比其他4个JND对比模型低2.04 dB，更符合人眼视觉系统的感知特性。

基于Kubernetes的多云网络成本优化模型

高明, 刘铭, 陈泱婷, 王伟明

2023, 39(2):  71-82.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023028

摘要 ( 241 )   在线阅读 ( 41 )   PDF下载 (1899KB) ( 290 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

以 Kubernetes 为代表的云原生编排系统在多云环境中被云租户广泛使用，随之而来的网络观测性问题愈发突出，跨云跨地区的网络流量成本尤为突出。在Kubernetes中引入扩展的伯克利数据包过滤器（extended Berkeley packet filter，eBPF）技术采集操作系统内核态的网络数据特征解决网络观测问题，随后将网络数据特征建模为二次分配问题（quadratic assignment problem，QAP），使用启发式搜索与随机搜索组合的方法在实时计算的场景下求得最佳近优解。此模型在网络资源成本优化中优于 Kubernetes 原生调度器中仅基于计算资源的调度策略，在可控范围内增加了调度链路的复杂度，有效降低了多云多地区部署环境中的网络资源成本。

大规模输电线路状态监测传感器网络的周期性低功耗通信技术方案

占亚波, 涂潜, 李俊, 宗震

2023, 39(2):  83-91.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023022

摘要 ( 83 )   在线阅读 ( 15 )   PDF下载 (1190KB) ( 216 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

为了实现输电线路监测的功耗低、寿命长、绿色发展的目的，提出大规模输电线路状态监测传感器网络周期性低功耗通信技术方案。依据网络中传感器网络组网特征以及节点运行状态转换特点，设置睡眠定时器，以周期性运行方式使传感器网络通信节点在初始化、睡眠、激活状态间转换，通信节点在输电线路状态监测数据无传递需求时进入睡眠状态，节省通信功耗；传感器网络汇聚（sink）节点利用梯度创建上行路由，通过源路由的方式创建下行路由，以跳数和剩余能量为依据进行上、下行路由数据分组传递，降低节点功耗，延长通信运行时间。实验显示，大规模输电线路状态监测传感器网络应用该技术方案后，通信功耗明显降低，运行时间明显延长，且不会影响监测传感器网络的数据传输性能，延长了监测传感器网络的使用寿命。

基于上下文信息与注意力特征的欺骗语音检测

陈佳, 章坚武, 张浙亮

2023, 39(2):  92-102.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023006

摘要 ( 225 )   在线阅读 ( 42 )   PDF下载 (1763KB) ( 232 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

随着语音合成和语音转换技术的快速发展，欺骗语音检测方法仍存在欺骗检测准确率低、通用性差等问题。因此，提出一种基于上下文信息与注意力特征的端到端的欺骗检测方法。该方法基于深度残差收缩网络（DRSN），利用双分支上下文信息协调融合模块（DCCM）聚集丰富的上下文信息，融合基于协调时频注意力机制（CTFA）的特征以获得具有上下文信息的跨维度交互特征，从而最大化捕获伪影的潜力。与最佳基线系统相比，在ASVspoof 2019 LA数据集中，所提方法在EER和t-DCF性能指标上分别降低68%和65%；在ASVspoof 2021 LA数据集中，所提方法的EER和t-DCF分别为4.81和0.311 5，分别降低48%和10%。实验结果表明，所提方法能有效提高欺骗语音检测的准确率和泛化能力。

非线性能量收集认知无线电网络的次用户吞吐量最大化方案

葛海江, 贾宁, 池凯凯, 陈云志

2023, 39(2):  103-117.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023033

摘要 ( 113 )   在线阅读 ( 15 )   PDF下载 (940KB) ( 264 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

针对一对主用户和M对次用户构成的认知无线电网络（cognitive radio network，CRN），研究了非线性能量收集的认知无线电网络的次用户吞吐量最大化问题。具体来说，对于考虑次用户发射器（secondary transmitter，ST）电路功率的情况，首先将主用户吞吐量需求下的次用户吞吐量最大化（secondary throughput maximization，STM）问题建模为一个非线性优化问题，然后将它转化成凸优化问题，最后提出一种联合使用黄金分割和二分法的低复杂度算法，获得主用户发射器（primary transmitter，PT）能量传输和次用户信息传输的最优时间分配以及主用户发射器的最优发射功率。对于忽略次用户发射器电路功率的情况，首先证明次用户吞吐量最大化问题的凸特性，然后设计了一个更高效的算法来求解。仿真结果表明，相比等时间分配方案和链路增益优先级方案，提出的设计算法能显著提升次用户吞吐量。

一种基于耦合网络的RD-IHSAT网络谣言传播模型

韩一士, 徐雨欣, 卢甜甜

2023, 39(2):  118-131.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023023

摘要 ( 143 )   在线阅读 ( 18 )   PDF下载 (1475KB) ( 276 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

为探究谣言在社交网络中的传播规律，基于耦合原理，构建由巴拉巴西-阿尔伯特（Barabási-Albert， BA）无标度网络与瓦茨-斯特罗加茨（Watts-Strogatz，WS）小世界网络组成的沉默者、辟谣者、无知者、犹豫者、传谣者、铁杆传谣者、疲惫者（reticent，debunker，ignorant，hesitated，spreader，adherent，tired，RD-IHSAT）谣言传播模型。该模型在易感者、感染者、移出者（susceptible，infective，removal，SIR）模型的基础上引入兴趣衰弱机制、感知社会共识机制、沉默与反沉默的螺旋等因素，并融入犹豫者、铁杆传谣者、沉默者、辟谣者等角色，使其更加逼近真实情形。仿真结果显示，耦合网络极大地促进了谣言的传播，不仅加快谣言爆发速度，而且扩大谣言传播规模；提高对犹豫者的辟谣概率能够极为显著地抑制谣言规模，是控制谣言传播的最有力因素；仅降低谣言传播率对谣言控制作用较小；提高沉默群体的比例是遏制谣言传播的关键一环；对辟谣时滞的把控极大地影响了辟谣效果。

融合混合嵌入与关系标签嵌入的三元组联合抽取方法

戴剑锋, 陈星妤, 董黎刚, 蒋献

2023, 39(2):  132-144.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023021

摘要 ( 154 )   在线阅读 ( 29 )   PDF下载 (1982KB) ( 341 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

三元组抽取的目的是从非结构化的文本中获取实体与实体间的关系，并应用于下游任务。嵌入机制对三元组抽取模型的性能有很大影响，嵌入向量应包含与关系抽取任务密切相关的丰富语义信息。在中文数据集中，字词之间包含的信息有很大区别，为了改进由分词错误产生的语义信息丢失问题，设计了融合混合嵌入与关系标签嵌入的三元组联合抽取方法（HEPA），提出了采用字嵌入与词嵌入结合的混合嵌入方法，降低由分词错误产生的误差；在实体抽取层中添加关系标签嵌入机制，融合文本与关系标签，利用注意力机制来区分句子中实体与不同关系标签的相关性，由此提高匹配精度；采用指针标注的方法匹配实体，提高了对关系重叠三元组的抽取效果。在公开的DuIE数据集上进行了对比实验，相较于表现最好的基线模型（CasRel）， HEPA的F1值提升了2.8%。

共享孔径同心圆阵稀疏交错优化布阵方法

谷志刚, 李龙军, 胡继宽

2023, 39(2):  145-156.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023034

摘要 ( 105 )   在线阅读 ( 13 )   PDF下载 (4893KB) ( 131 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

同心圆阵列天线具有波束对称、360°方位角扫描、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于星载、机载、舰载雷达及飞机声呐等领域。在天线孔径有限的情况下，如何进一步提高同心圆阵的孔径利用率，通过孔径的空分复用，设计出子阵稀疏交错分布的多功能同心圆阵列天线，具有较大的研究价值。利用均匀同心圆阵列天线激励与方向图函数存在二维傅里叶-贝塞尔变换关系，基于二维三次插值和密度加权，提出了一种同心圆阵稀疏交错优化布阵的方法。该方法通过对均匀同心圆阵列天线方向图采样值的频谱能量进行分析，采用三次插值的方法，实现了同心圆天线阵列方向图函数到同心圆阵元激励能量的映射转换；基于密度加权的原理，对排序后归一化阵元激励的奇偶交错选取，使得稀疏交错子阵方向图频谱能量均分匹配，实现了同心圆阵的稀疏交错优化布阵设计。仿真结果表明，该方法得到的交错子阵天线具有峰值旁瓣电平低、主瓣宽度窄且方向图性能近似程度高的优点，有效解决了同心圆阵列天线稀疏交错优化布阵的设计难题，实现了两子阵交错的共享孔径多功能同心圆阵列天线设计。

基于电信大数据的5G网络海量用户复访行为预测模型

孙玉娣

2023, 39(2):  157-162.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023026

摘要 ( 135 )   在线阅读 ( 33 )   PDF下载 (837KB) ( 284 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

5G网络中的用户会产生大量的访问数据，导致用户复访行为难以精准预测，因此提出基于电信大数据的5G网络海量用户复访行为预测模型。从电信大数据中提取用户上网历史行为特征数据，构建数据集。引入多阶加权马尔可夫链模型，通过计算各阶自相关系数，得到模型权重值，计算模型的统计量。经过分析后得到各阶步长的马尔可夫氏链一步转移概率矩阵，从而实现对5G网络海量用户复访行为的精准预测。实验结果表明，该模型拥有最低的均值误差和标准差，以及最高的精度、查全率、查准率、F1指标，可证明该方法在预测用户复访行为方面有着非常明显的优势。

工程与应用

云边协同中的资源调度优化

王淑玲, 孙杰, 王鹏, 杨爱东

2023, 39(2):  163-170.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023027

摘要 ( 429 )   在线阅读 ( 101 )   PDF下载 (1329KB) ( 711 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

随着业务类型的丰富和多样化，低时延、高带宽、数据私密性、高可靠性等成为业务普遍的要求。边缘计算、雾计算、分布式云、算力网络等方案相继被提出，并在产学研各界引发了深度的研究和探索。针对“多级的算力分布以及算力的协同将是未来算力结构的主流”这一观点，产业内外达成了共识，算力管理、分配、调度等与资源优化相关的问题也成为当下的研究热点和重点攻关方向。为此，面向未来的算力供给结构，首先描述了学术界、产业界资源调度优化问题的最新进展，总结了当前的主要方法论和工程实施架构；然后，针对两种典型的云边协同场景，从场景拆分、调度目标、求解方案依次进行分析，给出了适应场景特性的资源调度优化参考方案。

5G毫米波终端测试方法及分析

宫剑, 张宇

2023, 39(2):  171-177.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023025

摘要 ( 135 )   在线阅读 ( 32 )   PDF下载 (1892KB) ( 204 )   可视化   

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

在5G毫米波终端空口（over the air，OTA）射频一致性测试中，等效全向辐射功率（effective isotropic radiated power，EIRP）和总辐射功率（total radiated power，TRP）类测试是重要的OTA测试项。目前依靠 3GPP定义的随机扫描锁定最大波束的方式决定最大 EIRP 和 TRP，但该方法既耗时又缺乏准确性。提出一种非信令的测试方法，相比于目前的 EIRP、TRP 测试方法，不仅提高了准确性，而且使得非方向性 OTA 场地作为测量环境成为可能，进一步降低了测试成本和时间成本，并增加了测试环境选择的灵活度。