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2023年 第39卷 第3期 刊出日期：2023-03-20

2023年 第39卷 第3期
刊出日期：2023-03-20

  

专题：智能网联汽车与车联网

车联网安全防护技术综述

陈滏媛, 董振江, 董建阔, 徐敏杰

2023, 39(3):  1-15.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023046

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车路云协同的车联网体系已经逐步上升为国家战略，车联网安全关系到行车安全、生命财产安全甚至国家安全，正日益成为行业研究热点。首先介绍了车联网技术架构与安全行业的整体状况；其次，以车联网“车-路-云”技术体系为基准，从车联网终端安全、车联网路侧安全、车联网云端安全 3 个层面，讨论了国内外研究现状，并分析了车联网安全防护领域的问题与挑战；最后，展望了车联网安全防护技术未来的发展与研究重点。

“双智”城市建设系统架构、挑战与展望

马春野, 陈浩, 彭剑坤, 于双志

2023, 39(3):  16-23.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023043

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智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展（“双智”城市）试点作为我国汽车产业向电动化、智能化、网联化、共享化重要的应用场景，目前仍处于过渡与示范阶段，与实现商业化和市场化仍有距离。从“双智”城市建设目前存在的核心问题与战略意义出发，描述了路侧基础设施架构与平台功能搭建，介绍了应遵循的系统工程正向开发流程，分析了未来发展导向与建议。

车联网新型基础设施跨域协同部署研究

葛雨明, 毛祺琦

2023, 39(3):  24-31.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023036

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基础设施是实现车联网产业融合创新发展的必要支撑，其可靠通信、精准感知和实时计算等能力可赋能智能网联汽车、智能交通、信息通信发展。在研究车联网新型基础设施的范畴与发展现状的基础上，分析了车联网新型基础设施建设与服务在跨域协同方面的挑战。结合国内外发展趋势，提出了“物理分立、逻辑协同”的车联网基础设施系统架构，并提出了进一步的发展建议。

从智能网联1.0到智能网联2.0：面向双智的实时数字孪生城市构建

刘思杨, 张云飞

2023, 39(3):  32-44.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023040

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从智能网联（ICV）的发展现状及面临的行业挑战出发，提出了智能网联1.0和智能网联2.0的概念以及相应的发展思路。随后介绍了如何通过泛V2X实现智能网联1.0阶段突破以及通过车城网平台实现双智，并提出智能网联 2.0 的愿景是构建基于智能网联的交通实时数字孪生以及面向双智的实时数字孪生城市。最后，着重介绍了面向双智的实时数字孪生城市的构建方法以及相关的创新实践。

基于C-V2X的车路协同自动驾驶关键技术与应用

王鲲, 董振江, 杨凡, 周谷越

2023, 39(3):  45-60.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023048

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随着车联网技术的演进，自动驾驶在单车智能的基础上，又有了新的发展形态——车路协同自动驾驶。通过“人-车-路-云”深度融合形成的一体化复杂信息物理系统（cyber physical system，CPS），可以与自动驾驶车辆实现协同感知、协同决策规划甚至协同控制，提升自动驾驶安全性，帮助克服各类复杂交通环境。首先介绍了车路协同的复杂信息物理系统的概念内涵和总体架构，并提出了车路协同自动驾驶的一系列典型应用场景、技术原理、C-V2X（cellular vehicle-to-everything）性能要求、车路协同系统功能与性能要求，可以为下一阶段智能网联汽车与智能交通的深度融合发展提供参考和解决思路。

智能网联汽车测试方案研究与展望

吴冬升, 李凤娜, 夏宁馨, 李大成

2023, 39(3):  61-69.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023039

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对智能网联汽车开展全方位的测试评价，是智能网联汽车安全上路与产业顺利落地的重要保障。基于智能网联汽车的测试现状、测试技术路径、测试评价规范和标准，在满足智能网联汽车现有道路测试要求及未来多应用融合方面，创新性地提出智能网联汽车测试方案总体架构，并详细阐述虚拟仿真测试、网联测试、自动驾驶功能测试、大规模并发测试、互联互通测试 5 个业务应用。最后结合我国智能网联汽车的实际应用与行业需求，对智能网联汽车测试的未来发展方向进行展望。

研究与开发

基于数字孪生的城市交通流智能预测与导引策略

廖熙雯, 冷甦鹏, 明昱君, 李天扬

2023, 39(3):  70-79.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023047

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物联网和人工智能等信息技术的快速发展极大地推动了交通系统的变革，同样也带来了机遇与挑战。针对现有导航系统忽略交通流时空特征而产生的策略重复性拥堵问题，对宏观交通流和微观车辆驾驶分别建模，并挖掘其耦合关系，进而提出一种基于数字孪生的城市智能交通流分层预测与导引策略，为减缓交通拥堵提供新思路。在该策略中，虚拟空间中的上层道路孪生通过扩散卷积递归神经网络预测时空交通流量，并显式作用于车辆路径规划决策。在此基础上，提出一种时空协同深度强化学习方法，用于实现车辆面向未来的协作式路径规划，指导虚拟空间中的下层车辆孪生选出最优策略反馈于真实世界。基于SUMO仿真平台进行了仿真验证。实验结果表明，本文所提方法在提高出行达成率、缓解拥堵等方面显著优于现有算法，能够有效提升城市交通出行效率。

移动通信同步关键问题研究：技术、标准与测试

缪新育, 胡昌军, 程华

2023, 39(3):  80-88.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023035

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针对现有移动通信网中的同步问题，从技术、标准、测试 3 个角度开展研究，包括无线侧同步原理研究、同步异常对无线业务的影响分析，有线侧和无线侧的同步标准比对及差异分析等。针对以上问题，提出了相应的解决方案，包括无线侧同步性能测试、监测方法及同步标准修订等，保障移动通信同步系统的正常运行。

过时CSI下全双工中继辅助D2D网络的物理层安全

沈静洁, 李光球, 罗延翠, 刘会芝

2023, 39(3):  89-99.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023041

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中继辅助终端直通（device to device，D2D）网络通过与蜂窝网络共享频谱提高D2D用户的频谱效率和蜂窝用户（cellular user，CU）的物理层安全性。为进一步改善其性能，可以在基站和D2D链路的中继节点采用天线选择以及在中继节点采用全双工技术。然而，由于存在反馈时延和移动性，用于蜂窝链路和所有D2D链路天线选择的信道状态信息（channel state information，CSI）均可能是过时的，针对该场景下的物理层安全性和可靠性问题，提出一种主动窃听和过时 CSI 场景下基站和中继节点均采用发射天线选择的全双工中继辅助D2D网络安全模型，推导CU的中断概率、遍历容量、非零安全容量概率、安全中断概率、渐近安全中断概率的解析表达式。数值计算与仿真结果均表明，基站发射天线数、中继干扰天线数越多，CU的安全性能越好；过时的CSI会降低CU的中断性能和安全性能。

面向SDWSN的分布式高效熵节能分簇路由算法

马巧巧, 董黎刚, 蒋献

2023, 39(3):  100-114.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023024

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为提高软件定义无线传感器网络（software defined wireless sensor network，SDWSN）的寿命并降低数据传输能耗，设计一种基于萤火虫算法（firefly algorithm，FA）和生物地理学优化（biogeography-based optimization，BBO）的混合优化算法，并基于该混合优化算法，设计一种分布式高效熵节能分簇路由算法（distributed high-efficiency entropy energy-saving cluster routing algorithm，DHEEC），将能量熵和混合优化算法用于簇头选择。仿真结果表明，混合优化算法在标准函数上的表现优于其他算法，DHEEC的10%节点死亡轮数比IFCEER提高了约41.05%，比DEEC-FA提高了约13.89%，并提高了能量利用率。

4G载波向5G重耕之前的5G业务覆盖能力研究

刘光海, 肖天, 李贝, 程新洲, 薛永备, 李一, 朱小萌, 郑雨婷

2023, 39(3):  115-123.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023044

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为了满足低成本建设5G广覆盖网络的需求，需要提前研究低频3G、4G网络向5G重耕的最佳方案。在没有进行重耕，因而没有理想的低频5G测试环境的情况下，采用理论分析的手段进行重耕后的覆盖能力估算。以未来L900重耕用于5G广覆盖为例，探讨了链路预算的关键设定、模型选择等问题，并通过多个本地网实际测试数据间接验证估算结果的合理性。所得结论已实际应用于某大运营商对全国900 MHz网络的规划方案，对于指导网络重耕具有重要的借鉴意义，也为面向覆盖和感知的6G网络演进及重耕提供了参考模型。

基于K-means聚类的子结构相关适配迁移学习方法

刘昊双, 张永, 曹莹波

2023, 39(3):  124-134.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023045

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域漂移严重影响了传统机器学习方法的性能，现有的领域自适应方法主要通过全局、类级或样本级分布匹配自适应地调整跨域表示。但全局匹配和类级匹配过于粗糙会导致自适应不足，而样本级匹配受到噪声的影响可能导致过度自适应。基于此，提出了一种基于K均值（K-means）聚类的子结构相关适配（SCOAD）迁移学习算法，首先通过 K-means 聚类分别获得源域和目标域的多个子域，其次寻求子域中心二阶统计量的匹配，最后利用子域内结构对目标域样本进行分类。该方法在传统方法的基础上进一步提高了源域与目标域之间知识迁移的性能。在常用迁移学习数据集上的实验结果表明了所提方法的有效性。

基于GAN数据重构的电信用户流失预测方法

阿克弘, 胡晓东

2023, 39(3):  135-142.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023038

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用户是运营商利益的核心。随着携号转网政策的出台，运营商之间的竞争越发激烈。为了提前精准有效地预测用户流失倾向，提出了一种基于生成对抗网络（generative adversarial network，GAN）数据重构的电信用户流失预测方法。首先，利用有效的数据预处理方法电信用户流失数据中的脏数据；其次，利用GAN重构电信用户流失数据，解决电信用户流失数据不平衡问题；最后，利用极度梯度提升树（extreme gradient boosting，XGBoost）算法分别训练基于 GAN 重构的电信用户流失预测模型和基于合成少数类过采样技术（synthetic minority oversampling technique，SMOTE）采样的电信用户流失预测模型，对比两种模型的预测精度。实验结果表明，GAN 重构后的电信用户流失预测模型预测精度比未重构的预测模型的准确率提升了6.75%，查准率提升了25.91%，召回率提升了30.91%，F1值提升了28.73%。该方法能够有效提升电信用户流失预测的准确度。

工程与应用

SDN智能管控编排系统技术方案研究

谭艳霞, 王光全, 王泽林, 郑滟雷, 张贺, 张晨芳, 韩赛, 沈世奎

2023, 39(3):  143-152.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023037

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随着用户对网络提出更为苛刻的服务质量要求，运营商着力进行各专业网络的智能化改造建设。首先，简单介绍了产业界各专业网络软件定义网络（software defined network，SDN）改造建设现状，并对改造过程中存在的问题进行了分析；然后，提出了SDN智能管控编排系统方案，以满足用户对跨专业业务端到端自动开通的需求，并在网络层面实现资源数据的智能分析，提升运维效率；最后，介绍了在提出架构下的专线业务开通流程和实时告警流程与实践。

远程遥控驾驶场景下基于网络信息开放的QoS预测

贾宇航, 雷艺学, 张翼鹏, 张云飞

2023, 39(3):  153-161.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023011

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5G系统的飞速发展支持许多车联网用例对服务质量（quality of service，QoS）的苛刻要求。但网络和应用的适配仍然存在很多问题。网络信息开放是一种潜在的解决方案，旨在实现网络向应用程序实时提供蜂窝无线网络信息，从而帮助服务提供方实现更好的策略控制并改善用户体验。提出一种基于网络信息开放的服务质量预测（predictive QoS，PQoS）方法，通过提前预测即将发生的网络变化来支持应用做出提前响应，提高用户的体验质量（quality of experience，QoE）。介绍了网络信息开放及PQoS的背景，并介绍了PQoS的国内外研究、标准及落地现状；提出一种远程遥控驾驶（tele-operated driving，ToD）场景下基于网络信息开放的QoS预测方法；对实际测试的数据进行分析，评估验证了PQoS的可行性。结果表明，基于网络信息开放的QoS预测技术能够良好地支持包括5G ToD在内的车联网应用，为5G系统在智慧交通行业的落地提供了参考。

电信网络智能化方案研究

李涛, 王春佳, 李姗姗

2023, 39(3):  162-172.  doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023042

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电信运营商迫切需要通过智能化推动网络敏捷、高效、智能，实现网络的自我配置、自我管理、自我优化。但由于AI与通信网络的发展路线、技术特性不一致，需要系统地考虑如何将AI与通信网络深度融合。基于电信网络智能化行业发展情况，在对电信运营商智能化需求分析和现状评估的基础上，提出了电信网络智能化目标和技术方案，涵盖智能化框架、智能化功能模块与流程、数据处理、算法模型构建与集成等。该方案有助于推动电信运营商大规模智能化，提升运营效能。