物联网学报

基于需求预测的云无线接入网计算资源分配策略研究

王志朋,曹斌,张钦宇

2019, 3(4): 1-8. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00126

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云无线接入网利用网络功能虚拟化和软件定义网络技术以支持端到端的网络切片，使得接入网可共享无线、终端和网络等资源，已成为5G网络中优先采用的网络架构。针对云无线接入网中端到端的网络切片场景，通过控制平面建立的数据驱动运维框架来收集网络信息并进行数据处理。预测未来一段时间内计算业务量的需求，设计了一种基于虚拟化网络功能（VNF）的计算资源分配方案，提出了基于降序最佳适应（BFD）的离散粒子群算法。仿真结果表明，所提出的策略和算法可实现云无线接入网计算资源的动态灵活分配，并能有效降低VNF迁移能耗和迁移次数。

矿山人员状态信息描述方法研究

冯仕民,丁恩杰,刘忠育,俞啸,孟磊,赵志凯

2019, 3(4): 9-16. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00127

摘要 ( 268 )

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矿山人员不安全行为是引发事故的关键因素，而行为与人员的状态信息密切相关。本体被广泛应用于计算机科学中需要信息交换和知识共享的领域，这些信息和知识包含复杂的结构和多种多样的语义。论述了矿山人员状态信息描述方法的研究，首先介绍了其在物联网领域中的概况，阐述了矿山人员状态信息描述的重要性和必要性，介绍了语义网、情境描述和知识表示等研究背景，分析了矿山人员状态信息感知描述方法。提出的本体模型，基于 oneM2M 国际化技术规范。为了构建此本体，借鉴了 oneM2M 基本本体的部分核心概念，同时提出了专属于矿山人员状态信息描述的概念类、属性及关系。提出的矿山人员状态信息描述本体，旨在达到规范信息描述、数据语义标注、知识共享和重用的目的。最后总结并展望了本体方法在矿山人员状态信息描述和行为识别研究中的前景。

面向毫米波无线接入网的数字型光载无线技术

叶佳,罗健威,郭仪,潘炜

2019, 3(4): 17-24. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00128

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随着5G空口标准将毫米波段定为无线接入网络的重要载波频段，毫米波通信成为提高移动通信系统传输性能的关键技术。首先介绍了面向毫米波无线接入网的数字型光载无线（DRoF）传输技术，然后对目前应用于 DRoF 系统中的不同量化编码算法进行了比较与总结，对系统的误差矢量幅度（EVM）、系统复杂度及频谱利用率等重要性能指标进行了分析，以期为毫米波无线接入网的构建提供参考。

抗反射干扰的时间感知重传机制在物联网中的应用

罗涵,刘宇泓,张洪光,章翀,刘元安

2019, 3(4): 25-33. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00129

摘要 ( 197 )

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在封闭空间中，无线传输会产生较强的反射干扰，如何降低反射干扰对无线通信的影响是拓展物联网在封闭空间中应用的关键问题之一。提出了时间感知重传机制，该机制能够调整每帧的时间时延，并利用空间导体表面的反射损耗来减少反射信号造成的干扰。为了证明该机制的适应性，使用了能够产生强反射干扰信号的实验环境，实验结果证明了这种重传机制的可行性及其在不同环境下的有效性。在某种意义上，时间感知重传机制扩展了无线通信在强反射空间的应用，此外，在机内、船内和星内的物联网应用中，该机制可以实现无线传输代替部分有线传输，从而达到提高系统可靠性、有效减重等重要目标。

工业物联网无线信道特性研究

李一倩,刘留,李慧婷,张琨,袁泽

2019, 3(4): 34-47. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00130

摘要 ( 435 )

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目前，工业物联网已成为国家的关键竞争力，智能制造产业加速发展，无线技术作为工业物联网系统中的信息传输通道，在工业领域起着强有力的支撑作用。首先介绍了工业场景的无线信道特征；随后分析了不同频段上的传播特性，并建议了工业专用网络初始部署的主要调整频段；对大尺度衰落和小尺度衰落两大无线信道特性在工业场景下产生的原因、影响因素及取值范围进行了整理，归纳了工业物联网无线信道特性的相应参数。

无人机辅助的物联网通信技术及其应用

刘亚林,戴弘宁,王曲北剑

2019, 3(4): 48-55. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00131

摘要 ( 734 )

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物联网旨在为“物”节点提供广覆盖和海量的连接服务，其收集的“物”数据可以为应用层的智能决策提供支持。然而，由于“物”的接入点以固定方式部署，物联网的网络拓扑结构缺乏灵活性，从而难以对移动性较高的“物”节点或者区域实现动态覆盖。此外，现有的物联网通信技术存在远程覆盖盲区，使得海量“物”节点无法在一些地理环境复杂的地方“联网”。而无人机具有高机动性、低成本和可灵活部署的特点，适合用来解决上述“物”节点接入问题。因此，研究了无人机辅助物联网的通信技术，帮助物联网扩展现有的网络覆盖范围，增强物联网拓扑结构的灵活性，并提供更加多样化的物联网服务。

低功耗物联网RTRS算法

陈瑜晨,曹渊,张来鹏,丁良辉,杨峰

2019, 3(4): 56-62. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00132

摘要 ( 303 )

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针对低功耗物联网IEEE 802.11ah接入终端周期性上传数据的业务特点，提出一种能量最优的实时限制接入窗口（RAW，restricted access window）分组参数设置（RTRS，real-time RAW setting）算法。在RTRS算法中，多个节点向一个基站接入点（AP，access point）报告数据，上行信道资源按照时间被划分成多个Beacon周期。在一个Beacon周期内，AP根据当前周期终端的上传时间预测下一次Beacon周期内终端的上传时间和需要上传数据的终端总量；AP根据一个周期内的接入终端总量计算能量效率，设计能量最优的RAW参数，并通知接入终端按照最优参数接入。仿真结果表明，该方法能够根据上个周期内终端的上传时间准确预测当前网络状态，根据预测的状态动态调整RAW配置参数，显著提高能量效率。

神经形态视觉传感器及其应用研究

桑永胜,李仁昊,李耀仟,王蔷薇,毛耀

2019, 3(4): 63-71. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00133

摘要 ( 722 )

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神经形态视觉传感器是一种模拟生物视觉系统工作机理的传感器，具有高时间分辨率、低时延、低功耗以及高动态范围等特点。首先，介绍了神经形态工程的研究背景、神经形态芯片以及神经形态视觉传感器的工作机理和主要优点。然后，详细介绍了神经形态视觉的主要计算方法，包括概率统计方法、脉冲神经网络方法以及深度神经网络方法等。最后，综述了神经形态视觉传感器在同步定位与地图构建、图像重建以及特征检测与跟踪等方面的应用研究。对神经形态视觉传感器从硬件、计算方法和应用等方面作了系统概述，为相关研究者提供了全面的参考。

智能网联汽车的安全威胁研究

荀毅杰,刘家佳,赵静

2019, 3(4): 72-81. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00134

摘要 ( 696 )

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智能网联汽车正成为未来汽车行业的主流，而汽车安全问题也逐渐成为汽车工业中不可忽视的难题。详细分析了智能网联汽车中存在威胁的攻击面，总结了一些具有代表性的攻击方法。在此基础上，讨论了一个利用控制器局域网络总线和汽车远程服务提供商漏洞对纳智捷U5汽车进行攻击的实际案例。实验结果表明，智能网联汽车中存在很多可以被利用的攻击面。最后，针对智能网联汽车中存在的威胁提出了一些可行的防御措施。

面向联合学习的D2D计算任务卸载

蔡晓然,莫小鹏,许杰

2019, 3(4): 82-90. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00135

摘要 ( 443 )

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联合学习是一种分布式机器学习，边缘节点的计算和通信资源受限等因素是限制其性能优化的瓶颈。当边缘节点的计算和通信能力异构时，需要对通信和计算进行联合优化。提出了一种面向联合学习的D2D计算任务卸载方案，不同边缘节点通过D2D通信交换数据样本，平衡节点的处理能力和任务负载，以最小化联合学习模型训练过程的总时延。仿真结果表明，所提出的D2D计算任务卸载方案能显著提高联合学习的模型训练速度和效率。

智慧教育方法探索：手机游戏辅助研究教学

盛浩,阮利,许可,韩军,熊璋,高小鹏,吕卫锋

2019, 3(4): 91-100. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00136

摘要 ( 249 )

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智能物联与泛在接入技术改变着学习方式，传统的手机辅助教学模式只是将课堂教学中部分内容简单地移植到互联网终端，没有充分发挥移动智能终端的灵活性和趣味性。基于学习内容碎片化和移动通信技术创新，提出了面向辅助教学的泛在学习理论，充分利用碎片时间与移动学习的优势，使得碎片化学习成为可能。然后，论证了游戏辅助教学的可行性，包括协同学习网络、情境认知理论、泛在学习方式3个部分。进一步提出了以学习者为中心的游戏辅助教学模型，由游戏辅助教学策略、学习者和教学设计模型构成，更关注预期教学目标实现和学习粘性保持。最后，通过两门课程的手机辅助教学实验结果验证了泛在学习理论的可行性和有效性，并使得手机游戏辅助教学成为传统课堂教学的有益补充。

低轨道卫星通信与物联网应用研究

刘洋,魏锋,崔树成,王文剑

2019, 3(4): 101-108. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00137

摘要 ( 470 )

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依托物联网的应用需求，对低轨道卫星通信系统的现状进行分析，分别对通信系统的构成要素进行对比阐述。然后，对比当前应用广泛的 NB-IoT 陆基通信网络、已有低轨道卫星通信系统的特点，并提供了一种面向物联网应用的低轨道卫星系统可行设计方案，简述其主要参数和特点。

基于智能感知技术的用电事件识别方法研究

杨子元,许晓斌,李欣,赵一萌

2019, 3(4): 109-115. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00138

摘要 ( 282 )

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物联网和智能化技术的高速发展为用电负荷智能感知技术提供了系统支撑，也为用电行为识别提供了数据基础。为了实现对设备启停事件的精准识别，提出了利用高频率、高精度电能数据结合动态时间规整（DTW）算法的技术方案，并搭建了基于自主研发硬件的实验测试平台。实验结果表明，该用电事件识别算法具有较高的识别精确率和召回率，可以被应用于更多场景中，以实现用电负荷的全面感知。

基于物联网的天线工参感知及创新应用研究

李艳芬,朱雪田

2019, 3(4): 116-120. doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2019.00139

摘要 ( 355 )

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天线工参是无线网络规划和优化的基准，通过物联网方式实现远程天线工参获取，对于降低网络运维和优化难度具有重要意义。从天线工参的重要性入手，介绍了基于物联网的天线工参感知关键技术，并提出了一种面向5G Massive MIMO智能化创新应用，明确了其基本流程和方法，为推进面向物联网的天线工参奠定基础。

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