最新刊期
2024年第40卷第12期
- 摘要：随着智能交通系统的快速发展，面向蜂窝车联网（cellular vehicle-to-everything，C-V2X）的直连通信技术已成为实现车辆间、车辆与基础设施间以及车辆与行人间通信的关键。第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP）目前已经完成了对直连通信增强技术的研究，旨在适应车联网服务的多元化需求，并且正在积极推进通信感知一体化（integrated sensing and communication，ISAC）、人工智能/机器学习（artificial intelligence/machine learning，AI/ML）等6G演进技术的研究和标准化工作。首先介绍了蜂窝车联网直连通信技术的发展趋势，进而探讨了3GPP R18直连通信技术的关键演进方向，最后结合3GPP R19中6G前瞻性技术的研究方向，对蜂窝车联网的未来标准发展方向进行展望。关键词：蜂窝车联网;非授权频段直连通信;直通链路定位;通信感知一体化;人工智能/机器学习830|3512|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：车路云一体化发展趋势下，信息物理融合促进汽车安全的内涵和外延发生全新变革，功能安全、网络安全、数据安全深度融合，产生了难以分割的一体化安全（security & safety，SS）新域挑战。在综合分析智能网联汽车一体化安全问题和现有安全技术局限性的基础上，以内生安全存在性定理为指导，提出了一种基于动态异构冗余（dynamics heterogeneous redundancy，DHR）的内生安全构造技术，以一体化的构造效应解决三重安全交叠问题，实现不依赖先验知识的已知/未知威胁防御。大量内生安全白盒插桩注入测试结果表明，内生安全DHR架构具备100%差模抑制能力。为推动实现内生安全上车的总体目标，还探索了一条以“事前可阻断－事中可防御－事后可溯源”为核心的智能网联汽车内生安全上车近景规划方案。关键词：智能网联汽车;动态异构冗余;一体化安全;内生安全884|1229|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：车路协同路侧感知系统是发展“车路云一体化”、实施交通基础设施数字化转型升级的重要一环。立足当下应用需求和产业进展，介绍了车路协同路侧感知系统的关键技术、标准化现状，以及研究团队研发的测试工具及开展测试验证的情况。测试验证结果展现出部分已部署的路侧感知系统仍存在较大技术爬坡空间，且在测试工具的辅助下可大幅提升系统性能，同时也验证了关键技术的必要性、已有标准的可用性、测试工具的高价值。关键词：车路协同;路侧感知系统;传感技术;融合算法;标准化;测试验证692|1128|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：由于无线网络的开放性，车联网容易受到网络攻击，如拒绝服务、模糊和欺骗攻击。为此，提出融合随机森林（random forest，RF）和梯度提升决策树（gradient boosting decision tree，GBDT）的堆叠（stacking）的入侵检测（RG-IDS）模型。首先，RG-IDS模型利用自适应合成采样（adaptive synthetic sampling，ADASYN）算法对不平衡类别的数据样本进行近邻采样，进而生成更多同类别的近似样本，形成相对平衡的样本数据。其次，RG-IDS模型利用GBDT评估特征的重要性，并选择具有重要特征的样本数据，建立轻量级分类器。最后，RG-IDS采用基于k折交叉验证的堆叠方法，降低过拟合的概率。将RF、GBDT和LightGBM分类器作为基学习器。采用数据集CICIDS 2017和NSL-KDD对RG-IDS模型进行实验测试。实验结果表明，RG-IDS模型可实现较高的F1值。关键词：车联网;入侵检测;自适应合成采样;梯度提升决策树;堆叠413|558|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：为了提高车联网入侵检测的准确率，提出了基于超参数优化卷积神经网络的集成的入侵检测系统（hyper-parameter optimization convolution neural network-based ensemble Intrusion detection system，CNES）模型。CNES模型利用卷积神经网络构建集成学习的基学习器，并利用粒子群优化算法优化卷积神经网络的超参数，进而优化卷积神经网络模型。利用平均法和级联法的集成策略构建集成学习模型，提高检测攻击的准确率。通过车内网络数据集Car-Hacking和车外网络数据集CICIDS2017验证CNES模型的性能。性能分析表明，提出的CNES模型有效地提高了检测网络攻击的性能。在Car-Hacking数据集上，CNES模型的F1值达到100%。关键词：车联网;入侵检测;卷积神经网络;粒子群优化算法;集成学习381|914|0更新时间：2024-12-30
专题：智能网联汽车
- 摘要：实现频分复用（frequency division duplexing，FDD）无蜂窝大规模多输入多输出（multiple input multiple output，MIMO）系统的下行系统容量最大化，关键在于设计既具有高成形增益又能强效抑制多用户间干扰的预编码矩阵，而精准的下行链路信道状态信息（channel state information，CSI）的获取则是计算预编码矩阵的基础。FDD制式由于上下行链路不具备完美互易性，故低开销、高精度的下行CSI获取是业界难题。为此，提出了一种基于共址空间用户簇的CSI测量和反馈方案，同时设计了联合簇级CSI反馈的两段式预编码优化方案。首先，基于上下行统计互易性计算获得等效下行空间相关性，利用用户反馈的信道质量和等效空间相关性联合构建了共址空间用户簇。其次，基于大尺度衰落特征和CSI导频端口能力约束，设计了CSI相干测量动态方案，以及共址空间簇的统计CSI反馈方案，显著地降低了反馈开销。最后，在CSI测量阶段通过簇间用户统计协方差矩阵设计了大尺度缓变干扰消除预编码，在下行调度阶段基于信号泄露噪声比（signal-to-leakage-and-noise ratio，SLNR）算法设计了簇内实时多用户干扰消除预编码，二者级联构成每个用户的下行预编码优化权值。仿真结果表明，提出的CSI反馈优化方案相对于文献中主路径增益信息反馈策略降低反馈开销34%，两段式预编码优化方案相对于SLNR预编码提升FDD无蜂窝大规模MIMO频谱效率10.8%。关键词：频分复用无蜂窝大规模多输入多输出;共址空间用户簇;信道状态信息测量和反馈;两段式预编码1099|896|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：针对智能反射面（reconfigurable intelligent surface，RIS）辅助的毫米波通信系统中传统信道估计方案导频开销过高、计算复杂度较大的问题，提出了一种基于多用户联合场景的交替方向乘子法（alternating direction method of multipliers，ADMM）信道估计方案。首先，利用不同用户级联信道存在公共BS-RIS部分，估计出用户信号的公共子空间并进行投影，有效减弱了噪声的影响。其次，考虑多用户级联信道的相关性和稀疏性，构建了稀疏级联信道矩阵和公共缩放因子矩阵的优化问题。对于该非凸联合优化问题，采用ADMM算法，交替优化估计稀疏矩阵和公共缩放因子矩阵。仿真结果表明，与现有方法相比，提出的基于多用户联合的ADMM信道估计方案导频开销将减少约50%。关键词：大规模MIMO;智能反射面;信道估计;交替方向乘子法377|768|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：在太空环境中，视传感器捕获图片颜色单一、纹理弱、特征点少，图像拼接难度大。构造Hessian矩阵以及尺度空间，通过非极大值抑制得到了匹配点，并使用Harris角点检测算法构建特征点描述子，采用RANSAC算法对匹配结果进行筛选，得到单应矩阵进而实现拼接。另外，在实验部分使用卫星图片比较了Harris角点检测算法与其他算法处理情况。结果表明，Harris角点检测算法图像拼接效果更好，可基于Harris角点检测算法利用星载处理单元有限算力，达到快速拼接卫星图像的目的。关键词：Harris角点检测;SURF算法;RANSAC;图像拼接178|545|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：网络流量分类对于网络安全维护和网络管理至关重要，在服务质量（quality of service，QoS）保证、入侵检测等任务中得到了广泛的应用。针对传统流量分类模型对特征提取不足，导致分类准确率较低等问题，提出了基于混合注意力（group mix attention, GMA）的Transformer和双向长短期记忆（bi-directional long short term memory，Bi-LSTM）网络的双模态网络流量分类（group mix transformer and Bi-LSTM for traffic classification，GMTBLC）方法。在数据预处理阶段，通过数据包的有效载荷生成会话内的包级别图像，以减少信息干扰。在分类阶段，图像首先由包混合Transformer（packet group mix transformer，PCMT）模块处理，该模块使用Transformer和GMA捕获全局特征。同时，会话图像由时空特征提取（spatio-temporal feature extraction，SFE）模块处理，其中数据包的空间特征由带有残差连接的卷积神经网络提取，数据包的时间特征由双向LSTM提取。在融合分类层中，通过动态加权机制融合上述全局特征和时空特征，最终完成网络流量分类。在公共数据集ISCX和USTC-TFC2016上进行的实验表明，该模型的分类准确率达99.31%，精确率、召回率和F1值均达到98%以上，相比其他模型分类效果更优。关键词：流量分类;深度学习;注意力机制;Transformer;长短期记忆网络433|1033|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：近年来移动通信技术飞速发展，5G网络在全球范围内广泛部署，6G技术研究也在紧锣密鼓地进行。随着经济高速发展和应用卫星天基设施的投入增加，我国卫星通信、卫星导航等卫星应用产业将迎来高速发展的提速期，构建星地融合一体化网络成为未来通信发展的趋势。卫星通信在频率资源上的需求与地面移动通信系统存在重叠，地面移动通信与卫星通信的同频干扰、强功率压制干扰问题日益突出。从技术研究、政策制定、台（站）布局等方面进行5G/6G移动通信星地融合频率共享技术分析，为构建星地融合的全球无缝覆盖通信系统提供参考。关键词：星地融合;同频干扰;强功率压制;频率共享275|1218|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：基于网络拓扑结构的社交网络影响力最大化算法受网络结构影响大，导致在不同规模、不同拓扑结构的社交网络上的性能不稳定。针对此问题，提出一种基于改进Transformer模型的社交网络影响力最大化算法。首先，基于K-shell分解法筛选社交网络中影响力高的节点；然后，运用随机游走策略发现候选节点的拓扑结构信息和连接框架信息；最终，对Transformer模型进行改进，使其支持可扩展的节点特征序列，利用改进Transformer模型预测社交网络中的种子节点。在6个不同规模的真实社交网络上完成了验证实验。结果表明，所提算法在不同规模、不同拓扑结构的社交网络上均实现了较好的影响力最大化性能，且大幅提高了种子节点识别的时间效率。关键词：社交网络;影响力节点;影响力最大化;信息传播;神经网络272|600|0更新时间：2024-12-30
研究与开发
- 摘要：为解决智算中心超大规模算力集群算力可用率低、国产技术成熟度低、大规模组网效率存在瓶颈、运营运维复杂等问题，提出了一种基于云计算技术构建智算中心万卡集群的系统。采用18 432块神经网络处理单元（neural processing unit，NPU）卡和优化后的基于以太网的远程直接内存访问（remote direct memory access，RDMA）网络构建云化的智算中心万卡集群，结合软件定义网络（software defined network，SDN）技术实现RDMA网络租户隔离，实现了链路负载均衡误差小于10%，集群All-Reduce带宽达35 GB/s以上。采用优化后的分布式存储协议，实现模型断点恢复时长缩短为原来的1/2。验证结果表明，经过软硬件协同优化，国产化的NPU万卡集群不仅能够满足千亿参数大模型训练的需求，未来更可以支撑万亿参数大模型训练任务。关键词：超级计算集群;智算中心;万卡集群;人工智能1335|1408|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：随着国家对新型基础设施建设的大力推动以及工业互联网的快速发展，工业无源光网络（passive optical network，PON）技术在工业领域的应用日益广泛。深入探讨了工业PON技术发展的政策背景，并对其在宽带提升、组网保护、确定性时延、开放智能，以及安全防护等方面关键技术进行了阐述，分析了工业PON在典型业务场景下的应用实践。关键词：工业PON;千兆光网;确定性时延;可编程;边缘算力;数据安全265|831|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：5G作为万物互联新时代的关键基础设施，智能化是其重要发展方向。在5G-Advanced（简称5G-A）阶段，核心网运行智能通过AI技术与网络运行机制深度融合，可显著提升网络效率，实时感知并精准保障多样化业务需求。面向5G-A网络，重点介绍了核心网运行智能总体架构、关键技术及应用。首先，分析了5G-A核心网运行发展趋势并阐述重点智能应用；其次，提出了“四层四维”核心网运行智能架构，包括智能分析中心层、控制面智能内生层、边缘实时推理层、端侧轻量推理层共4层，可实时定制化采集切片、网元、用户和业务流4个维度，提供数据感知、训练、推理等智能分析服务；再次，介绍了核心网运行智能5项关键技术和能力；最后，聚焦于核心网运行智能典型业务需求，深入分析并总结了相关解决方案及其效果，为5G-A核心网智能化的应用和落地提供了新思路。关键词：5G-Advanced;人工智能;核心网;网络数据分析404|2349|0更新时间：2024-12-30
- 摘要：当前，中国北方农村的传统供暖方式不利于碳减排，如何选取清洁能源供暖方式是目前农村地区面临的主要问题。使用TRNSYS仿真软件构建了天然气锅炉供暖、空气源热泵供暖和太阳能耦合空气源热泵供暖3种分散式清洁能源供暖系统模型。以山西某村一户典型农宅为例，对3种系统进行了模拟。研究结果表明：太阳能耦合空气源热泵供暖系统在供暖稳定性和运行效率上表现优异，而且在使用年限内运行成本最低；此外，太阳能耦合空气源热泵供暖系统的低二氧化碳排放量也更有利于碳减排。这些研究结果为寒冷地区农村选择清洁能源供暖方式提供了重要参考，有助于指导政策制定和资源配置，推动清洁能源供暖在农村地区的普及和应用。关键词：清洁能源供暖;太阳能;空气源热泵;TRNSYS;经济性455|1255|0更新时间：2024-12-30
工程与应用
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