最新刊期
2025年第41卷第12期
- 摘要：随着大模型等人工智能技术的快速发展，构建超大规模智算集群网络成为必然需求。然而，我国在建设此类基础设施过程中，面临NVIDIA GPU短缺、算力资源成本高昂及利用率偏低三大核心困境。鉴于国产算力相较于NVIDIA的产品与技术生态尚未成熟，系统性分析了引入国产算力后智算集群网络将面临的三大关键技术挑战：国产智算集群网络互联能力的提升；智算集群网络传输效率的提高；智算集群网络可用性的增强。针对上述挑战，从网络架构、网络设备、通信协议到网络故障等方面，深入研究现有技术路径与解决方案，并结合实际集群建设经验，提出面向自主可控、高效可靠智算集群网络基础设施的未来发展趋势，为国产化大规模智算集群建设提供理论支撑与实践参考。关键词：智算集群网络;国产算力;网络架构;网络设备;传输协议;集合通信6502|4060|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：随着低空经济的快速发展，无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）作为重要运载体，其路径规划技术在飞行安全保障与任务效率提升中发挥关键作用。基于低空空域划分、典型应用场景与任务需求，将无人机路径规划策略分为全局、局部与混合3类，系统梳理分析其技术特征与任务适应性，并从计算复杂度和环境动态性角度进行对比评估。进一步，综述路径规划技术的演进过程与关键机制（如协同避障与在线优化），结合多源感知与通信协同的发展需求，总结该领域的未来发展方向与面临的挑战，旨在为低空经济应用场景下无人机飞行安全提供理论支撑与方法参考。关键词：低空经济;无人机;路径规划;飞行安全4419|5001|0更新时间：2026-01-08
综述
- 摘要：在大规模异构通信网络中，路由优化问题涵盖高维状态空间、多重约束条件、动态实时性等复杂需求。以量子-经典混合计算为核心的新型范式，依托量子叠加与纠缠效应，为NP难路由问题提供了高效的潜在求解方案。梳理典型路由问题的量子算法建模框架，系统性归纳当前量子算法在网络路由优化中面临的核心挑战，包括结构性约束与算法建模表达冲突、多目标建模偏差与响应滞后、高维空间中多样性与收敛性矛盾以及动态环境下策略泛化能力不足等。为此，提出结构建模优化、演化设计与调度机制协同，增强量子算法的表达能力；结合多目标优化、模块解耦与量子-经典协作，提高计算精度与响应速度；基于混合架构构建、策略演化设计与结构约束控制，平衡收敛性与解空间多样性；引入元学习、任务分解与结构迁移方法，提升量子算法在动态网络中的适应性和泛化能力等发展方向。进一步地，推动算法设计与硬件架构的协同发展，为含噪中等规模量子（noisy intermediate-scale quantum，NISQ）时代量子计算在通信网络中的实用化部署提供理论支撑与技术实现路径。关键词：量子计算;路由优化;混合量子计算;混合量子-经典算法936|922|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：针对量子计算对传统公钥基础设施的潜在威胁，通过分析量子密钥分发（quantum key distribution，QKD）与后量子密码（post-quantum cryptography，PQC）技术的互补性及两种技术融合的必要性，提出了一种融合QKD与PQC的密码基础设施功能模型，并具体描述了模型的基本组成网元及其功能模块，定义了各网元与模块间的接口参考点。通过QKD和PQC融合的混合密码系统，实现了属于不同密钥管理系统的语音终端之间的跨域加密通话场景。该模型的提出为电信运营商提升其基础网络与电信业务抗量子攻击能力提供了有力支撑。关键词：密码基础设施;量子密钥分发;后量子密码640|737|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：探讨了小区广播系统在量子计算时代面临的安全挑战，并提出基于后量子密码（post-quantum cryptography，PQC）算法的安全增强方案。首先，分析小区广播系统及其安全架构，识别其在量子计算环境下的潜在脆弱性；其次，评估主流PQC数字签名算法的安全性与性能特性，设计纯后量子证书、混合证书及组合证书3类后量子数字证书结构，并提出适配现有系统的密钥管理机制、消息发送流程及消息格式扩展方案；最后，从计算开销、存储占用及消息长度适配性等方面进行实验验证。结果表明，所提方案具备部署可行性，可为小区广播系统向后量子安全体系的演进提供技术参考与实现路径。关键词：小区广播;后量子密码;数字签名;数字证书;量子安全471|622|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：电力业务安全评估方法以密钥使用率为核心，无法满足融合量子密钥调度电力系统的安全评估需求。针对调度方案评价指标单一的问题，提出了一种融合量子密钥调度的电力业务安全评估方法，结合现有电力业务结构特点和量子密钥应用策略，量化分析量子密钥调度方案提供的安全防护水平。利用电力业务报文特点分析业务量子密钥利用率，通过密钥复用时信息量的变化分析复用密钥的安全度，最终结合电力业务重要度实现对量子密钥更新周期内电力业务集合的安全度量，提高量子密钥调度方案提供的安全防护水平。实验结果表明，结合该方法的改进调度方案安全度增益为3.23%，度量结果能够揭示电力业务的差异化安全特征，具备可靠性。关键词：电力系统;量子密钥;电力业务安全评估;量子密钥调度;量化评估314|114|0更新时间：2026-01-08
专题：量子通信技术
- 摘要：在现有分层网络体系结构下，传输层只能通过层间接口为上层应用提供无差别的端到端传输服务，缺乏根据应用传输需求和网络状态进行自主调整的能力。为此，以提高端侧传输层对网络和应用传输需求的感知与协同能力为目标，聚焦面向全场景的通用传输层自适应优化设计，使传输层能够提供灵活、高质量的传输服务。讨论了传输层在感知应用传输需求和网络状态方面的能力拓展途径，并在此基础上提出一种创新的端网协同传输层自适应框架。该框架具备根据应用传输需求和网络状态进行自适应协议选择与配置的能力，可增强传输层在复杂应用场景和异构网络环境下的灵活适配性，更好地适应并推动新一代通信系统和网络的发展。关键词：传输层协议;自适应;端网协同;TCP;UDP;QUIC148|254|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：日志文本异常检测及故障关联规则挖掘是现代系统运维和故障诊断中的关键环节，对于提升系统可靠性和降低运维成本具有重要意义。针对传统人工监控方式难以应对系统复杂性和规模增长的问题，提出了一种基于深度学习的通信网日志信息关联规则挖掘方法。该方法首先从通信网日志信息中提取主机IP地址、时间和故障类型等关键信息，并采用多种经典关联规则算法进行融合，生成关联规则标签，构建深度学习网络的数据集及标签集。然后，引入逐层学习机制，设计了一种高效的深度学习模型，在构建的数据集上进行训练，获得专门用于挖掘通信网故障事件之间关联关系的深度学习网络模型。在GAIA大型日志数据集上的实验结果表明，新算法展现出显著优势：在准确率方面达到64.2%，较FP-Growth算法（22.1%）提升190.5%，较Eclat算法（43.7%）提升46.9%，较Quant Matrix Miner算法（37.6%）提升70.7%；在运行时间方面仅需要11 s，较FP-Growth算法提速138.2%，较图神经网络（graph neural network，GNN）提速195.0%，同时保持了与Apriori算法相近的处理速度。此外，新算法在支持度（0.42）和置信度（0.75）等关键指标上也表现出良好的均衡性。该方法为故障事件关联规则的智能挖掘提供了新的工具，具有一定的实用价值和应用前景。关键词：日志;计算机网络;异常检测;关联规则挖掘;深度学习;GPT网络113|58|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：随着低空经济的快速发展，无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）在环境监测、应急救援和物流配送等领域得到广泛应用，并在数据采集与处理过程中面临日益突出的隐私保护需求。为了应对这一挑战，联邦学习结合同态加密被引入以提升数据安全性，但在计算与通信资源受限的无人机场景下，其高昂的资源开销成为实际应用的主要瓶颈。为此，提出了一种面向无人机场景的选择性同态加密隐私保护方案。在每轮本地训练后，客户端基于梯度敏感度评估参数重要性，并结合通信与能耗预算，通过启发式贪心算法动态选择“隐私收益”最大的参数子集进行加密。该方案在联邦学习框架下实现，并采用CKKS同态加密库进行模拟实验。基于CIFAR-10数据集和SimpleCNN模型，对比了5种方案：无加密、全加密、MaskCrypt固定比例加密、DP-AvgFed方案及提出的动态预算方案。实验结果表明，所提方法在实现与MaskCrypt相当安全性的同时，资源开销降低约10%，在保障隐私的同时有效控制了资源消耗，验证了其在资源受限的无人机场景中的可行性和优越性。关键词：无人机;联邦学习;同态加密;MaskCrypt方法120|348|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：现有异构图神经网络算法多侧重于节点属性信息，利用注意力机制区分节点的重要性；然而，此类方法在捕获完整拓扑信息和节点特征多样性方面存在不足。针对以上问题，提出一种基于拓扑信息增强的异构图神经网络算法。首先，该算法从局部视角进行聚合，引入局部拓扑信息；随后，结合上下文采样与结构注意力机制，动态识别并加权聚合关键的高阶拓扑信息；最后，通过特征空间叠加技术保留节点的异构信息，并利用多头自注意力机制跨类型聚合节点属性，实现复杂语义的捕获。多个公开数据集上的实验结果表明，该算法在捕获异构图拓扑信息和保留节点异构信息方面表现优异。相较于多种基线方法，在节点分类任务中，Macro-F1指标平均提升0.52%~2.15%；在聚类任务中，归一化互信息（normalized mutual information，NMI）值平均提升1.26%~2.65%。关键词：异构图;图神经网络;图嵌入;注意力机制76|48|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：联邦学习很好地解决了当数据隐私保护导致的“数据孤岛”问题，为了维持联邦学习系统的长期运行，需要通过适当的激励计划来吸引高质量的数据拥有者参与联邦学习训练。如何公平评估参与者对最终联邦学习模型性能的贡献是研究的重点。Shapley值是贡献评估的重要方法，已经被广泛应用。然而，Shapley值的计算复杂度高，这使Shapley值很难应用到现实的场景中。现有许多近似Shapley值算法，如引导截断梯度Shapley（guided trunction gradient Shapley，GTG-Shapley），结合了引导随机抽样、梯度重建子模型、截断3种机制，能够降低计算复杂度，得到接近准确的近似Shapley值。这样的近似算法使Shapley值在现实场景中的应用变成可能，但是GTG-Shapley依旧存在许多不足，所以基于GTG-Shapley提出了一种新的近似Shapley值算法——分层加权截断与自适应规划Shapley（stratified weighted truncation and adaptive programming Shapley，SWTA-Shapley），该算法将GTG-Shapley中的引导随机抽样换成了分层组合的方法，并将截断优化为加权截断，同时为了进一步提高准确率，采用自适应规划的方法充分利用了被截断部分的效用值。实验结果表明，相较于GTG-Shapley，SWTA-Shapley在多种场景中都能取得更高的计算效率，更适用于现实的场景。关键词：联邦学习;Shapley值;贡献评估;激励机制;近似算法109|169|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：在以无人机为中继节点的地空协同通信架构中，实现高效且安全的身份认证与密钥协商是保障系统可靠性的核心问题。针对传统批量认证机制在处理非法用户设备发起的无效接入请求时存在的认证失败与检错能力不足等问题，提出一种基于无证书聚合签名的检错型批量认证与密钥协商协议。该协议包括双向身份认证与密钥协商机制，以及集成群组测试方法的非法请求快速识别模块，可显著提升认证效率。在安全性分析方面，在随机预言机模型下对协议的不可伪造性进行了证明，并借助形式化验证工具完成形式化安全验证。性能评估结果表明，所提方案在通信开销、计算开销及检错复杂度等方面性能优越，适用于大规模无人机网络中资源受限场景下的安全通信需求。关键词：无人机网络;无证书聚合签名;批量认证;群组测试61|61|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：致力于提升语音增强技术在复杂噪声环境中的鲁棒性与建模效率，提出了一种基于深度可分离卷积与结构化状态空间模型融合的语音增强网络（DW-MambaUNet）。该网络以U-Net结构为基础，引入TF-Mamba模块在时序与频率双路径上建模全局依赖，同时结合深度可分离卷积增强局部特征提取能力，从而实现对语音信号的多尺度特征恢复与精细增强。模型在频谱重建过程中通过可学习Sigmoid与Arctan2函数分别优化幅度与相位输出，在保持参数量较小的前提下大幅提升了语音质量。此外，引入动态权重调节策略，结合损失历史的平滑趋势与语音质量感知评估（perceptual evaluation of speech quality，PESQ）感知反馈机制，自适应平衡多任务损失函数的重要性，有效缓解固定加权方式导致的训练收敛瓶颈。在VoiceBank+DEMAND与TIMIT数据集上的实验结果表明，所提DW-MambaUNet在PESQ、STOI、MOS等多个指标上均优于现有多种主流语音增强模型，尤其在低信噪比条件下表现出良好的增强效果与泛化能力。消融实验进一步验证了TF-Mamba模块与DWConv结构对模型性能的贡献。该研究为低复杂度、高性能的语音增强模型设计提供了新思路，具有良好的理论意义与应用价值。关键词：语音增强;深度可分离卷积;结构化状态空间;动态权重调节;低信噪比77|90|0更新时间：2026-01-08
研究与开发
- 摘要：5G ATG（air to ground，地空通信）技术具有超远距离、超高空覆盖优势，可用于行业特殊场景。5G ATG系统由于构成复杂，应用场景特殊，多年来并未积累有效数据得以总结技术可行性。从这一痛点问题出发，首先设计行业应用技术方案，其次构建真实测试验证环境，获得一手5G ATG系统性能数据并进行分析，最后以数据支撑地面通信、通感一体系统将对5G ATG系统造成交叉时隙干扰的程度，并发现了当前相控阵天线极化增益不平衡的产业问题。关键词：5G ATG;远距离覆盖;交叉时隙干扰89|117|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：高比例分布式光伏接入引入的不确定性以及雪花型复杂拓扑结构引发的故障传播路径模糊，共同加剧了配电网在复合故障下的脆弱性。传统恢复策略难以兼顾动态负荷需求、分布式电源调度以及信息物理跨域耦合，且受限于静态规则与计算效率瓶颈。为此，提出一种信息物理协同的复合故障恢复策略。首先，构建多属性动态决策模型，采用动态的基于准则间相关性的准则重要性（criteria importance through intercriteria correlation，CRITIC）评估法与跨域混合中心性指标，通过滑动时间窗自适应分配权重，捕捉通信时延与受控于通信系统的潮流调节行为之间的时空关联特征。其次，建立双层联合防护规划框架，上层在预算约束下协同优化加固与冗余策略以提升系统韧性，下层动态修正运行安全边界。最后，设计增强型Edmonds-Karp算法，引入势差驱动机制与混合权重割集模型，以最小化隔离代价与最大化恢复流量为目标，输入为信息物理耦合网络状态量，输出为最优割集与恢复路径，有效提升了故障隔离与恢复效率。IEEE算例仿真表明，所提策略显著提升了复合故障场景下的恢复效率与系统韧性。关键词：配电信息物理系统;复合故障;信息物理协同;最大流-最小割;故障恢复68|828|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：频率选择是开展手机直连卫星发星工作的首要问题，也是发星的技术基础。为此，对手机直连卫星通信频率选择进行分析研究，先从政策、国内外协调层面分析国际移动通信（International Mobile Telecommunications，IMT）频率用于手机直连卫星的可行性，再从技术层面研究IMT频率的星间互调及星地干扰影响。通过完善用频方案，为开展不同轨位手机直连卫星的应用提供高可靠性、高可用度的选频思路，这对加快手机直连卫星系统建设具有重要意义。关键词：手机直连卫星;IMT频率;互调干扰;星地干扰82|70|0更新时间：2026-01-08
工程与应用
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