北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室

网络与交换技术国家重点实验室,是依托北京邮电大学,1988年成立的首批国家重点实验室之一。陈俊亮院士是实验室创始人,现任实验室主任为张平院士。在三十多年的发展进程中,实验室先后承担国家重点研发计划、“973计划”“863计划”、国家自然科学基金等各类科研项目700余项,为国家的信息通信网络发展做出了历史性贡献,推动了我国信息通信网络的发展,研究成果荣获国家科学技术进步奖特等奖1项、国家技术发明奖二等奖2项、国家科学技术进步奖二等奖/三等奖8项、省部级科技进步奖50余项。

空间卫星网络组网与管控技术综述

随着航空航天技术以及卫星互联网技术的快速发展,高速率、高带宽的卫星通信系统逐渐成为下一代移动通信体制的重要组成部分。卫星互联网的发展推进了卫星网络商业化进程,低轨卫星成为构建卫星互联网的重要组成部分。如何实现大规模低轨卫星网络高效可靠的网络管控,完成星地融合组网与路由,逐渐成为了发展卫星互联网的前沿课题。近年来,随着卫星网络规模逐渐扩大,网络管控方法被大量提出。首先,从国内外大规模卫星星座的发展现状出发,调研已有的多种卫星网络的组网架构和协议体系;然后,根据现阶段大规模卫星网络的发展现状,分析对其进行网络管控的难点和关键技术;最后,基于星地融合的组网方式,对现有的解决方案进行调研与分析。

面向低轨卫星网络的组网关键技术综述

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。

算力网络平台中多方算力交易技术研究

由我国运营商率先提出的算力网络旨在通过网络将泛在算力广泛连接,实现资源整合并更合理地分配,提供算力以赋能各行各业的新兴应用,从而推动我国信息通信网络与相关产业的长期快速发展。算力网络平台中的多方算力交易技术是激发算力网络发展潜力并使算力网络基础设施和服务迅速扩张的关键技术。文章重点分析了算力网络平台多方算力交易的需求与现状,介绍当前算力交易应用的技术和实现机制流程,旨在总结当前技术经验以更好地推动多方算力交易技术使能算力网络持续发展演进。

6G车联网络面向多源感知的数据融合技术

为满足未来自动驾驶车辆全方位、高可靠的感知性能需求,6G需要对不同维度、来源、颗粒度的多源感知数据进行实时传输与全局融合处理。然而,由于激光雷达、摄像机易受环境影响,毫米波雷达分辨率有限,不同车辆多视角点云姿态估计不准确等问题,分布在车联网络中的多源感知数据难以实现精确融合,同时有限通信带宽难以支撑海量感知数据的协同共享。为此,基于通信-感知-计算融合(通感算融合)的思想,提出了一种6G车联网络面向多源感知的数据分级融合处理方法。首先车侧借助于激光雷达、毫米波雷达与摄像机之间的空间校准,实现多传感器优势互补的深度融合,之后多车自组织成簇,采用ICP算法融合多车感知数据,并通过压缩去冗处理降低通信上传开销,最后路侧在无线感知辅助下,通过两步配准方法实现多源感知数据的全局融合。通过搭建仿真平台对所提方法进行性能验证,仿真结果表明所提多源感知数据分级融合方法可在通信开销较小的前提下保证感知精度,扩展车联网络感知范围和感知维度,并能保证恶劣天气下感知可靠性。

6G太赫兹通信:架构、技术与挑战

随着无线网络传输速率需求的日益增大,第六代移动通信系统(the sixth generation of mobile communication system,6G)将向太赫兹频段演进。亟须破解巨容量太赫兹无线通信难题,以开发太赫兹宽带频谱资源,同时实现超高传输速率、超高频谱效率、超高能量效率等6G性能目标。本文主要介绍了国内外太赫兹通信发展现状、太赫兹无线通信系统架构与分类、巨容量太赫兹无线通信技术,总结了巨容量太赫兹无线通信研究进展及瓶颈难题,包括太赫兹信号收发与通信系统架构、宽频信号的高效调制与处理、无线与光纤融合、硬件实验系统等。通过分析研究现状,展望了6G太赫兹无线通信未来发展趋势与挑战。

面向空间信息网络的免配对无证书链上接入认证方法

传统的地面网络接入认证方法存在单点故障和证书分发过程不透明的问题,难以应对空间信息网络中高度复杂和动态多变的拓扑网络,因此提出了一种面向空间信息网络的免配对无证书链上接入认证方法。首先,结合联盟链和无证书公钥密码分发技术,构建了星链通信模型。在此基础上,提出了基于区块链的免配对无证书公钥-椭圆曲线混合加密算法,设计了接入认证机制,以保障接入认证过程的安全性和操作的可追溯性。最后,通过扩展的区块结构记录接入认证清单,设计了批处理机制,实现高效切换。安全分析与仿真结果表明,所提方法与现有方法相比,在提供更强安全性保障的前提下,降低了信令开销约50%、认证时延至少约12.4%、批处理认证时延约23%。

动态网络中的高效多故障诊断技术

针对已有算法复杂度较高,不适用于规模较大网络的问题,将被管系统建立成动态贝叶斯模型,并提出一种能处理多故障的近似推理算法.通过复杂度分析,证明该近似算法时间复杂度为多项式级,远远低于精确算法的时间复杂度下限,可以用于解决大规模动态网络的故障诊断问题.实验结果证明,新算法在准确度方面虽然略低于精确算法,但执行效率上远远高于精确算法.

基于分布式PKI的P2P网络认证技术

由于P2P网络中的节点具有高度的自治性和随意性,使得网络的内部安全隐患突出.本文提出一种基于椭圆曲线数字签名和门限密钥分享的分布式认证服务模型.模型取代了传统CA的集中式服务器,具有低成本、高可扩展性、高可用性和容侵性.同时采用可验证门限技术确保CA私钥的安全.

偏转路由的网络故障处理技术

提出了一种新的偏转路由方案,以解决现有偏转路由方案不能处理节点故障以及存在路由环路的问题.在分析网络故障对最短路径树结构影响的基础上,通过采用新型计算备份最短路径树的算法以及相应的重路由策略,实现对链路和节点故障的快速处理,同时保证备份路由不存在路由环路.实验结果表明,本方案提供的预备路由接近重新计算得到的最佳路由,因此具有较好的性能.

软交换机的关键技术研究与设计

探讨了软交换中多协议导致的复杂性,研究了协议组内及协议组间的协议关系处理,设计了通用PDU,考虑了软交换的可扩展性,可用性方面的问题.借鉴SIP-T协议的机制,在通用PDU中广泛采用信息翻译和信息封装共存的方式,实现了系统的高效性和信息的完整性.揭示了协议关系分类和协议分组对软交换设计的必要性和有效性.最后利用UML对软交换进行了设计.

面向下一代网络的智能网技术改进研究

本文介绍了智能网技术在NGN中的一种应用改进模型,描述了基于该模型的原型系统实现方案,并给出了其性能测试结果。

针对无线网络的智能干扰技术研究

利用媒介访问控制层(Media Access Control,MAC)协议的知识对无线网络关键帧进行智能干扰,具有较高的干扰效率和较低的检测概率。定义了在智能干扰条件下无线网络信道的5种状态,建立了无线网络在受到智能干扰时的无线信道状态转换模型。根据这些状态的组合情况,提出了基于对状态转换模式进行统计的对智能干扰检测模型,并给出了对智能干扰概率进行估计的方法。通过NS2网络模拟的手段验证了模型的准确性。

融合网格技术的下一代网络开放服务支撑环境

对下一代网络的服务支撑环境进行了研究,提出了一种融合网格技术的下一代网络开放服务支撑环境.该服务支撑环境将下一代网络中的业务能力封装成网格服务,提出了一种业务开放模型和业务交互模型,解决了下一代网络业务能力开放问题;提出了基于网格的任务调度方法,解决了传统应用服务器处理能力的瓶颈问题.

移动互联网中的网络技术

从移动性管理、轻量级IP协议适配、多接口异构网络接入等方面入手,对传统IP网络的发展策略进行了探讨。针对造成移动通信网"信令风暴"的原因,提出了从移动终端、无线接入网、核心网等层面共同解决"信令风暴"的对策。

Uninet SS:支持网络融合和网络开放的软交换系统

讨论了支持网络融合和网络开放的软交换系统的特点,提出了一个层次化的软交换体系结构,包括协议适配子系统、呼叫控制子系统、业务适配子系统和OAM子系统。分析了层次化的呼叫控制模型、基于统一消息的协议适配方法和可扩展的ParlayAPI实现方案。测试结果表明了该系统能够满足国家标准规定的性能要求。

针对无线网络的随机干扰技术研究

对存在随机干扰时的无线网络性能分析和对网络中存在干扰的检测,是关于无线网络的重要研究内容。本文建立了一个存在干扰机的无线网络二维马尔可夫模型,以概率的形式对无线网络的相关性能进行分析;并在此基础上建立了一个干扰检测模型,通过测量无线网络信道空闲时隙数来推测网络在未受干扰时理论成功发送概率,与实际测量得到的发送成功概率比较得到网络干扰因子,实现了对干扰的检测;利用NS2网络模拟对模型进行了验证。

针对Ad Hoc网络的分层攻击技术研究

研究Ad Hoc网络对抗具有重要的军事意义。针对Ad Hoc网络建立了一个分层感知和对抗模型,根据网络功能划分为5个层次,每个层次实现相应的感知和干扰功能。下层向上层提供感知和干扰服务,上层向下层提出感知和干扰服务请求,分析了在物理层、MAC层、网络层、传输层需要具备的感知能力和干扰能力。充分利用不同层次协议的信息,可以使对网络的干扰达到低能量高效率和尽可能低的概率检测。

基于MAC协议的Ad Hoc网络攻击技术研究

充分利用协议的信息,如控制包的大小、内容、包间间隔等制定干扰策略,有可能实现对网络的智能干扰。IEEE802.11MAC协议是基于竞争模式的链路层协议,广泛应用于Ad Hoc等无线网络。利用该协议的信息进行干扰,可以使得攻击能够更精细,提高了干扰效率并降低被检测概率。讨论了根据MAC协议的信息对Ad Hoc网络进行智能阻塞攻击和欺骗干扰的单节点工作方式和多节点协同工作方式,比较了不同方式能够达到的干扰效果。

轨道交通移动边缘计算网络安全综述

在环境复杂、乘客密集、高速移动的轨道交通场景中引入移动边缘计算(MEC)技术可满足其对低时延、移动性和海量连接等的需求。然而,MEC在改善轨道交通通信网络性能的同时也带来了安全挑战。首先对轨道交通通信网络和MEC进行了概述;然后讨论了MEC在轨道交通中的价值和轨道交通移动边缘计算网络的架构;接着分析了轨道交通移动边缘计算网络面临的安全威胁并提出了防护方案;最后提出了一些开放性问题,希望对后续的研究提供思路。