面向空地一体化交通的虚拟车道:发展阶段与关键技术

本文提出了一种用于未来自动驾驶场景的虚拟车道技术,旨在突破当前自动驾驶行业的发展瓶颈,并为未来融合飞行汽车交通系统(Flying Car Transportation Systems,FCTS)的自动驾驶场景提供一种创新性技术方案.虚拟车道技术伴随自动驾驶等级的提升协同发展,从面向有人驾驶,到面向全智能驾驶,再到面向本文所提出的L6空地全域自动驾驶,从而实现空地一体化交通的愿景.本文结合了自动驾驶、数字孪生、物联网(Internet of Things,IoT)、人工智能(Artificial Intelligence,AI)等各领域的最新技术对虚拟车道技术在每个发展阶段的应用场景和具体实现方法进行了详细介绍以及可行性分析,对自动驾驶行业明晰未来总体发展趋势和关键技术导向具有开创式的启发意义.

区块链互操作性技术研究进展

区块链技术因其去中心化、高透明度等优良特性引领了新一代数据存储技术的发展,近年来广泛应用于社会治理、金融保险、数字版权等领域。然而,作为一个基于规范和协议的自封闭系统,区块链不同链间无法直接实现数据通信,难以满足跨领域应用的数据共享需求,区块链互操作性技术应运而生。目前,该技术的项目实例分析较少。基于区块链互操作性最新研究成果,系统性总结了近年来互操作技术的代表性方案,并归纳展望了发展前景。首先,按照通信各链的结构差异,将区块链互操作方法划分成同构扩容和异构互操作两种类型;其次,按照技术发展脉络和区块链分层架构,分别介绍两种类型的代表性方法,分析比较了各方法的实现原理和技术细节,归纳总结它们的优缺点;再次,介绍了目前已经实施的区块链互操作性项目研发进展,重点介绍其实现思路、运营模式和现状,并在吞吐量、安全性等多个指标上对比分析其性能;最后,展望了区块链互操作性技术各方向的发展趋势。

基于仿真和熵权的VOIP业务网络性能评价权重确定方法

针对目前网络性能评价中多元指标之间权重难以确定的问题,将信息熵理论应用于网络性能评价中。提出采用熵权方法确定指标权重,进而对网络性能进行评价的方法。为了获取反映不同网络状态的性能数据,采用网络仿真方法获得计算熵权所需的样本。实例表明,信息熵能够客观地反映各指标贡献信息量的大小,基于信息熵的熵权能够客观反映各指标的相对重要程度。

面向巨型星座系统的多地面站协同测控技术

测控技术是保障星座系统高效运维和管理的关键技术。近年来,随着星座规模的不断扩大,逐步形成了巨型星座系统,使得对星座的测控需求呈现爆发式的增长,从而对星座系统测控任务的完成量提出了新的要求。首先分析巨型星座系统测控任务约束和地面测控站设备约束并给出问题建模;其次提出一种地面站Agent基于学习规划片段的交互方式,通过引入约束惩罚算子和多地面站联合惩罚算子设计优化的目标函数;最后,提出一种多地面站Agent强化学习算法以求解多地面站协同任务分配策略。仿真结果显示,任务规模较大时,在文中提到的不同场景下该方法较传统算法有12%~20%的增益。

基于通感融合的无人机预编码及飞行轨迹设计

无人机(UAVs)具有机动性强,低成本及易部署等特性,通过搭载通信及感知设备,支持通信与感知技术的高效资源共享,无人机可作为融合通信与传感技术的高性能空中平台。该文针对多输入多输出(MIMO)无人机使能的联合通信、感知场景,综合考虑无人机飞行能量、多天线传输及用户业务需求等限制条件,建模无人机通信、感知预编码及飞行轨迹联合优化问题为多目标优化问题,以实现通信用户最低速率最大化及目标最小发现概率最大化。由于通信用户最低速率最大化问题为非凸优化问题,难以直接求解,将原优化问题分解为通信预编码设计子问题及无人机轨迹设计子问题,并采用交替迭代法依次求解两个子问题直至算法收敛,其中,对于通信预编码设计子问题,提出一种基于迫零(ZF)算法的求解策略;对于无人机轨迹设计子问题,提出一种基于连续凸逼近(SCA)算法的求解策略。基于所得到的无人机最优轨迹,将无人机感知位置选择问题建模为加权距离和最小化问题,进而应用泛搜索算法优化确定目标感知位置,并设计基于ZF算法的通信感知预编码联合优化策略,以实现通信感知性能的联合优化。最后通过仿真验证了该文所提算法的有效性。

基于分层最小和译码的RS-LDPC级联码改进算法

RS-LDPC级联码能够有效提高数据传输的可靠性和系统的容错能力,在5G通信等领域中得到了广泛的应用,且在6G中具有很好的应用前景。但是RS-LDPC级联码与单码相比具有计算复杂度高、不易于在硬件上实现的不足,因此提出一种基于分层最小和的RS-LDPC级联码改进译码算法,将LDPC码的校验矩阵分解成多个子矩阵,在不同子矩阵层次上并行计算。此外,还引入了新的关于校验节点信息更新的简化函数,旨在保证译码性能的同时降低计算复杂度,达到易于硬件实现的目的。结果表明改进型分层最小和算法复杂度大大降低,且在性能上优于传统BP译码0.25 dB左右。

融合高效注意力的多尺度输电线路部件检测

针对在高分辨率输电线路图像中,不同种类部件尺度跨越大,难以被均衡检测的问题,提出一种融合高效注意力的多尺度输电线路部件检测算法。在YOLO v5目标检测算法中,设计添加高效注意力模块ECBAM提高算法特征提取能力。根据输电线路部件的特征分布统计,使用滑动窗口对高分辨率输电线路图像进行切片,并对切片前后的图像分别使用改进后的YOLO v5算法训练模型。将两个模型的检测结果进行集成,得到多尺度输电线路部件检测结果。在公开的PLAD架空输电线路图像数据集上,该模型的检测性能远超现有目标检测模型,Precision可达83.2%,Recall可达92.8%,相比数据集原作者提出的模型,mAP值提升了1.6个百分点,达到了90.8%,且能检测出未在原始数据集上标注出的隐蔽目标,验证了在高分辨率图像中检测多尺度输电线路部件的有效性。

窃听者攻击下的RSMA无线通信系统中的物理层安全性能分析

文章研究一个基于速率分拆多址接入(Rate Splitting Multiple Access,RSMA)技术的多输入单输出下行通信系统。RSMA通过将预期用户的信息进行解码,将其余用户的信息视为噪声来提供最佳性能。此外,RSMA中的公共信息不仅是用户的有用数据,也可以干扰外部窃听者。针对实际应用场景中用户离基站较远的情况,文章提出了存在窃听者的基于RSMA的中继协作传输方案。传输过程分为两个时隙:在第一时隙中,中继接收、解码并转发信号;在第二时隙中,用户接收来自中继的信号。每个用户首先解码公共消息;然后通过应用连续干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)来解码其私有消息,基于此,推导在瑞利衰落信道下系统的中断概率和窃听者截获概率的闭合表达式;最后,通过蒙特卡洛仿真验证了理论分析的正确性。仿真结果表明,合理选择发射功率以及节点间距离能够有效降低系统的中断概率以及更好地权衡系统的安全性和可靠性。

空间等离子体云精细化仿真及传播特性研究

在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流量、运载器飞行速度等参量对Sm在电离层中扩散过程的影响。同时,采用射线追踪方法,研究了空间等离子体云的电波传播特性。结果表明释放参数和环境参数对等离子体云的形态和演化过程具有重要影响,等离子云在不同剖面形态各异,沿地磁场方向及风场方向出现明显拉伸,进一步对等离子体云的传播效应产生影响,导致电波在等离子体云不同剖面传播特性出现差异。

位置隐私保护技术研究进展

日趋流行的基于位置服务(LBS,location-based service)在为人们日常生活带来便利的同时也严重威胁到用户隐私。位置隐私保护技术逐渐成为研究热点,并涌现出大批研究成果。首先介绍位置隐私保护背景知识,包括位置服务应用场景、位置服务体系框架、隐私保护目标和系统构架;接着讨论LBS中的攻击者模型和隐私保护度量指标;然后对4种基于泛化和模糊的LBS隐私保护技术进行深入分析和总结;最后给出了未来LBS隐私保护技术潜在的研究方向。

近场通信技术的安全研究进展与发展趋势

随着移动互联网和移动支付的发展,NFC技术因其天然的安全特性和便利性,成为运营商、银行、厂商等热捧的对象.由于涉及到移动支付和敏感信息的传输,该技术也受到安全研究人员和攻击者的广泛关注.虽然国内外安全专家和学者对NFC安全问题已进行了一定的研究,但目前还没有详细和全面介绍最新安全研究成果的论文.为解决此问题,该文分析和总结了国内外最新的研究成果,并对NFC安全问题未来的研究方向进行了展望.首先,介绍了NFC技术的基本特性、通信过程、协议栈、工作模式等,分析了该技术面临的安全威胁,包括通信安全、安全漏洞、安全元件、恶意软件、网络钓鱼等内容.然后,通过分析相关研究工作,总结了NFC技术的安全研究现状.最后,从安全威胁的角度,对未来的研究方向进行展望,在安全信道、漏洞挖掘、安全元件、恶意软件检测、恶意内容检测、移动支付等方面分析了研究内容和研究方法.

Android安全漏洞挖掘技术综述

安全漏洞在Android系统的安全性中处于核心地位,因此如何有效挖掘Android系统安全漏洞,已成为增强移动终端安全性、保护用户安全和隐私的重要技术手段,具有重要的理论和现实意义.首先对Android领域2008—2015年间漏洞数量趋势和种类进行了汇总,然后分类分析了Android安全领域顶级会议上2012—2014年间的学术研究进展.在此基础上,给出了Android漏洞挖掘技术的总体概览,并针对漏洞挖掘领域中使用较多的污染流传播分析、可达路径分析、符号执行、Fuzzing测试等技术进行详细阐述,还对混合符号执行和定向Fuzzing等动静态结合的技术进行了介绍.最后对Android漏洞挖掘领域的开源工具进行了总结,并讨论了值得进一步深入研究的安全问题.

无人机群辅助边缘计算系统的任务卸载和资源分配联合优化

为提升无人机群辅助边缘计算系统在负载不均衡场景下的性能,构建了一种新的无人机群边缘计算系统,利用无人机之间卸载数据来提高计算资源的利用率,通过联合优化多架无人机的卸载方案、部署和资源分配,使得系统的时延和能耗加权和最小。该问题高度非凸,为此提出一种高效的双层优化算法——启发最优评价算法,上层使用粒子群算法优化无人机位置,下层在确定位置的情况下使用块坐标下降算法优化无人机的数据卸载和资源分配。仿真结果表明,所提方案可有效降低系统成本,与基准策略相比优势明显。

基于云模型和熵权的网络性能综合评估模型

针对网络性能评估中存在的模糊性和随机性问题,采用云模型和熵值理论,建立了基于云模型和熵权的网络性能综合评估模型;采用熵权方法计算各指标权重,为权重确定提供理论依据;采用云模型理论实现评语与评估指标值之间的不确定映射,保留了评估过程中的随机性。以VoIP网络为例采用仿真的方法对模型进行验证,结果表明该模型与普通模糊综合法相比不仅能得到正确的评估结果,而且能得出其概率值。

支持去中心化存储的分块可搜索对称加密

可搜索加密已经发展多年,用于支撑密文数据的检索甚至复杂运算.随着以文件分块为主要特色的去中心化存储应用的快速发展,现有可搜索加密方案不能适应其效率需求.特别是,当索引文件较大时,执行检索操作的实体需要完整下载索引文件才能完成搜索,效率非常低.为此,本文提出了一种基于分块存储加密索引的可搜索对称加密方案.通过设计两级索引,在执行检索时,仅关键字命中的索引块才会被访问从而极大地提高了检索效率.配合区块链及智能合约,本文提出的方案可以构建数据所有者和数据用户之前的公平交易环境,分块检索的效率优势较好地适应了去中心化存储中密文检索的应用需求.实验表明,本文提出的方案在文档集合较大时,检索效率仅依赖于检索关键字命中文档的个数,且在存储开销、计算开销、Gas消耗等方面具有优势.

面向B5G/6G的信息传输与接入技术专题序言

随着第五代移动通信(5G)系统进入商用化阶段,世界各国已开始布署B5G/6G技术的研究,我国也于2019年正式启动6G技术研发。目前,5G的商业化应用主要集中于增强移动宽带(eMBB)场景,其传输和接入能力、能效及时延问题仍然是制约系统服务性能和运行效率的主要瓶颈。与此同时,作为支撑大规模物联网、工业互联网和智慧城市等典型应用的大规模机器类通信(mMTC)、高可靠低时延通信(URLLC)技术还正在标准化进程中,并将在未来空天地一体化的6G系统中进一步得到扩展、演进和增强,迫切需要研究新型传输和接入技术以及相应的高效能、低成本的解决方案,从而为未来移动网络智能信息服务提供链路支撑。

空间精密OFDM测距技术

根据OFDM的时频特性,提出了一种新的空间测距方法.首先在时域对OFDM信号进行相关处理,得到距离的粗估计,在粗估计的基础上,利用OFDM不同子载波数据之间的相位差,得到距离的精确估计,根据精确估计的结果对粗估计的结果进行校正,从而得到最终的距离估计值.仿真结果表明,该方法的测距精度比采用延迟锁定环的伪码测距方法至少提高了4倍,并且在信噪比大于20 dB时,可以达到厘米级.

Flash跨站脚本漏洞挖掘技术研究

Flash引起的跨站脚本攻击能够导致用户隐私泄露,严重威胁Web安全.有必要对此类漏洞的挖掘技术进行深入研究,尽早发现并修复安全隐患.通过分析总结可以导致XSS(cross-site scripting)漏洞的不安全ActionScript函数,设计并实现了Flash跨站脚本漏洞挖掘工具(flash XSS detector,FXD).它将静态分析和动态测试技术相结合,能够自动地反编译Flash文件,分析ActionScript文件中包含的危险函数及对应参数,并通过动态测试方法加以验证.通过使用该工具对Alexa Top100站点中的Flash文件进行广泛的测试,发现18个站点的48个Flash应用可以导致XSS攻击.该测试结果表明了FXD的有效性和先进性.

多元LDPC码的速率兼容技术研究

提出了一种高性能的非规则比特级缩短算法,并推广了一种二元符号级打孔算法.该缩短算法基于有限域元素对应二进制镜像矩阵选择缩短比特的位置,比传统符号级缩短算法具有更大的灵活性和更佳的误码率性能;将二元符号级打孔算法推广到多元LDPC码,获得了比二元速率兼容LDPC(RC-LDPC)性能优异的多元RC-LDPC码.综合上述方法,实现了码率可从1/10到5/6灵活变化的多元RC-LDPC码.仿真结果证明,本方案的误码率性能比传统方法在各个码率分别有0.1到1.1 dB的增益.

无线网络中兼顾业务类型及公平性的无线资源共享问题研究

基于图染色理论提出了2种无线网络中的无线资源共享算法C_TDRS和S_TDGRS。这2种算法分别从子信道和业务流角度考虑,以尽力满足业务需求为目标,兼顾了业务类型和资源共享的公平性。仿真结果表明,2种算法的共享结果在系统吞吐率和比例公平方面比现有算法更接近最优值,并且S_TDGRS算法对2个指标有很好的折衷。