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基于终端流量预测的低轨道地球卫星互联网资源分配策略

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通信学报 2024年

作者：沈斐吕承丞张嘉璇阮小婷中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感网与通信重点实验室中国科学院大学

针对地面网络存在覆盖盲区和卫星网络通信资源利用率低等问题，提出基于终端流量预测的低轨道地球卫星互联网资源分配策略。该策略利用真实数据集提出改进LSTM-ARIMA算法，准确预测地面区域未来一定时间内产生的数据流量，通过Stackelb... 详细信息

针对地面网络存在覆盖盲区和卫星网络通信资源利用率低等问题，提出基于终端流量预测的低轨道地球卫星互联网资源分配策略。该策略利用真实数据集提出改进LSTM-ARIMA算法，准确预测地面区域未来一定时间内产生的数据流量，通过Stackelberg博弈构建差分化数据传输和任务卸载2种通信模型。综合考虑数据处理时延和能耗，通过求解纳什均衡，得到用户通过低轨道地球卫星互联网传输数据或卸载任务的最优比率，以及卫星提供网络服务的最优定价。仿真结果验证了该策略在数据传输服务中能提高约40%收益，在任务卸载服务中能提高约50%收益。

关键词：低轨道地球卫星互联网数据流量预测资源分配数据传输任务卸载

基于区块链的个人健康护照存储、共享与验证方案

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网络与信息安全学报 2024年第2期10卷 95-105页

作者：高汉成吉浩宇高晨昊黄海平南京邮电大学计算机学院江苏南京210023 江苏省无线传感网高技术研究重点实验室江苏南京210023

随着人们对出境需求的增加,个人健康护照成为确认旅行者健康状态、满足入境要求的重要工具。针对个人健康护照全球共享所面临“信息孤岛”、隐私保护和易伪造等难题,提出了一种基于区块链的个人健康护照存储、共享与验证方案。方案在采... 详细信息

随着人们对出境需求的增加,个人健康护照成为确认旅行者健康状态、满足入境要求的重要工具。针对个人健康护照全球共享所面临“信息孤岛”、隐私保护和易伪造等难题,提出了一种基于区块链的个人健康护照存储、共享与验证方案。方案在采用链上链下协同存储的同时,通过结合可搜索加密和区块链技术,优化了区块链上的存储方式,减少区块链的存储压力,同时实现用户个人数据的可靠存储及安全共享。方案对弱共识机制进行了优化,优化后的算法达成共识只需要2个阶段,从而减小了节点间达成共识的通信复杂度,提高了整个区块链系统的吞吐量。为适应多用户场景,方案引入并改进了聚合签名技术,减轻了签名验证的计算负担,使方案能够快速追溯恶意伪造者。方案给出了全面的安全性分析,证明方案是安全可靠的。最后,仿真实验结果表明,相较于现有方案,在多用户场景下方案的计算开销最高优化了49.89%,通信开销最高优化了25.81%,所提出的共识机制在不同节点数量下效率也有较大的优势。

关键词：区块链共识算法聚合签名可搜索加密

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基于多嵌入融合的top-N推荐

计算机科学 2024年第7期51卷 140-145页

作者：杨真真王东涛杨永鹏华仁玉南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京210023 南京信息职业技术学院网络与通信学院南京210023

异构信息网络(Heterogeneous Information Network, HIN)凭借其丰富的语义信息和结构信息被广泛应用于推荐系统中,虽然取得了很好的推荐效果,但较少考虑局部特征放大、信息交互和多嵌入聚合等问题。针对这些问题,提出了一种新的用于top-... 详细信息

异构信息网络(Heterogeneous Information Network, HIN)凭借其丰富的语义信息和结构信息被广泛应用于推荐系统中,虽然取得了很好的推荐效果,但较少考虑局部特征放大、信息交互和多嵌入聚合等问题。针对这些问题,提出了一种新的用于top-N推荐的多嵌入融合推荐(Multi-embedding Fusion Recommendation, MFRec)模型。首先,该模型在用户和项目学习分支中都采用对象上下文表示网络,充分利用上下文信息以放大局部特征,增强相邻节点的交互性;其次,将空洞卷积和空间金字塔池化引入元路径学习分支,以便获取多尺度信息并增强元路径的节点表示;然后,采用多嵌入融合模块以便更好地进行用户、项目以及元路径的嵌入融合,细粒度地进行多嵌入之间的交互学习,并强调了各特征的不同重要性程度;最后,在两个公共推荐系统数据集上进行了实验,结果表明所提模型MFRec优于现有的其他top-N推荐系统模型。

关键词：异构信息网络推荐系统 top-N推荐多嵌入融合注意力机制

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太赫兹多维复用与折射率传感集成器件

光学学报 2024年第8期44卷 229-241页

作者：揭璐李海粟刘亚静王建帅任国斌裴丽北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

提出了一种基于亚波长偏振保持光纤的多维复用与折射率(RI)传感集成器件。该器件由定向耦合器、Y型分束器和布拉格光栅器件构成,能够同时实现三维空间中偏振和频率(解)复用、色散补偿以及RI传感功能。集成器件下行端口输出偏振解复用后... 详细信息

提出了一种基于亚波长偏振保持光纤的多维复用与折射率(RI)传感集成器件。该器件由定向耦合器、Y型分束器和布拉格光栅器件构成,能够同时实现三维空间中偏振和频率(解)复用、色散补偿以及RI传感功能。集成器件下行端口输出偏振解复用后的x偏振态,其在0.25 THz频率处的传输率和消光比分别为-5.94 dB和15.16 dB。此后,原波导中y偏振态(工作频率为0.25 THz)与x偏振态(工作频率为0.27 THz)复用后于直通端口输出,传输率分别为-7.20 dB和-2.02 dB。同时,集成的均匀光栅和π相移光栅可分别实现色散补偿(群速度色散为-109.4 ps·THz^(-1)·mm^(-1))和RI传感(灵敏度为0.181 THz/RIU)功能。基于太赫兹亚波长光纤的集成器件在下一代通感一体化信息系统中具有良好的应用前景。

关键词：光学器件太赫兹耦合器复用器传感器

基于ROAMP-Net的大规模MIMO系统智能信号检测方法

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第2期36卷 242-249页

作者：赵梓焱刘丽哲杨朔李勇中国电科网络通信研究院通信网信息传输与分发技术重点实验室石家庄050081

针对大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统存在的信号检测计算复杂度高、检测精度不足等问题,参考OAMP-Net算法思想,引入残差结构,提出了一种新的智能信号检测网络模型ROAMP-Net。将正交近似消息传递(orthogona... 详细信息

针对大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统存在的信号检测计算复杂度高、检测精度不足等问题,参考OAMP-Net算法思想,引入残差结构,提出了一种新的智能信号检测网络模型ROAMP-Net。将正交近似消息传递(orthogonal approximate message passing,OAMP)估算信号的迭代过程展开为深度学习网络,同时引入残差结构,分别对各网络层的线性和非线性估计值进行逐层修正,有效防止估计误差的前向传播和过程积累,避免网络模型随着网络层数增加而发生性能退化,从而提高最终信号检测的准确度。针对不同调制方式和不同天线阵列的系列仿真实验结果表明,不同调制方式和天线阵列下ROAMP-Net在检测准确度上均有不错的性能表现。

关键词：大规模MIMO 信号检测深度学习残差结构

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6G星地融合移动通信关键技术

中国科学：信息科学 2024年第5期54卷 1177-1214页

作者：陈山枝孙韶辉康绍莉徐晖苏厉张晓燕胡博张伟虞志刚中国信息通信科技集团有限公司北京100083 无线移动通信全国重点实验室北京100083 中信科移动通信技术股份有限公司北京100083 清华大学天基网络与通信全国重点实验室北京100084 国家无线电监测中心北京100037 北京邮电大学计算机学院北京100876 中国空间技术研究院北京100094 中国电子科技集团有限公司电子科学研究院北京100041

星地融合移动通信朝着“5G体制兼容、6G系统融合”的技术路径发展,6G星地融合可以充分发挥卫星通信和地面移动通信各自的优势,极大地提高网络的覆盖能力和系统性价比,实现全球立体覆盖的目标.本文概述了星地融合移动通信发展背景与趋势... 详细信息

星地融合移动通信朝着“5G体制兼容、6G系统融合”的技术路径发展,6G星地融合可以充分发挥卫星通信和地面移动通信各自的优势,极大地提高网络的覆盖能力和系统性价比,实现全球立体覆盖的目标.本文概述了星地融合移动通信发展背景与趋势,分析了6G星地融合移动通信需求与技术挑战,针对无线传输效率低、网络架构设计复杂、移动性管理难、网络质量保障难等系列问题,从无线传输、网络架构、资源管控和移动性管理、天基计算、频谱共享等多个方面开展6G星地融合移动通信关键技术研究.针对各关键技术,首先分析发展现状,然后提出创新技术,并开展相应的性能评估验证其有效性.

关键词： 6G 星地融合移动通信多波束协同弹性可重构网络架构频谱共享移动性管理天基计算

基于NOMA和用户协作的上行移动边缘计算卸载效率优化

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南京邮电大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 33-41页

作者：李洋胡阳罗先南刘昕齐婷国网电力科学研究院有限公司江苏南京211106 南京南瑞信息通信科技有限公司江苏南京211106 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003

为应对大规模计算的需求以及有限传输资源和信道衰落的制约,提出了非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)和用户协作辅助的上行移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)卸载传输方法。用户通过NOMA将计算任务卸载到MEC... 详细信息

为应对大规模计算的需求以及有限传输资源和信道衰落的制约,提出了非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)和用户协作辅助的上行移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)卸载传输方法。用户通过NOMA将计算任务卸载到MEC服务器以提高频谱效率,通过近端用户协助远端用户卸载的方式,减小中断对计算卸载的影响。为实现卸载量与能耗的最佳折中,定义卸载效率为成功卸载数据量与用户消耗能量之比,建立了通过调节卸载时间和功率分配来最大化卸载效率的联合优化问题。为求解该问题,推导了用户的卸载中断概率的闭合表达式,并将该非凸问题转化为松弛问题后利用连续凸近似方法求解。分析了该系统的中断性能,仿真结果表明所提计算卸载方法相较于其他方案能取得更高的卸载效率。

关键词：移动边缘计算非正交多址接入用户协作计算卸载

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基于分布式光纤声传感火车噪声属性的车型识别及运行规律

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2850-2862页

作者：郑兴鹏邢磊张汉羽徐团伟刘怀山吴时国中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 海南省生态环境地质调查院海口570206 青岛市海洋地球物理勘探技术重点实验室山东青岛266100 中国科学院深海科学与工程研究所海南省海底资源与探测技术重点实验室海南三亚572000 中国科学院半导体研究所传感技术国家重点实验室北京100083

火车运行时产生强烈的移动噪声传播至地下空间,形成一种绿色环保、强能量的人工地震波.由于载荷系统形态基本固定,火车运行时间规律,震源重复性高,这种火车震源被广泛应用于轨道安全监测、近地表成像和城市地下空间探测等领域.分布式光... 详细信息

火车运行时产生强烈的移动噪声传播至地下空间,形成一种绿色环保、强能量的人工地震波.由于载荷系统形态基本固定,火车运行时间规律,震源重复性高,这种火车震源被广泛应用于轨道安全监测、近地表成像和城市地下空间探测等领域.分布式光纤声传感是一种新兴的地震采集技术,拥有密集采样、布设简单、抗电磁干扰能力强等优点,近年来在城市交通事件微震监测、裂隙探测和地下空间成像领域逐步应用.本研究基于分布式光纤声传感技术获得的秦皇岛试验场火车移动噪声数据,拾取了30个火车交通事件,开展火车噪声视速度、波形和频谱、能量时空变化的属性分析.结果表明:试验区光纤传感的火车噪声具有明显的属性差异,低速度重载荷的火车比高铁引起的地震振幅更大、能量更强,低速火车产生的噪声包含了丰富的低频信息;根据已知的视速度、振幅属性、时频属性,划分了4种类型的火车,并揭示了它们的进出站规律.本研究拓展了分布式光纤传感的应用场景,证明分布式光纤声传感有望应用于不同车型的通勤监测.

关键词：分布式光纤声传感火车震源交通事件噪声属性

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空间激光通信与测距一体化研究

光通信研究 2024年第3期 23-30页

作者：王熹邓磊陶坤宇付森杨奇戴潇潇曹哲玮沈勤刘陈付松年华中科技大学光电信息学院武汉430074 中国信息通信科技集团有限公司光通信技术和网络全国重点实验室武汉430074 上海无线电设备研究所上海201109 上海航天技术研究院上海201109 广东工业大学信息工程学院广州510006 广东省信息光子技术重点实验室广州510006 华中科技大学深圳研究院深圳518000

【目的】随着卫星技术和通信技术的不断提高,空间激光通信与测距一体化技术也逐渐成熟。而伴随着深空探测、卫星导航等领域的进一步发展,大量的业务及应用需求对星间的通信容量和测距精度又提出了更高的要求。在综合考虑卫星荷载与功耗... 详细信息

【目的】随着卫星技术和通信技术的不断提高,空间激光通信与测距一体化技术也逐渐成熟。而伴随着深空探测、卫星导航等领域的进一步发展,大量的业务及应用需求对星间的通信容量和测距精度又提出了更高的要求。在综合考虑卫星荷载与功耗的前提下,如何在实现激光卫星高速通信的同时,完成测距并进一步提升测距精度,成为亟待解决的课题。【方法】基于双向单程测距原理,设计并实现了一种同时支持正交相移键控(QPSK)和二进制相移键控(BPSK)的相干通信与测距一体化系统,为进一步提升测距性能,又从提升时钟精度入手,通过使用差拍采样方法,使用鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差,以此来获取到更高的时钟精度,从而对测距值进行校正。【结果】该系统能稳定工作在接收光功率大于-48 dBm的环境,针对不同应用需求可设置不同的速率,QPSK模式下最高速率为5 Gbit/s,BPSK模式下速率分别为2.5 Gbit/s、1.25 Gbit/s和625 Mbit/s,系统测距精度理论上可达最小值53 ps,在正常通信时,使用Matlab与Vivado对测距数据进行计算处理,验证了系统测距精度小于0.1 ns。进一步采用差拍采样方法,仿真条件下,测距精度可提升至码元宽度的10^(-3)量级,达±0.36 cm。【结论】所提通信测距一体化系统能够在高速通信的同时实现高精度测距,对未来激光卫星的相关应用具有一定的实际意义。

关键词：卫星激光通信激光测距高精度一体化

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