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一种基于近端策略优化的服务功能链部署算法

电子与信息学报 2024年第7期46卷 2869-2878页

作者：颜志禹怀龙欧阳博王耀南湖南大学大学电气与信息工程学院长沙410082

针对网络功能虚拟化(NFV)环境下高维度服务功能链(SFC)部署的高可靠低成本问题,该文提出了一种基于近端策略优化的服务功能链部署算法(PPO-ISRC)。首先综合考虑底层物理服务器特征和服务功能链特征,将服务功能链部署建模为马尔可夫决策... 详细信息

针对网络功能虚拟化(NFV)环境下高维度服务功能链(SFC)部署的高可靠低成本问题,该文提出了一种基于近端策略优化的服务功能链部署算法(PPO-ISRC)。首先综合考虑底层物理服务器特征和服务功能链特征,将服务功能链部署建模为马尔可夫决策过程,然后,以最大化服务率和最小化资源消耗为优化目标设置奖励函数,最后,采用近端策略优化方法对服务功能链部署策略求解。仿真实验结果表明,与启发式算法(FFD)和深度确定性策略梯度算法(DDPG)相比,所提算法具有收敛速度快,稳定性高的特点。在满足服务质量的要求下,降低了部署成本,并提高了网络服务可靠性。

关键词：网络功能虚拟化服务功能链深度强化学习近端策略优化

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GEO卫星机会源近岸海面高度测量性能评估

电子学报 2024年第3期52卷 719-728页

作者：王峰杨东凯地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

基于同步地球轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星的机会源技术已被证明其在近岸海面高度测量中的应用潜力,但目前研究主要围绕可行性论证展开,极少开展全方位的测量性能评估.为此,从仿真和试验两个角度评估了信号带宽、非相干累... 详细信息

基于同步地球轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星的机会源技术已被证明其在近岸海面高度测量中的应用潜力,但目前研究主要围绕可行性论证展开,极少开展全方位的测量性能评估.为此,从仿真和试验两个角度评估了信号带宽、非相干累加次数、信噪比及波形峰值跟踪算法对GEO卫星机会源海面测高性能的影响.评估结果表明当非相干累加次数和信噪比大于最优非相干累加次数和最优信噪比时,测高性能将不再显著提升.因此,通过选择最优非相干累加次数,以及设计合理的接收天线增益、射频增益及接收机带宽使信噪比大于最优信噪比对GEO卫星机会源海面测高至关重要.通过对比插值和拟合两种波形跟踪算法发现拟合法能提供比插值法更高的测量精度.利用北斗B3I信号和ASTRA 19.2 E卫星信号开展GEO卫星海面测高的试验评估.试验结果表明:在非相干累加次数大于10000、信噪比大于7 dB时,北斗B3I信号和ASTRA 19.2 E卫星信号可分别提供精度约为0.20 m和0.10 m的海面高度.针对GEO卫星多频或多通道传输特点,提出了基于信号频谱合成提高海面测高精度的方法.当利用中卫1号卫星10个通道信号进行合成时,插值法和拟合法的仿真测距精度分别为3.50 cm和0.69 cm.

关键词：地球同步轨道卫星机会源遥感海面高度信号带宽信噪比非相干累加

基于双频泵浦正常色散富硅氮化硅微环谐振腔的光频率梳设计

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光学学报 2024年第3期44卷 198-208页

作者：杨亚楠高荣湛晨翌李丁邓宜王子潇梁坤冯素春北京交通大学电子信息工程学院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 北京交通大学电子信息工程学院北京100044

提出一种利用锁相双频激光作为泵浦源输入正常色散富硅氮化硅微环谐振腔产生光频率梳的方案。对富硅氮化硅微环谐振腔进行色散调控,实现1550 nm波段平坦正常色散优化设计。利用LLE(Lugiato Lefever equation)方程进行光频率梳产生仿真,... 详细信息

提出一种利用锁相双频激光作为泵浦源输入正常色散富硅氮化硅微环谐振腔产生光频率梳的方案。对富硅氮化硅微环谐振腔进行色散调控,实现1550 nm波段平坦正常色散优化设计。利用LLE(Lugiato Lefever equation)方程进行光频率梳产生仿真,分析改变泵浦失谐时光频率梳产生的时域和频域演化过程。同时,探究各项参数对光频率梳产生的影响,包括泵浦功率、双频激光功率占比、微腔波导损耗、微腔色散、双频激光频率间隔。仿真实现的光频率梳带宽可覆盖1520 nm到1580 nm。

关键词：非线性光学光频率梳富硅氮化硅色散调控微腔

物联网场景下基于蜜场的分布式网络入侵检测系统研究

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通信学报 2024年第1期45卷 106-118页

作者：吴昊郝佳佳卢云龙先进轨道交通自主运行全国重点实验室北京100044 北京交通大学电子信息工程学院北京100044

为了解决物联网网络入侵检测系统无法识别新型攻击、灵活性有限等问题,基于蜜场提出了一种能有效识别异常流量和具备持续学习能力的网络入侵检测系统。首先,结合卷积块注意力模块的特点,构建专注于通道和空间双维度的异常流量检测模型,... 详细信息

为了解决物联网网络入侵检测系统无法识别新型攻击、灵活性有限等问题,基于蜜场提出了一种能有效识别异常流量和具备持续学习能力的网络入侵检测系统。首先,结合卷积块注意力模块的特点,构建专注于通道和空间双维度的异常流量检测模型,从而提高模型的识别能力。其次,利用联邦学习下的模型训练方案,提高模型的泛化能力。最后,基于蜜场对边缘节点的异常流量检测模型进行更新迭代,从而提高系统对新型攻击流量的识别准确度。实验结果表明,所提系统不仅能有效检测出网络流量中的异常行为,还可以持续提高对异常流量的检测性能。

关键词：网络入侵检测系统联邦学习蜜场卷积块注意力模块物联网

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基于图属性拓扑的增量式等势概念计算

控制与决策 2024年第10期39卷 3328-3336页

作者：张涛薛在发卢辉斌李少泽张菁刘学君燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 北京石油化工学院信息工程学院人工智能研究院北京102617

等势概念是形式概念分析和概念认知学习的一个新兴课题,为社交网络分析提供了新的思路.现有的等势概念计算方法先搜索所有的形式概念再对其进行过滤,降低计算效率.随着增量式计算的发展,实现增量式等势概念的计算是一项重要的研究课题.... 详细信息

等势概念是形式概念分析和概念认知学习的一个新兴课题,为社交网络分析提供了新的思路.现有的等势概念计算方法先搜索所有的形式概念再对其进行过滤,降低计算效率.随着增量式计算的发展,实现增量式等势概念的计算是一项重要的研究课题.为了解决上述问题,提出一种基于图属性拓扑的增量式等势概念计算方法.针对等势概念属性与对象的数量一致性特点,该方法通过对属性拓扑的结构进行优化,定义图形式背景下的图属性拓扑,进而证明图属性拓扑中极大完全多边形与等势概念一一对应的关系,并将此性质与属性拓扑的形式概念搜索算法相结合,提出静态图形式背景下直接计算等势概念的方法;基于此,进一步研究新增属性和新增对象对图属性拓扑中极大完全多边形的影响,完成增量式等势概念的直接计算.实验表明,直接计算方法能够有效提升等势概念的计算速度,并验证了所提出增量式等势概念更新计算的可行性和高效性.

关键词：形式概念分析概念认知学习等势概念增量计算属性拓扑极大完全多边形

MtSCCD:面向深度学习的土地利用场景分类与变化检测数据集

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遥感学报 2024年第2期28卷 321-333页

作者：周维勋刘京雷彭代锋管海燕邵振峰南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079

利用遥感影像识别土地利用类型及监测其变化情况在城市规划和土地利用优化等领域发挥着重要作用。当前,相关数据集存在样本量少、类别划分不合理、数据不开源等局限,难以满足样本驱动的深度学习遥感信息提取范式的需求。本文构建了一个... 详细信息

利用遥感影像识别土地利用类型及监测其变化情况在城市规划和土地利用优化等领域发挥着重要作用。当前,相关数据集存在样本量少、类别划分不合理、数据不开源等局限,难以满足样本驱动的深度学习遥感信息提取范式的需求。本文构建了一个面向深度学习的大规模场景分类与变化检测数据集MtSCCD (Multi-temporal Scene Classification and Change Detection)。该数据集包括MtSCCD_LUSC (MtSCCD Land Use Scene Classification)和MtSCCD_LUCD (MtSCCD Land Use Change Detection)两个子数据集,分别用于土地利用场景分类与变化检测任务。该数据集具有以下特点:(1) MtSCCD是目前规模最大的公开的土地利用类型识别与检测数据集,包含10种土地利用类型共65548幅图像,并且样本覆盖中国5个城市的中心区域;(2)由于MtSCCD数据集根据城市划分训练集、验证集以及测试集,对于新增的城市土地利用数据,可以根据需求划分为训练集与验证集或测试集,因此可扩展性较高;(3) MtSCCD数据集中测试集与训练集的样本来自不同的城市,因此符合实际业务需求,且能够验证模型的泛化性能。基于MtSCCD_LUSC和MtSCCD_LUCD两个子数据集,本文评估了多个深度学习网络的分类与变化检测效果,为后续的相关研究提供了参考。

关键词：土地利用场景分类变化检测数据集信息提取特征提取深度学习卷积神经网络

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面向外包服务的可验证技术研究进展

中国科学：信息科学 2024年第3期54卷 514-565页

作者：孙奕杨帆陈性元杜学绘林玮信息工程大学密码工程学院郑州450001 密码科学技术国家重点实验室北京100094

随着数字经济时代的到来,数据已成为重要生产要素,将数据外包给第三方存储、管理、分析、计算等应用越来越广泛,随之而来的外包数据、外包计算等外包服务的可信性问题也日益突出,可验证技术被视为判定外包服务可信的一种有效且具有广泛... 详细信息

随着数字经济时代的到来,数据已成为重要生产要素,将数据外包给第三方存储、管理、分析、计算等应用越来越广泛,随之而来的外包数据、外包计算等外包服务的可信性问题也日益突出,可验证技术被视为判定外包服务可信的一种有效且具有广泛应用前景的技术.该技术发展迅速、研究内容丰富、技术多样、种类繁多,且随着区块链、人工智能、隐私计算等新型外包服务需求的出现,为可验证技术带来了新的挑战和发展契机.本文对面向外包服务的可验证技术研究进展进行了梳理与总结.首先梳理总结给出了面向外包服务的可验证技术框架、分类方法、安全目标与评价体系.接着从外包数据和外包计算两个角度给出可验证技术的形式化定义,并分别论述其典型的可验证方案.然后从外包数据的角度,以验证数据类型为主线结合实现的功能和方法分别详细论述了不同数据类型、不同场景、不同实现方式的外包数据持有性验证和完整性验证技术;从外包计算的角度,根据外包计算类型的不同,总结归纳了5种典型外包计算的可验证技术特点及研究进展,并基于提出的评价体系对典型方案进行了详细的对比分析.最后结合新兴技术和应用热点,展望了可验证技术在前沿方向上的发展趋势、应用前景及其面临的挑战.

关键词：外包服务外包数据验证可验证计算可认证数据结构动态可验证结构

多层级几何—语义融合的图神经网络地表异常检测框架

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遥感学报 2024年第7期28卷 1760-1770页

作者：高智胡傲涵陈泊安路遥葛家辰武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 北京市遥感信息研究所北京100192 南京大学软件学院南京210093

近年来突发性地表异常ESA(Earth Surface Anomalies)事件频发且呈上升趋势,给人类的生命、财产安全带来了巨大威胁,如何及时准确地发现地表异常事件对后续救援与灾害响应具有重要意义。一些研究人员利用卫星影像开展大尺度地表异常发现... 详细信息

近年来突发性地表异常ESA(Earth Surface Anomalies)事件频发且呈上升趋势,给人类的生命、财产安全带来了巨大威胁,如何及时准确地发现地表异常事件对后续救援与灾害响应具有重要意义。一些研究人员利用卫星影像开展大尺度地表异常发现与监测,并开发、运用了先进的深度学习方法。然而,由于标签数据不足和卫星影像中几何、语义信息十分复杂,现阶段的地表异常检测方法的表现往往不能达到很好的效果。针对上述问题,本文提出了一个多层级几何—语义融合的图神经网络GNN(Graph Neural Network)框架,以实现高精度地表异常快速发现。具体而言,本文提出的方法先利用两个不同的分支从输入的卫星影像中提取不同层级的地理实体并构建图表示,然后通过分配矩阵实现图的联合表达。此后,构建了分层图注意力网络GAT(Graph Attention Network),基于图节点信息传递、聚合与注意力机制从图中进一步挖掘卫星影像中复杂的几何、语义信息,用于准确地检测地表异常。考虑到现有大规模多类地表异常检测基准数据集的缺乏,我们基于现有公开可分发数据集构建了ESAD数据集,用于基于单张卫星影像的地表异常检测任务。大量实验表明,提出的方法在地表异常检测任务中取得了优异的性能,在准确率、召回率与推理时间方面优于许多基线方法,可精确、有效地开展地表异常检测任务。

关键词：遥感地表异常多层级融合图神经网络快速检测注意力机制灾害响应卫星影像

面向移动用户的RIS波束追踪与覆盖增强技术

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信号处理 2024年第8期40卷 1460-1468页

作者：呼和费丹韩福勇张天乐郑鹏陈浩然张思宇艾渤北京信息科技大学信息与通信工程学院北京102206 北京交通大学电子信息工程学院北京100044

智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)技术因其能够灵活操控信道环境的电磁特性,一经出现就引起了学术界和工业界的广泛关注。目前对于RIS辅助无线通信系统的理论研究与实际测试以静止场景为主,缺乏移动场景的研究。而由... 详细信息

智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)技术因其能够灵活操控信道环境的电磁特性,一经出现就引起了学术界和工业界的广泛关注。目前对于RIS辅助无线通信系统的理论研究与实际测试以静止场景为主,缺乏移动场景的研究。而由于RIS反射波束较窄,存在着移动场景下RIS反射波束难以对准目标,导致覆盖增强效果较差的问题。针对此问题,本文创新性地结合了波达方向(Direction Of Arrival,DOA)估计理论与RIS覆盖增强技术,实现了针对移动用户的RIS波束追踪与覆盖增强,并在此基础上搭建了Sub 6G频段下RIS辅助的移动场景原型平台。此外,本文在实验室对比了不同速度下,发射端移动而接收端保持静止、接收端移动而发射端保持静止两种场景下,经RIS反射后的接收信号功率与信干噪比(Signal Interference plus Noise Ratio,SINR)值。实测结果表明,在两种实测动态场景下RIS编码前后的接收信号功率与SINR均有提升,证明RIS在移动场景下仍然具有较好的性能提升。本文的研究结果可对后续移动场景下RIS辅助通信提供数据支撑与可参考原型平台。

关键词：智能超表面波束追踪覆盖增强