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边缘辅助实时应用中信息年龄感知的任务调度

通信学报 2024年第6期45卷 144-159页

作者：王红艳孙其博马骁周傲王尚广北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

针对无线设备资源受限导致状态提取滞后难以满足实时应用对信息新鲜度需求的问题,考虑到边缘节点处理容量的有限性,提出了一种联合考虑信息新鲜度与调度实时性的调度方法。该方法首先利用队列的系统时间和信息年龄分别刻画任务在计算之... 详细信息

针对无线设备资源受限导致状态提取滞后难以满足实时应用对信息新鲜度需求的问题,考虑到边缘节点处理容量的有限性,提出了一种联合考虑信息新鲜度与调度实时性的调度方法。该方法首先利用队列的系统时间和信息年龄分别刻画任务在计算之前的时延和计算之后的信息新鲜度,同时给每个卸载任务合理的截止期限,来保证任务进入计算过程之前的有效性。然后,采用最小处理速率约束方法对任务调度过程中的处理速率进行约束,保证任务调度的实时性。最后,基于Lyapunov优化技术实现优化长期任务调度决策的目的。仿真结果表明,所提方法在调度实时性和系统信息新鲜度方面均具有较好的性能。

关键词：边缘计算信息年龄任务调度截止期限 Lyapunov优化

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低快拍下混合信号DOA快速估计算法

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 722-728页

作者：姚震杨闯纪晓东北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

实时定位移动设备在电子对抗系统中至关重要,其性能主要取决于波达角(direction of arrival,DOA)的估计速度。低快拍是快速DOA估计的先决条件。目前基于稀疏重构算法的DOA估计具有适应低快拍的优势,但估计精度受限于初始观测矩阵,且估... 详细信息

实时定位移动设备在电子对抗系统中至关重要,其性能主要取决于波达角(direction of arrival,DOA)的估计速度。低快拍是快速DOA估计的先决条件。目前基于稀疏重构算法的DOA估计具有适应低快拍的优势,但估计精度受限于初始观测矩阵,且估计速度受限于观测矩阵高维度的多次迭代。为此,提出一种空间差分矩阵和稀疏重构耦合的低快拍下高精度快速估计算法。首先利用空间差分矩阵消除非相干信号和噪声对相干信号估计结果的影响,提升初始观测矩阵的准确度;然后对完备字典做前后空间平滑处理,克服高维度信号处理复杂难题,实现快速估计;最后分别估计非相干信号和相干信号。仿真验证结果表明,相比稀疏重构方法,所提方案初值敏感度显著降低,在保障精度相当甚至小幅度提升的前提下,运行时间复杂度降低50%以上。

关键词：波达角估计稀疏重构空间差分混合信号空间平滑

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一种随机束搜索文本攻击黑盒算法

北京邮电大学学报 2024年第2期47卷 24-29页

作者：王小萌张华丁金扣王稼慧北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

针对现有对抗样本生成算法容易陷入局部最优解的问题,提出了一种名为R-attack的算法,通过束搜索和随机元来提高攻击成功率。利用束搜索在同义词空间中寻找最优解,增加对抗样本的多样性,进而提高攻击的效率,同时,在迭代搜索过程中引入随... 详细信息

针对现有对抗样本生成算法容易陷入局部最优解的问题,提出了一种名为R-attack的算法,通过束搜索和随机元来提高攻击成功率。利用束搜索在同义词空间中寻找最优解,增加对抗样本的多样性,进而提高攻击的效率,同时,在迭代搜索过程中引入随机元素,避免过早陷入局部最优解,从而有效提高攻击成功率。在3个数据集上对2个模型进行了对抗攻击实验,实验结果表明,使用R-attack算法能够有效提高对抗样本的攻击成功率。以在Yahoo!Answers数据集上训练的双向长短期记忆网络模型为例,用R-attack算法攻击模型的攻击成功率比基线算法高了2.4%。

关键词：对抗攻击算法自然语言处理黑盒攻击

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面向全息视频通信的自适应分块传输方法

电子学报 2024年第4期52卷 1144-1154页

作者：朱原玮黄亚坤乔秀全北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室北京100876

基于分治和按需传输思想的分块传输技术是解决三维全息视频流传输的有效手段.然而,现有的分块方案要么缺乏自适应机制,要么不适用于移动实时通信场景.为此,本文提出了VVSTiler(Volumetric Video Streaming Tiling selector),一种面向全... 详细信息

基于分治和按需传输思想的分块传输技术是解决三维全息视频流传输的有效手段.然而,现有的分块方案要么缺乏自适应机制,要么不适用于移动实时通信场景.为此,本文提出了VVSTiler(Volumetric Video Streaming Tiling selector),一种面向全息视频通信的自适应分块传输方法,能够在动态且有限的计算和带宽资源下最大化视频的观感质量.具体而言,本文对不同粒度的分块方案带来的影响进行了初步研究,发现细粒度的分块方案可提高动态网络资源的利用率,粗粒度的分块方案可保证视频编解码效率和鲁棒性.基于此,本文构建了考虑预测视口、可用计算资源以及网络带宽等上下文信息的视频观感质量优化问题,并设计了一个高效的求解方案以支持在线的分块粒度决策.本文在8iVFB(8i Voxelized Full Bodies)标准数据集上将VVSTiler与当前主流的分块传输方法进行了比较.实验结果表明,VVSTiler在有偏差的视口预测情况下实现了高达60.4%的视频观感质量提升,在较准确的视口预测情况下平均每帧视频节省了27%的带宽资源.

关键词：全息视频通信体积视频流点云视频自适应分块视口预测视频观感质量

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6G信道新特性与建模研究:挑战、进展与展望

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中国科学：信息科学 2024年第5期54卷 1114-1143页

作者：张建华王珩张宇翔唐盼于力许慧鑫刘亚萌刘西曼巩汇文田磊北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

随着第六代移动通信(the six generation,6G)的前沿研究在全球范围内陆续开展,工业界和学术界提出了多种新技术、新频段和新应用,如通信感知一体化(integrated sensing and communication,ISAC)、超大规模多输入多输出天线阵列(extra-la... 详细信息

随着第六代移动通信(the six generation,6G)的前沿研究在全球范围内陆续开展,工业界和学术界提出了多种新技术、新频段和新应用,如通信感知一体化(integrated sensing and communication,ISAC)、超大规模多输入多输出天线阵列(extra-large-scale massive multiple-input multiple-output,XLMIMO)、多频段通信、可重构智能超表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)和空-天-地-海通信等,旨在提供更高速率、更低时延、更广覆盖的高可靠移动通信服务.信道是移动通信系统收发端之间信号承载的媒介,其深入的传播特性发现与精确的建模对6G系统的研发、评估和优化至关重要.因此本文首先回顾了第一代到第五代移动通信的信道研究发展趋势,指出了多频段、多场景和多种新技术趋势下6G信道研究面临的挑战.随后,详细总结了6G信道新特性研究的最新进展,包括ISAC信道的共享性、XL-MIMO信道的近场和空间非平稳性、RIS信道的级联特性,以及多频段信道频率依赖性等.然后,本文提出了一种面向6G标准的扩展几何统计性信道模型,将所发现的信道新特性纳入统一建模框架,所提模型后向兼容主流的高精度5G标准模型,便于代际更迭的信道仿真器实现.最后,指出了面向6G演进的信道特性与建模方法研究有待深入的问题,并聚焦6G网络自治化的未来愿景,展望了一种基于环境感知重构和人工智能预测技术的信道数字孪生新范式.

关键词： 6G 信道测量信道特性信道建模人工智能数字孪生通信感知一体化超大规模MIMO 可重构智能超表面空—天—地—海通信

基于双层联邦学习的高动态车联网业务边缘协作计算机制

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电子学报 2024年第7期52卷 2228-2241页

作者：徐思雅郭佳惠北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室北京100876

联邦学习作为一种新兴的分布式机器学习架构,允许车联网中多个车辆终端进行本地模型训练,并在兼顾数据隐私保护的条件下实现模型的全局聚合,从而提供可靠的车联网服务.然而,在联邦学习训练过程中,车辆终端往往因其高移动性在不同区域间... 详细信息

联邦学习作为一种新兴的分布式机器学习架构,允许车联网中多个车辆终端进行本地模型训练,并在兼顾数据隐私保护的条件下实现模型的全局聚合,从而提供可靠的车联网服务.然而,在联邦学习训练过程中,车辆终端往往因其高移动性在不同区域间切换训练,导致全局模型精度低.此外,恶意终端频繁上传无效或错误模型数据将导致车联网服务可靠性差.因此,本文提出了一种基于双层联邦学习的高动态车联网业务边缘协作计算机制.首先,综合考虑车辆终端的移动性、计算能力和可靠性,构建了终端服务能力模型,并提出了基于深度强化学习的边缘协作计算域构建算法,通过将多个边缘节点覆盖下的车辆终端进行聚簇训练,降低了终端本地模型的切换概率,从而保证联邦学习模型训练的持续性.进而,构建了包含边缘协作计算域内聚合层和域间聚合层的双层联邦学习框架,分别采用基于自适应聚合因子的本地模型半异步聚合机制和基于数据量的区域模型异步聚合机制,提升了联邦学习系统的聚合效率.特别地,考虑终端高速移动引起的跨域问题,引入了本地模型部分条件更新机制,避免了高质量模型被低质量模型覆盖的情况,进一步提高了全局模型准确率和系统资源利用率.仿真结果表明,本文所提机制在模型精度和服务可靠性等方面均优于本地计算、同步联邦学习和异步联邦学习算法.

关键词：联邦学习边缘计算可靠性高动态车联网

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价值驱动的以太坊交易追踪排名方法

应用科学学报 2024年第4期42卷 629-641页

作者：雷鸣林怡静高志鹏北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

区块链技术的匿名性与价值传递特性可能被恶意攻击者利用以实施网络钓鱼或其他欺诈行为。虽然链上数据公开、透明、可追溯,但是攻击者仍可通过设计复杂的交易链路,使资产在众多账户之间进行流转。最终,这些资产可能会被集中至某交易所... 详细信息

区块链技术的匿名性与价值传递特性可能被恶意攻击者利用以实施网络钓鱼或其他欺诈行为。虽然链上数据公开、透明、可追溯,但是攻击者仍可通过设计复杂的交易链路,使资产在众多账户之间进行流转。最终,这些资产可能会被集中至某交易所账户并被提取,从而实现非法的利益获取。针对上述问题,面向以太坊提出一种价值驱动的交易追踪排名方法。首先收集12起诈骗金额超过百万美元的以太坊攻击案例,获取大小为27 GB的交易数据,构建地址图;然后从链上抽取代币的流动池数据,计算代币历史价格,确定地址图中各交易的权重系数;最后提出基于价值占比的动态残差放缩机制,优化地址图结构,更加偏向主要的价值流通路径。实验结果表明,召回率可达89.24%,相较于交易追踪排名(transaction tracing rank,TTR)、APPR和Haircut算法分别提高了7%、20%和37%,验证了本文方法在检测欺诈账户上的高效性和准确性。

关键词：区块链交易追踪 PageRank 代币价值欺诈账户

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6G太赫兹通信:架构、技术与挑战

电波科学学报 2024年第3期39卷 395-412页

作者：石涵琛杨闯彭木根北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

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... 详细信息

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。

关键词：太赫兹电子学光子学巨容量通信感知一体化(ISAC)

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网络操作系统的研究进展与展望

北京邮电大学学报 2024年第2期47卷 1-10页

作者：黄韬谈沙谢人超刘韵洁北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876 网络通信与安全紫金山实验室南京211111

网络操作系统是突破广域大规模网络可管不可控局限的关键,是提供智能、安全、柔性、可定制网络能力的网络大脑,也是推动互联网从消费型向生产型演进的核心技术。为实现网络可管可控的目标,分析了当前与网络操作系统相关的研究进展,提出... 详细信息

网络操作系统是突破广域大规模网络可管不可控局限的关键,是提供智能、安全、柔性、可定制网络能力的网络大脑,也是推动互联网从消费型向生产型演进的核心技术。为实现网络可管可控的目标,分析了当前与网络操作系统相关的研究进展,提出了其概念内涵和体系架构。将网络操作系统自底向上分为网元操作系统、大网级操作系统和云网操作系统三层,系统地探讨了数据平面-控制平面-服务平面的架构,攻克了大规模确定性传输、新型传输控制协议和超强算力网络等关键技术,揭示了网络操作系统的目标和发展趋势,并总结了潜在的应用场景。

关键词：未来网络网络操作系统云网融合服务定制