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服务器无感知计算系统性能优化技术研究综述

软件学报 2025年第1期36卷 47-78页

作者：杨光刘杰曲慕子王帅叶丹钟华中国科学院大学北京100049 中国科学院软件研究所软件工程技术研究开发中心北京100190 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190

服务器无感知计算是新兴的云计算模式,它基于“函数即服务(FaaS)”的范式,以函数为部署和调度的基本单位,为用户提供大规模并行和自动伸缩的函数执行服务,且无需用户管理底层资源.对于用户,服务器无感知计算能够帮助他们摆脱集群底层基... 详细信息

服务器无感知计算是新兴的云计算模式,它基于“函数即服务(FaaS)”的范式,以函数为部署和调度的基本单位,为用户提供大规模并行和自动伸缩的函数执行服务,且无需用户管理底层资源.对于用户,服务器无感知计算能够帮助他们摆脱集群底层基础设施管理的负担,专注于业务层的开发和创新;对于服务提供商,服务器无感知计算将应用分解为细粒度的函数,极大地提高了调度效率和资源利用率.显著的优势让服务器无感知计算迅速吸引了业界的注意,然而,服务器无感知计算与传统云计算迥然不同的计算模式以及对任务各方面的严格限制给应用的迁移带来了诸多障碍,各种越来越复杂的任务也对服务器无感知计算的性能提出了越来越高的要求,服务器无感知计算的性能优化成为一个重要的研究课题.从4个方面对服务器无感知计算系统性能优化技术的相关研究工作进行梳理和综述,并介绍现有的系统实现.(1)介绍面向典型任务的优化技术,包括任务适配和针对特定任务的系统优化;(2)综述沙箱环境的优化工作,包括沙箱方案和冷启动优化技术,它们是决定函数运行速度的核心;(3)概括I/O和通信技术的优化,它们是服务器无感知计算应用程序的主要性能瓶颈;(4)简述相关的资源调度技术,包括面向平台和面向用户的调度策略,它们决定着系统的资源利用率和任务的执行效率.最后,总结当前服务器无感知计算性能优化技术所面临的问题和挑战,并展望未来可能的发展方向.

关键词：服务器无感知计算函数即服务云函数云计算性能优化

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无线时间敏感网络技术综述

软件学报 2025年第1期36卷 184-202页

作者：乔萱李宗辉刘强艾渤万海邓仰东北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 清华大学软件学院北京100084

由IEEE 802.1任务组开发的时间敏感网络标准可以用来构建高可靠、低延迟、低抖动的以太网,将时间敏感网络扩展到无线领域也是目前许多工作的研究重点.与传统的有线通信相比,无线的时间敏感网络不仅可以实现高可靠和低时延通信,还具有更... 详细信息

由IEEE 802.1任务组开发的时间敏感网络标准可以用来构建高可靠、低延迟、低抖动的以太网,将时间敏感网络扩展到无线领域也是目前许多工作的研究重点.与传统的有线通信相比,无线的时间敏感网络不仅可以实现高可靠和低时延通信,还具有更高的灵活性、更强的移动性以及更低的布线和维护成本等优点.因此,在面对未来无人驾驶、协作机器人、远程医疗控制等新兴应用时,无线时间敏感网络被认为是一种十分有前景的技术.无线网络一般可以分为基于基础设施的无线网络和无基础设施的无线网络,而后者基于移动性还可以分为两类:移动自组织网络和无线传感网络,因此主要从这3种网络类型出发,对其应用场景、相关技术、路由协议以及高可靠低时延传输进行了调研与综述.

关键词：时间敏感网络 5G 移动自组织网络无线传感网络

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基于丰度协调技术的企业ESG指标预测模型

计算机应用 2025年第2期45卷 670-676页

作者：李严叶冠华李雅文梁美玉电子科技大学经济与管理学院成都611731 北京邮电大学计算机学院(国家示范性软件学院) 北京100876 北京邮电大学经济管理学院北京100876

环境、社会及治理(ESG)指标是评估企业可持续发展的重要指标。现有的ESG评估体系存在覆盖范围狭窄、主观性强和时效性差等问题,因此,迫切需要研究能利用企业数据准确预测ESG指标的预测模型。针对企业数据中ESG关联特征存在信息丰度不一... 详细信息

环境、社会及治理(ESG)指标是评估企业可持续发展的重要指标。现有的ESG评估体系存在覆盖范围狭窄、主观性强和时效性差等问题,因此,迫切需要研究能利用企业数据准确预测ESG指标的预测模型。针对企业数据中ESG关联特征存在信息丰度不一致的问题,提出一种基于丰度协调技术的企业ESG指标预测模型RCT(Richness Coordination Transformer),其中上游丰度协调模块通过自编码器协调异质丰度特征,从而提高下游模块的ESG指标预测性能。在真实数据集上的实验结果表明,与模型时间卷积网络(TCN)、长短期记忆(LSTM)网络、自注意力模型(Transformer)、极限梯度提升(XGBoost)和轻量级梯度提升机(LightGBM)相比,RCT模型在各项预测指标上均表现最优,验证了RCT模型在预测ESG指标上的有效性和优越性。

关键词：数据挖掘深度学习时序预测自编码器注意力机制数据异质环境、社会及治理丰度协调技术

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数字孪生辅助MEC任务卸载和资源分配联合优化

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重庆邮电大学学报(自然科学版) 2025年

作者：李云江源王碧梁吉申夏士超重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆邮电大学软件工程学院陆军工程大学通信士官学校

在移动边缘计算（mobile edge computing， MEC）密集部署场景中，边缘服务器的资源异质性和环境状态的复杂多变性给设计有效的任务卸载和资源分配策略带来了显著挑战。针对该问题，建立了数字孪生边缘网络（digital twin edge networks... 详细信息

在移动边缘计算（mobile edge computing， MEC）密集部署场景中，边缘服务器的资源异质性和环境状态的复杂多变性给设计有效的任务卸载和资源分配策略带来了显著挑战。针对该问题，建立了数字孪生边缘网络（digital twin edge networks， DTEN）模型。以最小化任务的长期处理时延为优化目标，在带宽、计算和存储等多维资源约束下，提出了一种数字孪生（digital twin， DT）辅助的MEC用户关联、任务卸载、服务缓存和资源分配联合优化问题；考虑到高度动态化的网络特征，将优化问题抽象成一个部分可观测的马尔科夫决策过程（partially observable Markov decision process， POMDP），设计了一种基于深度强化学习（deep reinforcement learning， DRL）的任务卸载方案，利用DT中物理实体的映射数据对神经网络进行训练；考虑到DT的估计值与实际值之间存在时延偏差，讨论了时延偏差对任务处理时延的影响。大量仿真实验表明，方案有效地降低了任务处理时延，提高了缓存命中率。

关键词：移动边缘计算任务卸载资源分配数字孪生深度强化学习

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通信感知一体化硬件设计——现状与展望

电子与信息学报 2025年第1期47卷 1-21页

作者：林粤伟张奇勋尉志青李兴旺刘凡范绍帅王溢青岛科技大学信息科学技术学院青岛266061 北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室北京100876 北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室北京100876 河南理工大学物理与电子信息学院焦作454003 东南大学信息科学与工程学院南京210096

通信感知一体化(ISAC)需要通信和感知共用无线电频段和硬件资源。多频段、大带宽、通信感知对硬件的要求不同等特点对通信感知一体化硬件设计提出更高要求。该文对后5G,6G,WiFi等通信感知一体化的硬件设计、验证技术,以及硬件系统性验... 详细信息

通信感知一体化(ISAC)需要通信和感知共用无线电频段和硬件资源。多频段、大带宽、通信感知对硬件的要求不同等特点对通信感知一体化硬件设计提出更高要求。该文对后5G,6G,WiFi等通信感知一体化的硬件设计、验证技术,以及硬件系统性验证平台进行归纳,对国内外近年相关硬件设计研究及其验证情况进行综述,关注通信感知两种系统对硬件的需求矛盾、带内全双工(IBFD)自干扰消除(SIC)、功放(PA)效率、电路性能对建模要求更高等硬件设计挑战。首先,总结、比较已有研究中通信感知一体化收发信机架构设计。然后,介绍、分析现有通信感知一体化带内全双工自干扰抑制方案、低峰均功率比(PAPR)波形与高性能PA设计、器件高精度建模方法以及硬件系统性验证平台。最后,总结全文并对未来通信感知一体化硬件设计所面临的开放性问题进行展望。

关键词：第6代移动通信通信感知一体化带内全双工软件无线电雷达

空天地一体化网络中基于联邦深度强化学习的边缘协作缓存策略

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通信学报 2025年第1期46卷 93-107页

作者：刘亮荆腾祥段洁毛武平燕洪成马文杰重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 中国空间技术研究院北京100094

针对偏远地区网络覆盖范围有限的问题,将空天地一体化网络与移动边缘计算相结合,可以实现这些地区用户请求的低时延和高可靠传输,并能及时提供缓存服务。考虑到空天地一体化网络拓扑的动态变化和内容流行度不断更新的特点,首先提出了一... 详细信息

针对偏远地区网络覆盖范围有限的问题,将空天地一体化网络与移动边缘计算相结合,可以实现这些地区用户请求的低时延和高可靠传输,并能及时提供缓存服务。考虑到空天地一体化网络拓扑的动态变化和内容流行度不断更新的特点,首先提出了一种空天地一体化边缘协作缓存的网络架构。然后,将边缘服务器的缓存替换问题建模为马尔可夫决策过程。最后,提出了一种联邦离散柔性演员评论家(FDSAC)算法,其核心思想是将加权注意力机制融入联邦学习框架中,并将双向长短期记忆网络集成到DSAC模型。以重构后的奖励函数为优化目标,通过最大化长期负奖励的期望来学习最优的缓存替换策略。仿真结果表明,与其他算法相比,所提算法可以在保护用户隐私的前提下,将用户请求的缓存命中率提高18%,内容的访问时延降低25%。

关键词：空天地一体化网络移动边缘计算缓存离散柔性演员评论家联邦学习

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基于扩散模型的传像束光纤图像质量优化

计算机工程与设计 2025年第1期46卷 257-264页

作者：刘宝林熊永平石岩李晓龙北京邮电大学计算机学院(国家示范性软件学院) 北京100876 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876 国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250003 沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870

为解决现有图像质量优化算法对于传像束光纤图像存在去模糊不彻底和轮廓细节恢复效果差的挑战,提出一种基于扩散模型的方法FBIDiff(fiber bundle image quality optimization via diffusion models)。设计两阶段网络使图像信息逐步恢复... 详细信息

为解决现有图像质量优化算法对于传像束光纤图像存在去模糊不彻底和轮廓细节恢复效果差的挑战,提出一种基于扩散模型的方法FBIDiff(fiber bundle image quality optimization via diffusion models)。设计两阶段网络使图像信息逐步恢复;引入扩散模型,使用残差策略学习图像轮廓信息;采用高低频分离思想,以解决图像中的轮廓等高频信息损失严重问题。实验结果表明,与现有算法相比,FBIDiff在结构相似性(structural similarity,SSIM)、学习感知图像块相似度(learned perceptual image patch similarity,LPIPS)和图像显著性变换值(differentiable image saliency transform,DISTS)指标上分别获得2.6%、6.1%和4.1%的提升,有效解决了高频信息损失严重和去模糊不彻底等问题。

关键词：扩散模型传像束图像图像质量优化去模糊频率分离数据集构建两阶段网络

智能机器人巡检油气管道异常状态激光点云定位预警方法

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兵工自动化 2025年第2期44卷 100-105页

作者：李明昊杜楠中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 唐山师范学院计算机科学技术系唐山063000 重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对智能巡检方法难以有效应对复杂环境而导致巡检效率低下、漏检率高的问题,提出智能机器人巡检油气管道异常状态激光点云定位预警方法。设计智能巡检机器人,包括机械摇臂、密封舱和框架结构模块。采用3维激光扫描仪收集管道数据,3维... 详细信息

针对智能巡检方法难以有效应对复杂环境而导致巡检效率低下、漏检率高的问题,提出智能机器人巡检油气管道异常状态激光点云定位预警方法。设计智能巡检机器人,包括机械摇臂、密封舱和框架结构模块。采用3维激光扫描仪收集管道数据,3维激光同时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)技术中激光雷达里程计与建图系统(lightweight and ground-optimized lidar odometry and mapping,LeGO-LOAM)算法进行改进,实现机器人同步定位与建图,结合卷积神经网络评估管道状态并预警定级。实验结果表明,该方法能准确检测管道防腐层状况、裂缝和变形等异常,检测数量与实际一致,巡检率、预警率超99.8%,漏检率和虚警率低于0.3%,路径规划高效,整体巡检性能优异。

关键词：无缆自主管道巡检机器人 3维激光SLAM技术油气管道安全状态巡检

三维颌面对称参考平面智能构建的深度学习算法

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北京大学学报(医学版) 2025年第1期57卷 113-120页

作者：朱玉佳沈华温奥楠高梓翔秦庆钊单珅瑶李文博傅湘玲赵一姣王勇北京大学口腔医学院·口腔医院口腔医学数字化研究中心国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心口腔数字医学北京市重点实验室国家卫生健康委员会口腔医学计算机应用工程技术研究中心北京100081 北京邮电大学计算机学院(国家示范性软件学院) 北京邮电大学可信分布式计算与服务教育部重点实验室北京100876 北京大学医学部医学技术研究院北京100191

目的:建立一种可实现三维颌面点云数据智能配准的本体-镜像关联深度学习算法,基于颌面动态图结构的配准网络(maxillofacial dynamic graph registration network,MDGR-Net)模型,实现三维颌面对称参考平面的自动化构建,以期为口腔临床数... 详细信息

目的:建立一种可实现三维颌面点云数据智能配准的本体-镜像关联深度学习算法,基于颌面动态图结构的配准网络(maxillofacial dynamic graph registration network,MDGR-Net)模型,实现三维颌面对称参考平面的自动化构建,以期为口腔临床数字化设计与分析提供参考。方法:收集2018年10月至2022年10月就诊于北京大学口腔医院无显著颌面畸形临床患者400例,通过数据增强的方式获得2000例三维颌面数据用于MDGR-Net算法训练与测试,其中训练集1600例、验证集200例、内部测试集200例,MDGR-Net模型包含构造本体与镜像点云(X和Y)中关键点的特征向量,基于特征向量获取点云X和Y中关键点的对应关系,以及通过奇异值分解(singular value decomposition,SVD)计算旋转和平移矩阵R,t。基于MDGR-Net模型实现本体点云与镜像点云的智能配准,获得本体-镜像联合点云,并采用主成分分析(principal component analysis,PCA)算法获得MDGR-Net关联法对称参考平面。基于决定系数(coefficient of determination,R 2)指标对内部测试集平移及旋转矩阵进行模型评价,并对200例内部测试集与40例外部测试集临床数据,基于MDGR-Net关联法与“真值”迭代最近点(iterative closest point,ICP)关联法构建的三维颌面对称参考平面进行角度误差评价。结果:基于200例内部测试集三维颌面数据测试MDGR-Net旋转矩阵R 2为0.91,平移矩阵R 2为0.98。在内部与外部测试集上,角度误差平均值分别为0.84°±0.55°、0.58°±0.43°,临床构建40例三维颌面对称参考平面仅需3 s,在正畸骨性Ⅲ类、高角、安氏Ⅲ类错牙合畸形受试者表现最佳。结论:基于点云智能配准的MDGR-Net关联法为口腔临床三维颌面对称参考平面构建提供了新的解决方案,可显著提升诊疗效率和效果,降低专家依赖性。

关键词：颌面部对称参考平面成像,三维深度学习算法

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