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基于SDN的物联网边缘节点间数据流零信任管理

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通信学报 2024年第7期45卷 101-116页

作者：肖警续郭渊博常朝稳吴平杨晨立信息工程大学密码工程学院河南郑州450001

针对物联网缺少对数据流传输链路中恶意交换节点检测与定位的有效手段,提出了一种基于软件定义网络(SDN)的物联网边缘节点间数据流零信任管理方法。该方法将SDN架构应用到边缘节点间数据流的传输过程,使用固定长度的报头开销对数据流、... 详细信息

针对物联网缺少对数据流传输链路中恶意交换节点检测与定位的有效手段,提出了一种基于软件定义网络(SDN)的物联网边缘节点间数据流零信任管理方法。该方法将SDN架构应用到边缘节点间数据流的传输过程,使用固定长度的报头开销对数据流、节点和路径进行零信任管理,实现轻量级的数据包转发验证和恶意交换节点定位功能。在转发路径中,交换节点对数据包进行安全验证并统计验证信息,保证数据流传输的安全性和路径的一致性。根据异常数据包类型,控制器采用二分法标记执行验证操作的交换节点,逐步缩小恶意交换节点的范围,实现对多类型恶意交换节点的定位。最后,对所提方法进行了仿真与评估。实验结果表明,所提方法引入小于10%的转发时延和低于8%的吞吐量损失。

关键词：物联网软件定义网络零信任管理异常检测异常定位

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一种应用于物联网传感器的伪三阶Delta-Sigma调制器

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电子学报 2024年第6期52卷 2123-2130页

作者：魏聪黄黎杰胡炜魏榕山福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

针对物联网传感器难以同时满足高分辨率与低功耗的瓶颈问题,本文设计了一种伪三阶离散时间delta-sigma调制器.该架构将一阶无源噪声整形SAR(Successive Approximation Register)量化器嵌入传统二阶delta-sigma调制器以实现更强的噪声整... 详细信息

针对物联网传感器难以同时满足高分辨率与低功耗的瓶颈问题,本文设计了一种伪三阶离散时间delta-sigma调制器.该架构将一阶无源噪声整形SAR(Successive Approximation Register)量化器嵌入传统二阶delta-sigma调制器以实现更强的噪声整形能力.本文设计允许系统在更低的过采样率(Over Sampling Ratio,OSR)下获取更高的峰值SQNR(Signal-to-Quantizing Noise Ratio),有效缓解了系统精度和功耗之间的设计矛盾,并且减少了有源积分器的使用.针对传统有源加法器高功耗和无源加法器存在衰减不确定性的问题,本文提出了一种新型前馈求和量化电路,它具有对衰减不敏感的优势并且降低了第二级有源积分器的驱动压力,这进一步降低了系统的功耗.本文提出的delta-sigma调制器采用180 nm CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺制造并测试.在电源电压1.4 V下,芯片测试功耗为47.2μW.在带宽为8 kHz的测试条件下,调制器的DR(Dynamic Range)、峰值SNDR(Signal-to-Noise and Distortion Ratio)和SFDR(Spurious-Free Dynamic Range)分别为97.2 dB,96.6 dB和114.4 dB.因此,Schreier和Walden的SNDR FoM(Figure of Merit)优值达到了178.9 dB和0.053 pJ/step.本文提出的伪三阶delta-sigma调制器在功耗和分辨率之间实现了较好的权衡,为物联网领域的低功耗高分辨率调制器设计提供了较好的解决方案.

关键词：物联网 delta-sigma调制器低功耗高分辨率

空地协同通信感知一体化系统的轨迹与资源分配联合优化

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2382-2390页

作者：张广驰顾泽霖崔苗广东工业大学信息工程学院广州510006

该文研究空地协同通信感知一体化系统,其中无人车(UGV)基站和无人机(UAV)中继集群组成空地协同网络,为用户提供通信服务,同时对目标区域进行探测感知。在更加准确的莱斯衰落信道模型下,研究联合优化无人机集群的通信感知关联、发射功率... 详细信息

该文研究空地协同通信感知一体化系统,其中无人车(UGV)基站和无人机(UAV)中继集群组成空地协同网络,为用户提供通信服务,同时对目标区域进行探测感知。在更加准确的莱斯衰落信道模型下,研究联合优化无人机集群的通信感知关联、发射功率和飞行轨迹以及无人车基站的发射功率和行进轨迹,在目标区域感知频率和有效感知功率阈值的约束下,最大化用户最小平均通信速率。为了解决变量高度耦合且非凸的整数优化问题,首先利用块坐标下降法将原问题分解成4个子问题;接着引入松弛变量并将整数约束转化为惩罚项,然后证明莱斯信道下的有效感知功率是关于轨迹变量和松弛变量凸复合函数的联合凸函数;再利用连续凸优化法处理非凸项,并提出一种双层迭代算法高效求解次优解。仿真结果表明,与几种基准方案相比,所提优化算法在相同感知性能下,提高了用户最小平均通信速率,更好地实现了通信与感知性能之间的权衡,并具有良好的收敛性。

关键词：通信感知一体化空地协同资源分配轨迹优化

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耦合腔磁力系统中多透明窗口现象

中国激光 2024年第6期51卷 231-238页

作者：廖庆洪彭坤宋梦林南昌大学信息工程学院电子信息工程系江西南昌330031

基于耦合腔磁力系统研究了多透明窗口现象以及快慢光效应。利用量子光学理论以及标准输入-输出关系,对该系统的输出特性进行了研究。结果表明,可以通过调节系统参数得到不同数目的透明窗口并得到较好的透明效果。同时,提出了一种通过测... 详细信息

基于耦合腔磁力系统研究了多透明窗口现象以及快慢光效应。利用量子光学理论以及标准输入-输出关系,对该系统的输出特性进行了研究。结果表明,可以通过调节系统参数得到不同数目的透明窗口并得到较好的透明效果。同时,提出了一种通过测量吸收峰高度和宽度来精密测量两腔之间的相互作用强度的方法。此外,通过对系统参数进行调控,可以实现快慢光转换。该方案在精密测量和量子信息处理等领域中具有重要的指导意义。

关键词：量子光学磁振子透明窗口腔磁力系统

融合遥感时间序列时空谱信息的森林扰动检测与归因研究进展

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遥感学报 2024年第3期28卷 558-575页

作者：吴伶刘湘南刘美玲张廷伟杨宝文徐宇岐中国地质大学(北京)信息工程学院北京100083

遥感时间序列蕴含自然因素和人类活动等不同驱动因子导致的森林组成、结构、功能变化及其差异信息,能有效提升对森林演替过程、发展态势及其驱动和响应机制的理解能力。本文系统评述了融合遥感时间序列时空谱信息的森林扰动检测与归因... 详细信息

遥感时间序列蕴含自然因素和人类活动等不同驱动因子导致的森林组成、结构、功能变化及其差异信息,能有效提升对森林演替过程、发展态势及其驱动和响应机制的理解能力。本文系统评述了融合遥感时间序列时空谱信息的森林扰动检测与归因研究进展。从数据、特征、算法等多个角度阐述了当前森林扰动检测进展:(1)数据角度。介绍了面向稠密和稀疏时间序列等不同观测频次的变化检测方法;(2)特征角度。归纳了森林扰动光谱响应特征和多光谱特征集成变化检测策略,总结了面向森林扰动检测的时序与空间特征融合方式;(3)算法角度。介绍了并行和串行两种多算法集成策略,描述了面向森林低强度扰动的变化检测算法研究进展。此外,森林扰动归因的本质是面向森林多类型扰动分类问题,本文在分别按照时间顺序和特征维度归纳作为森林扰动归因输入的归因特征的基础上,总结了基于遥感时间序列时空谱和地形特征融合的森林多类型扰动归因方法。最后,本文分析了森林扰动遥感监测目前存在的问题,并对未来研究方向进行了展望,以期为融合遥感时间序列时空谱信息的变化检测和归因研究提供借鉴。

关键词：森林扰动遥感时间序列时空谱信息特征融合扰动检测扰动归因

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基于自纠正最小和的LDPC译码改进算法

吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 1136-1143页

作者：江虹徐洪亮西南科技大学信息工程学院绵阳621000

针对低密度奇偶校验码(LDPC)中非零元素含量较低,导致在译码过程中存在节点信息可靠度判定不够准确的问题,本文提出了一种基于自纠正最小和的LDPC译码改进算法。分析置信传播(BP)译码算法的迭代规律,利用最小和算法的第一最小值和第二... 详细信息

针对低密度奇偶校验码(LDPC)中非零元素含量较低,导致在译码过程中存在节点信息可靠度判定不够准确的问题,本文提出了一种基于自纠正最小和的LDPC译码改进算法。分析置信传播(BP)译码算法的迭代规律,利用最小和算法的第一最小值和第二最小值设置变量节点信息的修正阈值,改进自纠正最小和算法。采用次序统计量理论获取与两个最小值对应的归一化因子,阻止不可靠变量节点信息在迭代译码过程中的传递扩散。仿真结果表明:在误比特率为10^(-5)时,该算法可获得约0.2 dB的译码性能增益,平均迭代次数最多可降低18.2%,证明所提算法可有效提高译码性能和迭代收敛性能。

关键词： LDPC码自纠正最小和算法修正阈值次序统计量置信传播算法

基于距离信息的追逃策略:信念状态连续随机博弈

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自动化学报 2024年第4期50卷 828-840页

作者：陈灵敏冯宇李永强浙江工业大学信息工程学院杭州313000

追逃问题的研究在对抗、追踪以及搜查等领域极具现实意义.借助连续随机博弈与马尔科夫决策过程(Markov decision process, MDP),研究使用测量距离求解多对一追逃问题的最优策略.在此追逃问题中,追捕群体仅领导者可测量与逃逸者间的相对... 详细信息

追逃问题的研究在对抗、追踪以及搜查等领域极具现实意义.借助连续随机博弈与马尔科夫决策过程(Markov decision process, MDP),研究使用测量距离求解多对一追逃问题的最优策略.在此追逃问题中,追捕群体仅领导者可测量与逃逸者间的相对距离,而逃逸者具有全局视野.追逃策略求解被分为追博弈与马尔科夫决策两个过程.在求解追捕策略时,通过分割环境引入信念区域状态以估计逃逸者位置,同时使用测量距离对信念区域状态进行修正,构建起基于信念区域状态的连续随机追博弈,并借助不动点定理证明了博弈平稳纳什均衡策略的存在性.在求解逃逸策略时,逃逸者根据全局信息建立混合状态下的马尔科夫决策过程及相应的最优贝尔曼方程.同时给出了基于强化学习的平稳追逃策略求解算法,并通过案例验证了该算法的有效性.

关键词：追逃问题信念区域状态连续随机博弈马尔科夫决策过程强化学习

基于案例推理和知识图谱的WRF气象模拟知识推荐研究

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地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1257-1269页

作者：张春晓马同彬祁亚州王爱佳郝晓阳中国地质大学(北京)信息工程学院北京100083

地理模拟作为地理环境模拟与认知的重要方法,是挖掘地理知识、揭示地理规律的重要手段。气象模拟,作为重要组成部分参与到地理环境模拟的诸多方面,影响到地理环境的系统模拟和复杂问题求解。而气象模型专业性强、模拟知识复杂,涉及到输... 详细信息

地理模拟作为地理环境模拟与认知的重要方法,是挖掘地理知识、揭示地理规律的重要手段。气象模拟,作为重要组成部分参与到地理环境模拟的诸多方面,影响到地理环境的系统模拟和复杂问题求解。而气象模型专业性强、模拟知识复杂,涉及到输入数据、模拟方案设置等诸多方面,所以如何高效管理及共享气象模拟知识成为亟需解决的问题。本文应用案例推理和知识图谱,统一异构的气象模拟知识,研究顾及语义和图结构相似度的气象模拟知识推荐方法,以提高气象模拟知识的共享能力。①本文基于中文气象模拟文献资料抽取了气象模拟知识,以模拟案例为载体,在知识图谱中构建气象模拟知识库;②构建气象模拟案例相似度评估模型,实现顾及语义和图结构相似度的气象模拟知识推荐,该模型一方面利用经过气象模拟语料库训练的Bert(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)语义模型挖掘气象模拟知识案例的语义特征,另一方面提取存储在图谱中模拟案例的结构特征,并通过AHP(Analytic Hierarchy Process)层次分析法进行权重设置,从而准确的衡量气象模拟案例的相似度。③研发了可视化的气象模拟知识共享原型系统,可以根据用户需求推荐气象模拟知识的参数方案,为涉及气象过程的地理系统模拟人员提供知识参考。基于所构建的气象模拟知识库,经推荐准确性和稳定性评估,系统的推荐准确率达到91.3%,研究成果提高了气象模拟知识共享和重用能力。

关键词：知识图谱语义模型知识推荐知识共享案例推理气象模拟图相似度 Bert模型

RIS辅助MIMO NOMA系统中利用统计CSI的下行传输方法

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电子与信息学报 2024年第4期46卷 1257-1265页

作者：陆佳程王斌张军倪艺洋南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003 江苏第二师范学院物理与信息工程学院南京210013

针对可重构智能反射表面(RIS)辅助多输入多输出(MIMO)非正交多址接入(NOMA)下行传输系统,该文提出利用统计信道状态信息(CSI)的基站发送协方差矩阵与RIS相移矩阵设计方法。首先,在莱斯空间相关信道假设下,利用大维随机矩阵理论,推导了RI... 详细信息

针对可重构智能反射表面(RIS)辅助多输入多输出(MIMO)非正交多址接入(NOMA)下行传输系统,该文提出利用统计信道状态信息(CSI)的基站发送协方差矩阵与RIS相移矩阵设计方法。首先,在莱斯空间相关信道假设下,利用大维随机矩阵理论,推导了RIS辅助MIMO NOMA系统遍历和速率的确定性表达式;然后,在弱用户速率约束与发送功率受限的条件下,通过最大化确定性大系统近似和速率,利用统计CSI,分别设计了强、弱用户的次优发送协方差矩阵和RIS的相移矩阵。仿真结果表明,所推导的近似表达式具有很好的近似效果,所设计的发送协方差矩阵和相移矩阵能显著提升系统的和速率。

关键词：统计信道状态信息非正交多址接入可重构智能反射表面发送协方差大维随机矩阵理论