佳文拾萃之通信与物联网（2020~2021年30篇好文推荐）
星期一2021-08-09NO.152
NO.1[ 佳文拾萃 ]之 通信与物联网
2021年3月，国家发布的《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》指出，以芯片、6G、新一代人工智能、量子信息技术为代表的电子与信息科学技术已成为未来国家重大创新前沿领域。为推动先进通信与物联网技术的发展与进步，报道我国该领域的最新前沿成果，《电子与信息学报》近两年陆续推出了通信和物联网领域的系列论文，今日小编为您精选梳理了2020年到2021年《电子与信息学报》发表的通信与物联网领域的高质量论文30篇，欢迎阅读品鉴！
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作者：钱志鸿，田春生，郭银景，王雪
第一单位：吉林大学通信工程学院
关键词： 智能网联交通/车联网/V2X/实时动态定位/合成孔径雷达
摘要：该文梳理了国内外针对智能网联交通系统的相关研究，阐述了智能网联交通系统的架构和关键技术，分析了外部环境感知技术、车辆自主决策技术、控制执行技术以及车路协同技术等几个重点方向的研究进展。在分析总结已有文献的基础上，该文描述了未来智能网联交通系统的方案及其工作原理。未来智能网联交通系统应具备全程路径规划和精准定位功能，运用实时动态定位(RTK)技术和合成孔径雷达(SAR)技术，对运动或非运动物体(包括未装载GPS的物体)进行探测和定位，并保证在GPS信号弱或无信号(如隧道、室内)环境下和近距离、非可视情况下探测信号的连续性。系统还将运用移动边缘计算(MEC)理论，解决低时延、大规模网络接入等关键问题，运用大数据、云计算、物联网(IoTs)和移动通信技术，实现具有全局性、网络化的智能网联交通系统。
引用本文：钱志鸿, 田春生, 郭银景, 王雪. 智能网联交通系统的关键技术与发展[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 2-19. doi: 10.11999/JEIT190787
作者：赵海涛,朱银阳,丁仪,朱洪波
第一单位：南京邮电大学
关键词： 移动边缘计算/计算卸载/消息优先级/时延
摘要：随着智能交通的快速发展，车辆终端产生大量需要实时处理的数据消息，而在有限资源上的竞争将会增加消息处理的时延，且对终端设备造成很大的能量消耗。针对时延和能量损耗的均衡关系，该文提出一种基于移动边缘计算(MEC)的内容感知分类卸载算法。首先根据层次分析法对安全消息进行优先级划分，然后建立时延和能量损耗的最优任务卸载模型，通过给时延和能量损耗赋予不同的权重系数构造关系模型，并利用拉格朗日松弛法将非凸问题转化为凸问题，从而结合次梯度投影法和贪婪算法得到问题的可行解。性能评估结果表明，该算法在一定程度上改善了消息处理时延和能量损耗。
引用本文：赵海涛, 朱银阳, 丁仪, 朱洪波. 车联网中基于移动边缘计算的内容感知分类卸载算法研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 20-27. doi: 10.11999/JEIT190594
作者：沈连丰，张瑞，朱亚萍，吴怡
第一单位：东南大学移动通信国家重点实验室
关键词： 车辆自组织网络/定位/路边单元/高分辨率估计
摘要：针对车辆自组织网络(VANETs)中的车辆定位问题，以提高定位精度和实时性为目标，该文提出一种面向自动驾驶的车辆精确实时定位算法，包括基于矩阵束(MP)与非线性拟合(NLF)以及基于视觉感知两种技术。基于MP-NLF的技术通过联合TOA/AOA估计进行车辆单站定位，并引入高分辨率估计以提高估计精度；基于视觉感知的技术通过提取定位范围内视觉感知图像的特征信息来完成定位，并结合惯性信息进行无迹卡尔曼滤波进一步提高精度。仿真结果表明，与传统多径指纹算法相比，所提算法即使在低信噪比情况下也具有较好的定位性能。
引用本文：沈连丰, 张瑞, 朱亚萍, 吴怡. 面向自动驾驶的车辆精确实时定位算法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 28-35. doi: 10.11999/JEIT190610
作者：张海霞, 李腆腆, 李东阳, 刘文杰
第一单位：山东大学控制科学与工程学院
关键词： 智能车联网/异构网络/车辆行为分析/资源管理/无线大数据
摘要：车联网通信系统中通信节点的高移动性、移动行为的复杂性，使得此场景下通信业务呈现数据实时交互性强、空时分布不均、尺度多变、规律复杂的特征，导致传统的车联网网络部署、资源调配难以有效满足用户的差异化服务质量需求。因此，迫切需要设计“车-人-路-云”泛在互联的智能异构车联网网络，通过充分挖掘车辆行为数据的潜在价值，精准预测、刻画车辆行为的空时分布特性，以提升车联网资源利用率、改善车联网服务性能。该文全面梳理了国内外在车辆行为分析、网络部署与接入以及资源优化方面的相关工作，重点阐述了智能车联网关键使能技术，即如何借助先进的人工智能、数据分析技术，探索车联网中车辆行为的空时分布特性，建立车辆行为预测模型，进行智能化网络部署与多网接入、动态资源优化管理，实现高容量、高效率的智能车联网通信。
引用本文：张海霞, 李腆腆, 李东阳, 刘文杰. 基于车辆行为分析的智能车联网关键技术研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 36-49. doi: 10.11999/JEIT190820
作者：赵海涛, 程慧玲, 丁仪, 张晖, 朱洪波
第一单位：东南大学移动通信国家重点实验室
关键词： 车联边缘网络/机器学习/卷积神经网络/边缘服务器
摘要：针对传统交通事故风险预测算法无法自动判别数据特征，且模型表达能力差等问题。该文提出一种基于深度学习的车联边缘网络交通事故风险预测算法，该算法首先针对车载自组织网络中采集的大量交通数据，采用边缘服务器中建立的卷积神经网络自主提取多维特征，经归一化、去均值等预处理后，再将得到的新变量输入卷积层、采样层进行训练，最后根据全连接层输出的判别值，得到模拟预测交通事故发生的风险性。仿真结果表明，该算法被验证能够预测交通事故发生的风险性，较传统的机器学习算法BP神经网络、逻辑回归具有更低的损失与更高的预测准确度。
引用本文：赵海涛, 程慧玲, 丁仪, 张晖, 朱洪波. 基于深度学习的车联边缘网络交通事故风险预测算法研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 50-57. doi: 10.11999/JEIT190595
作者：彭军, 王成龙, 蒋富, 顾欣, 牟玥玥, 刘伟荣
第一单位：中南大学计算机学院
关键词： 智能网联交通系统/虚拟机迁移/强化学习/深度Q学习网络
摘要：智能网联交通系统中车载用户的高速移动，不可避免地造成了数据在边缘服务器之间频繁迁移，产生了额外的通信回传时延，对边缘服务器的实时计算服务带来了巨大的挑战。为此，该文提出一种基于车辆运动轨迹的快速深度Q学习网络(DQN-TP)边云迁移策略，实现数据迁移的离线评估和在线决策。车载决策神经网络实时获取接入的边缘服务器网络状态和通信回传时延，根据车辆的运动轨迹进行虚拟机或任务迁移的决策，同时将实时的决策信息和获取的边缘服务器网络状态信息发送到云端的经验回放池中；评估神经网络在云端读取经验
回放池中的相关信息进行网络参数的优化训练，定时更新车载决策神经网络的权值，实现在线决策的优化。最后仿真验证了所提算法与虚拟机迁移算法和任务迁移算法相比能有效地降低时延。
引用本文：彭军, 王成龙, 蒋富, 顾欣, 牟玥玥, 刘伟荣. 一种车载服务的快速深度Q学习网络边云迁移策略[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 58-64. doi: 10.11999/JEIT190612
作者：李长乐, 张云锋, 张尧, 毛国强, 贾存兴
第一单位：西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室
关键词： 自动协同驾驶/多车编队/任务分配/排队论/支持向量机
摘要：自动驾驶的实现需要大量车载传感器的支持，然而，在有限车载计算资源条件下，由传感器所产生的庞大数据量使得自动驾驶任务的实时性难以满足，成为阻碍自动驾驶技术进一步发展的重要阻力。通过将驾驶任务进行协作处理，因而充分利用多个协作车辆的计算资源，自动协同驾驶成为解决该问题的新途径。而如何形成多车编队并实现编队中驾驶任务分配则是实现自动协同驾驶的关键。该文首先采用排队理论G/G/1模型建立一种普适性车辆编队网络拓扑分析模型，充分考虑编队内车辆间的任务协作能力和单个车辆的任务负荷，得出任务的处理时延和车辆系统中的平均任务数；其次，采用支持向量机(SVM)方法，基于车辆的负荷程度及处理能力将车辆的“空闲”、“繁忙”两状态进行分类，进而建立针对车辆协作任务分配的候选车辆集。最后，基于上述分析，该文提出面向多车编队协同驾驶的任务均衡策略——基于分类的贪婪均衡策略(C-GBS)，以充分平衡编队内所有车辆的任务负荷并利用不同车辆的任务处理能力。仿真结果表明，该策略能够减小重负荷网络中的任务处理时延，有效提升自动驾驶车辆的任务处理效率。
引用本文：李长乐, 张云锋, 张尧, 毛国强, 贾存兴. 面向自动协同驾驶的多车编队任务分配策略[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 65-73. doi: 10.11999/JEIT190557
作者：张海波, 荆昆仑, 刘开健, 贺晓帆
第一单位：重庆邮电大学
关键词： 车联网/软件定义网络/移动边缘计算/卸载机制
摘要：在新兴的车联网络中，汽车终端请求卸载的任务对网络带宽、卸载时延等有着更加严苛的需求，而新型通信网络研究中移动边缘计算(MEC)的提出更好地解决了这一挑战。该文着重解决的是汽车终端进行任务卸载时卸载对象的匹配问题。文中引入了软件定义车载网络(SDN-V)对全局变量统一调度，实现了资源控制管理、设备信息采集以及任务信息分析。基于用户任务的差异化性质，定义了重要度的模型，在此基础上，通过设计任务卸载优先级机制算法，实现任务优先级划分。针对多目标优化模型，采用乘子法对非凸优化模型进行求解。仿真结果表明，与其他卸载策略相比，该文所提卸载机制对时延和能耗优化效果明显，能够最大程度地保证用户的效益。
引用本文：张海波, 荆昆仑, 刘开健, 贺晓帆. 车联网中一种基于软件定义网络与移动边缘计算的卸载策略[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(3): 645-652. doi: 10.11999/JEIT190304
作者：王汝言, 梁颖杰, 崔亚平
第一单位：重庆邮电大学
关键词： 车辆网络/移动边缘计算/资源分配/强化学习
摘要：为了降低计算任务的时延和系统的成本，移动边缘计算(MEC)被用于车辆网络，以进一步改善车辆服务。该文在考虑计算资源的情况下对车辆网络时延问题进行研究，提出一种多平台卸载智能资源分配算法，对计算资源进行分配，以提高下一代车辆网络的性能。该算法首先使用K临近(KNN)算法对计算任务的卸载平台(云计算、移动边缘计算、本地计算)进行选择，然后在考虑非本地计算资源分配和系统复杂性的情况下，使用强化学习方法，以有效解决使用移动边缘计算的车辆网络中的资源分配问题。仿真结果表明，与任务全部卸载到本地或MEC服务器等基准算法相比，提出的多平台卸载智能资源分配算法实现了时延成本的显著降低，平均可节省系统总成本达80%。
引用本文：王汝言, 梁颖杰, 崔亚平. 车辆网络多平台卸载智能资源分配算法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 263-270. doi: 10.11999/JEIT190074
作者：徐瑨, 吴慧慈, 陶小峰
第一单位：北京邮电大学移动互联网安全技术国家工程实验室
关键词： 第5代移动通信/网络空间安全/对抗/博弈
摘要：随着移动通信技术的快速发展和第5代移动通信(5G)网络的商用，网络空间安全问题日益凸显。该文针对5G网络空间安全中对抗博弈问题进行探讨，从静态博弈、动态博弈、基于演化和图论的博弈等基础模型以及窃听与窃听对抗、干扰与干扰对抗等典型对抗种类方面，对当前国内外网络空间安全对抗博弈的研究进行分析和归纳，并进一步阐述5G网络空间安全对抗博弈研究中潜在的基础理论和对抗规律研究方向，分析5G环境下安全对抗博弈研究的必要性及面临的挑战，为5G网络空间安全攻防对抗研究提供新视角。
引用本文：徐瑨, 吴慧慈, 陶小峰. 5G网络空间安全对抗博弈[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(10): 2319-2329. doi: 10.11999/JEIT200058
11 工业互联网低功耗数据链算法设计综述——联合信源信道编码设计的必要性、现实与前景
作者：王琳, 刘三亚, 陈辰, 陈启望
第一单位：厦门大学信息学院
关键词： 工业互联网/低功耗/联合信源信道编码/原模图低密度奇偶校验码
摘要：原模图低密度奇偶校验(P-LDPC)码已经广泛应用于各种通信系统，为了使其能够满足不同应用场景下系统对纠错性能、硬件资源损耗以及功耗等方面的要求，需要对P-LDPC码进行进一步的设计优化。该文主要从标准信道环境下基于双P-LDPC(DP-LDPC)码的联合信源信道编码(JSCC)系统的属性研究、系统设计优化以及性能表现等角度入手，对近些年出现的针对该系统环境所做的优化分析工作进行了综述。表明进行的优化工作属实显著地改善了系统性能，为面向工业互联网(II)的LDPC码的研究工作提供些许思路。最后，该文对未来的研究工作进行了展望，为感兴趣的研究学者提供参考以继续推进。
引用本文：王琳, 刘三亚, 陈辰, 陈启望. 工业互联网低功耗数据链算法设计综述——联合信源信道编码设计的必要性、现实与前景[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 249-262. doi: 10.11999/JEIT190762
作者：马彬, 李尚儒, 谢显中
第一单位：重庆邮电大学
关键词： 异构无线网络/模糊逻辑/复杂度/自适应规则匹配/触发机制
摘要：在异构无线网络中，针对综合考虑网络端和用户端参数的垂直切换算法，参数权重难以确定，同时基于模糊逻辑的垂直切换算法存在复杂度高的问题，该文提出一种基于模糊逻辑的分级垂直切换算法。首先，将接收信号强度(RSS)、带宽、时延输入到1级模糊逻辑系统，结合规则自适应匹配，推理出QoS模糊值，并通过QoS模糊值对网络进行初步筛选得到候选网络集；然后通过触发机制触发2级模糊逻辑系统，并将候选网络的QoS模糊值、网络负载率、用户接入费用输入2级模糊逻辑系统，同时结合规则自适应匹配，得到输出判决值，从而选择最佳接入网络。最后，实验结果表明，该算法能保证网络性能的同时，降低系统的时间开销。
引用本文：马彬, 李尚儒, 谢显中. 异构无线网络中基于模糊逻辑的分级垂直切换算法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(3): 629-636. doi: 10.11999/JEIT190190
13 大规模MIMO系统中联合用户分组和联盟博弈的动态导频分配方案
作者：智慧, 王飞跃, 黄子菊
第一单位：安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室
关键词： 大规模多输入多输出/导频污染/均方根误差/服务速率/联合用户分组和联盟博弈
摘要：大量研究表明，大规模MIMO系统中的小区边缘用户比中心用户更易遭受导频污染的影响。因此，该文提出一种联合用户分组和联盟博弈(JUG-AG)的动态导频分配方案来减轻系统导频污染。根据用户信号强度将所有用户分为A，B两组，把接收基站信号强度弱的小区边缘用户记为A组，剩余用户则为B组。A组用户使用相互正交的导频，B组用户则借助联盟博弈来重复使用剩余的正交导频。在B组用户的联盟博弈中，用户被分成若干个互不相交的用户子联盟，属于不同子联盟的用户分配不同的相互正交导频序列，而属于同一子联盟中的用户使用相同的导频序列。与已有的导频分配方案相比，该文提出的JUG-AG方案更灵活，可以用于所有用户随机分布的场景。而且，该算法通过循环搜索可以获得整体最优解。仿真结果表明JUG-AG方案能够有效降低上行链路中用户信号检测的平均均方根误差(RMSE)，而且可以提高用户的平均服务速率。
引用本文：智慧, 王飞跃, 黄子菊. 大规模MIMO系统中联合用户分组和联盟博弈的动态导频分配方案[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(7): 1686-1693. doi: 10.11999/5EIT190445
作者：吴皓威, 武小飞, 邹润秋, 欧静兰
第一单位：重庆大学通信与测控中心
关键词： 空间耦合低密度奇偶校验码/分层算法/译码延时/滑动窗
摘要：针对长码长空间耦合低密度奇偶校验(SC-LDPC)码译码时延较长的问题，该文提出了分层滑动窗译码(LSWD)算法。该算法利用SC-LDPC子码码块的准循环特性和滑动窗内校验矩阵的层次结构，通过在滑动窗内对校验矩阵进行分层处理，优化层与层之间消息传递，从而加快窗内译码的收敛速度，减少了译码迭代次数。仿真和分析结果表明：在相同的信噪比(SNR)条件和相同的误码性能要求下，LSWD算法所需的迭代次数少于滑动窗译码(SWD)算法，特别在高信噪比下，LSWD算法的迭代次数约为SWD算法的一半，从而有效缩短全局译码时；在相同译码迭代次数下，LSWD算法的译码性能优于SWD算法，而其计算复杂度增加不大。
引用本文：吴皓威, 武小飞, 邹润秋, 欧静兰. 空间耦合LDPC码的分层译码算法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(8): 1881-1887. doi: 10.11999/JEIT190626
作者：陆发平, 王红星, 刘传辉, 康家方
第一单位：海军航空大学
关键词： 椭圆球面波函数/频域调制/FFT/IFFT框架/频域抽样
摘要：针对基于椭圆球面波函数(PSWFs)的非正弦时域调制算法复杂度高的不足，该文引入空间映射，分析了PSWFs信号频域完备正交性，推导出PSWFs信号频域有效表示所需最小抽样点数。在此基础上，引入复数域映射、FFT/IFFT信号处理框架，提出PSWFs频域调制解调方法。该方法将PSWFs信号处理由时域拓展到频域，在频域进行信息加载与检测，为探索研究PSWFs信号在5G、超5G等采用频域信号处理的通信系统中的应用提供了可能。理论和数值分析表明，相对于PSWFs时域调制，所提方法将能够在不改变系统频带利用率、系统误码性能、调制信号能量聚集性以及信号峰均功率比的前提下，显著降低算法复杂度，将运算复杂度由O(2Qg2)降低为O(g2+glog2g)。
引用本文：陆发平, 王红星, 刘传辉, 康家方, 杨大伟. 椭圆球面函数频域调制解调方法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(8): 1888-1895. doi: 10.11999/JEIT190642
作者：方维维, 刘梦然, 王云鹏, 李阳阳, 安竹林
第一单位：北京交通大学计算机与信息技术学院
关键词： 物联网/隐私保护/弹性网络回归/分布式算法/交替方向乘子法
摘要：为了解决基于集中式算法的传统物联网数据分析处理方式易引发网络带宽压力过大、延迟过高以及数据隐私安全等问题，该文针对弹性网络回归这一典型的线性回归模型，提出一种面向物联网(IoT)的分布式学习算法。该算法基于交替方向乘子法(ADMM)，将弹性网络回归目标优化问题分解为多个能够由物联网节点利用本地数据进行独立求解的子问题。不同于传统的集中式算法，该算法并不要求物联网节点将隐私数据上传至服务器进行训练，而仅仅传递本地训练的中间参数，再由服务器进行简单整合，以这样的协作方式经过多轮迭代获得最终结果。基于两个典型数据集的实验结果表明：该算法能够在几十轮迭代内快速收敛到最优解。相比于由单个节点独立训练模型的本地化算法，该算法提高了模型结果的有效性和准确性；相比于集中式算法，该算法在确保计算准确性和可扩展性的同时，可有效地保护个体隐私数据的安全性。
引用本文：方维维, 刘梦然, 王云鹏, 李阳阳, 安竹林. 面向物联网隐私数据分析的分布式弹性网络回归学习算法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(10): 2403-2411. doi: 10.11999/JEIT190739
作者：胡荣磊, 陈雷, 段晓毅, 于秉琪
第一单位：北京邮电大学网络空间安全学院
关键词： 雾计算/终端节点/切换认证/双因子组合公钥/认证票据
摘要：针对当前雾计算环境下终端节点的切换认证协议在存储量、计算量和安全性等方面还存在缺陷，该文提出一种高效的终端节点切换认证协议。在该协议中，采用双因子组合公钥(TF-CPK)和认证Ticket相结合的方式，实现雾节点和终端节点的相互认证和会话密钥协商。安全性和性能分析结果表明，该协议支持不可跟踪性，可以抵抗众多已知攻击和安全威胁，且具有较小的系统开销。
引用本文：胡荣磊, 陈雷, 段晓毅, 于秉琪. 一种适用于雾计算的终端节点切换认证协议[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(10): 2350-2356. doi: 10.11999/JEIT200005
作者：赵太飞, 李永明, 许杉, 王世奇
第一单位：西安理工大学自动化与信息工程学院
关键词： 无线紫外光通信/多跳中继通信/最优跳数/频谱效率
摘要：无线紫外光通信成为强电磁干扰下的有效通信手段，满足复杂战场环境下车队执行战略物资运输和弹车队隐蔽行驶时车辆间保持可靠隐秘通信的需求。在行驶中每辆车自身作为其它车辆的中继，通过多跳方式为非视线内车辆之间建立稳定可靠的通信链路。因此，基于紫外光单次散射模型，该文研究了最优多跳中继问题，理论分析了收发仰角与频谱效率的关系，依据使频谱效率最大化原则，得出最优跳数近似表达式。仿真结果表明，不同距离移位范围和不同收发仰角都对应特定的最优跳数值，与最优能量计算方法相比，最大频谱效率计算方法在小功率传输时有更好的传输能力，并且达到节约功率的需求。紫外光长距离通信时，系统性能并不随着协作中继数的增加而提高，选取合适的中继数及小发射仰角和大接收仰角的结构配置，系统可获得较高的传输能力。
引用本文：赵太飞, 李永明, 许杉, 王世奇. 军车隐秘编队的无线紫外光通信最优多跳中继研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(11): 2636-2642. doi: 10.11999/JEIT190172
作者：朱正航, 贾建鑫, 郦振红, 钱骅, 康凯
第一单位：中国科学院上海高等研究院
关键词： 5G非授权频段通信/随机接入过程/信道空闲计时器/隐藏节点/请求发送/允许发送机制
摘要：针对5G非授权频段通信(NR-U)场景，该文提出一种新型的低时延随机接入机制。该机制分别在随机接入回复窗口(RARW)与竞争窗口中加入了信道空闲计时器，来减少UE因在非授权频段进行竞争接入所引起的时延；此外该机制还加入了请求发送/允许发送机制，来解决隐藏节点对随机接入过程的影响。该机制可降低传统机制中由于未考虑非授权频段特性及隐藏节点问题所引起的随机接入时延问题。该文首先对NR-U场景中的传统随机接入机制进行分析并进行问题定位；其次，提出新型随机接入机制的网络实体交互流程，建立新型机制与传统机制中的网络实体交互时序模型；最后以数学推导和仿真的方法对新型机制与传统机制进行对比评估，相关结果显示出新型机制在平均耗时方面的优势。
引用本文：朱正航, 贾建鑫, 郦振红, 钱骅, 康凯. 一种应用于5G非授权频段通信的低时延随机接入机制[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(11): 2680-2688. doi: 10.11999/JEIT190515
作者：唐伦, 贺小雨, 王晓, 陈前斌
第一单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院
关键词： 网络切片/服务功能链部署/马尔可夫决策过程/演员-评论家学习/迁移学习
摘要： 针对5G网络切片环境下由于业务请求的随机性和未知性导致的资源分配不合理从而引起的系统高时延问题，该文提出了一种基于迁移演员-评论家(A-C)学习的服务功能链(SFC)部署算法(TACA)。首先，该算法建立基于虚拟网络功能放置、计算资源、链路带宽资源和前传网络资源联合分配的端到端时延最小化模型，并将其转化为离散时间马尔可夫决策过程(MDP)。而后，在该MDP中采用A-C学习算法与环境进行不断交互动态调整SFC部署策略，优化端到端时延。进一步，为了实现并加速该A-C算法在其他相似目标任务中(如业务请求到达率普遍更高)的收敛过程，采用迁移A-C学习算法实现利用源任务学习的SFC部署知识快速寻找目标任务中的部署策略。仿真结果表明，该文所提算法能够减小且稳定SFC业务数据包的队列积压，优化系统端到端时延，并提高资源利用率。
引用本文：唐伦, 贺小雨, 王晓, 陈前斌. 基于迁移演员-评论家学习的服务功能链部署算法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(11): 2671-2679. doi: 10.11999/JEIT190542
作者：席博, 洪涛, 张更新
第一单位：南京邮电大学通信与信息工程学院
关键词： 卫星物联网/协作波束成形/节点选择/随机天线阵
摘要：针对卫星物联网(IoT)场景下信号长距离传输衰减大以及单个终端节点传输性能受限的问题，该文提出一种基于节点选择的协作波束成形算法，增强终端节点的传输能力。在实际终端位置信息存在误差的条件下，推导出了协作波束成形平均方向图函数，分析了不同系统参数对于协作波束成形平均方向图和瞬时方向图差异的影响。在此基础上，根据卫星物联网链路传输性能需求，提出一种区域分组优化的协作节点选择算法。仿真结果表明，相比于传统的分布式协作波束成形节点选择算法，该文提出的算法在实际的误差模型中旁瓣抑制和零陷生成方面具有更好的性能。
引用本文：席博, 洪涛, 张更新. 卫星物联网场景下基于节点选择的协作波束成形技术研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(12): 2882-2890. doi: 10.11999/JEIT190707
作者：钱志鸿, 蒙武杰, 王雪, 胡良帅, 王鑫
第一单位：吉林大学通信工程学院
关键词： 无线通信/D2D通信/功率分配/博弈论
摘要：针对全负载蜂窝网络中D2D通信的功率分配问题，该文提出了一种基于非合作完全信息博弈纳什均衡解的多复用D2D通信功率分配算法。以优先保证蜂窝用户通信质量与D2D用户接入率为前提，设置D2D通信系统上行链路帧结构，之后建立非合作完全信息博弈系统模型，引入定价机制到功率分配博弈模型中并分析纳什均衡解的存在性与唯一性，最后给出该模型的分布式迭代求解算法。仿真结果表明，随着D2D用户复用数量的增加，该算法在提升系统吞吐量的同时，能有效地控制系统内部干扰，大幅度降低系统总能耗。
引用本文：钱志鸿, 蒙武杰, 王雪, 胡良帅, 王鑫. 全负载蜂窝网络下多复用D2D通信功率分配算法研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(12): 2939-2945. doi: 10.11999/JEIT190974
23 非平稳信道下的鲁棒数据链优化设计综述——带限环境下的混沌传输系统
作者：苗美媛, 宋丹, 徐位凯, 湛佳, 王琳
第一单位：厦门大学信息学院
关键词： 差分混沌键控/非平稳信道/编码调制
摘要：近年来，以物联网(IoT)为基础的6G的相关技术研究引起了研究单位、高校和工业界的广泛关注，其中还有一些重要的问题亟待解决。如何以较低的成本保证带限非平稳环境下数据传输的鲁棒性是一个非常重要的问题。该文介绍了一种低复杂度、低功耗的调制解调传输技术，即差分混沌键控(DCSK)调制。该文将分别描述和分析该系统在标准和非标准传输环境下的特性、优势及其改进方法。同时将提供一些基于多元DCSK(MDCSK)的新型编码调制方案来提高系统在带限环境下的传输质量，这将有助于在低功耗、低成本的网络上，特别是在非平稳信道上提升系统的鲁棒性。结果表明这些优化工作显著地改善了系统性能。之后针对非平稳信道特性系统参数的优化与自适应传输机制将成为未来研究的热点。
引用本文：苗美媛, 宋丹, 徐位凯, 湛佳, 王琳. 非平稳信道下的鲁棒数据链优化设计综述——带限环境下的混沌传输系统[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(1): 1-12. doi: 10.11999/JEIT200311
作者：李元杰, 董超, 牛凯
第一单位：北京邮电大学
关键词： 信道仿真/定位/6G/同步误差/到达角
摘要：为了应对6G无线信道中的小数时延和同步误差给定位系统带来的挑战，该文提出基于频域等效的高分辨率信道方法仿真以及基于到达角(AOA)信息的高分辨率定位技术。前者通过将信道抽头时延转换到频域处理，在降低时域方法带来的高复杂度的同时实现了高分辨率仿真，为时延定位信息的实现提供基础；后者则通过将迭代信道估计、基于首到达径检测的AOA估计算法与基于AOA信息的位置估计算法结合起来，在同步误差下实现高精度定位。数值仿真结果表明，二者均在相应的实际场景下实现了高分辨率特性。
引用本文：李元杰, 董超, 牛凯. 面向6G的高分辨率无线信道频域仿真方法及定位技术研究[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(1): 13-20. doi: 10.11999/JEIT200348
作者：袁伟杰, 李双洋, 种若汐, 白宝明, D W KNG
第一单位：新南威尔士大学电子工程与通信学院
关键词： 6G/物联网/译码方法/消息传递
摘要：随着5G商业化和标准化的逐步推进，对6G技术的研究也提上了日程。由于其在6G无线通信系统中的巨大应用前景，物联网(IoT)技术引起了人们广泛的兴趣。面向6G的物联网网络需要允许大量设备接入并支持海量数据传输，其鲁棒性和可扩展性至关重要。在物联网中，所述“事物”(用户)可以通过采用各种多功能无线传感器实时收集环境数据。通常来说，收集的数据将反馈到中央单元以进行进一步处理。但是这一机制依赖于中央单元的正常工作，鲁棒性较差。该文提出一种分布式译码算法，该算法通过让各用户之间互相协作，交换信息来实现在各个用户处完成译码。利用分布式译码算法，每个用户可以得到与中心化处理相似的译码性能，从而提高了网络的鲁棒性和可扩展性。同时，相比传统分布式译码算法，该算法不需要每个用户了解网络的拓扑结构，因此为面向6G的高动态物联网提供了技术支撑。
引用本文：袁伟杰, 李双洋, 种若汐, 白宝明, D W KNG. 面向6G物联网的分布式译码技术[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(1): 21-27. doi: 10.11999/JEIT200343
作者：徐常志, 靳一, 李立, 张学娇, 谢天娇, 汪晓燕, 李明玉, 曹振新
第一单位：东南大学毫米波国家重点实验室
关键词： 6G/星地深度融合/星地馈电链路/光学相控阵/光电一体化组网
摘要： 随着5G移动通信网络走向商业化，围绕新一代移动通信系统(6G)的发展愿景、能力需求与关键技术开展研究正在成为新的热点。首先，该文概括了未来6G可能涉及的星地深度融合、新谱段通信、分布式协作MIMO和智能通信等关键技术方向，重点探讨了基于星地深度融合的天地一体化网络(SGIN)；然后，针对可能存在的两种典型网络拓扑架构，分析了星间高速链路、星地馈电链路和星地用户链路的特点和技术要求，综述了3种不同类型传输链路的高速通信进展情况。最后，对未来6G天地互联网络亟需突破的光学相控阵多用户接入、高效能星地激光通信和光电一体化组网等关键技术进行分析与展望，以期为后续相关研究指明方向。
引用本文：徐常志, 靳一, 李立, 张学娇, 谢天娇, 汪晓燕, 李明玉, 曹振新. 面向6G的星地融合无线传输技术[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(1): 28-36. doi: 10.11999/JEIT200363
作者：张琳, 陈炳均, 吴志强
第一单位：中山大学电子与信息工程学院
关键词： 多载波差分混沌键控系统/矩阵低秩估计/可靠性/接收机
摘要：在多载波差分混沌键控(MC-DCSK)系统中，经由无线信道传输在接收端进行检测时，参考混沌信号的传输差错将降低承载信息的检测性能，降低传输可靠性。为了提高可靠性，该文基于承载信息的调制信号因共享参考混沌信号的低秩特性，提出了一种基于矩阵低秩估计(LRAM)的MC-DCSK接收机，增强系统可靠性。该接收机将接收信号矩阵表示为秩1矩阵和噪声矩阵之和，然后对接收信号矩阵进行低秩估计，以得到参考信号的最优估计，并进而将其用于承载信息的调制信号的检测和解调，从而提升系统传输可靠性。继而，该文证明了LRAM检测可等效于最大似然估计检测，并对信息泄露率理论安全性能进行了分析，分析结果表明所提方案安全性与基准MC-DCSK系统一致。仿真结果验证了该接收机在加性高斯白噪声(AWGN)和多径衰落信道下可有效提升MC-DCSK系统的可靠性。
引用本文：张琳, 陈炳均, 吴志强. 基于矩阵低秩估计的可靠多载波差分混沌键控接收机[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(1): 37-44. doi: 10.11999/JEIT200349
作者：向敏, 饶华阳, 张进进, 陈梦鑫
第一单位：重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室
关键词： 电力通信网络/软件定义网络/图卷积神经网络/带宽占用率
摘要：传输时延和数据包丢失率是电力通信业务可靠传输重点关注的问题，该文提出一种面向软件定义电力通信网络的最小路径选择度路由控制策略。结合电力通信网络软件定义网络(SDN)集中控制架构的特点，利用图卷积神经网络构建的链路带宽占用率预测模型(LBOP-GCN)分析下一时刻路径带宽占用率。通过三角模算子(TMO)融合路径的传输时延、当前时刻的路径带宽占用率和下一时刻的路径带宽占用率，计算出从源节点到目的节点间不同传输路径的选择度(Q)，然后将Q值最小的路径作为SDN控制器下发的流表项。实验结果表明，该文所提出的路由控制策略能有效减小业务传输时延和数据包丢失率。
引用本文：向敏, 饶华阳, 张进进, 陈梦鑫. 基于图卷积神经网络的软件定义电力通信网络路由控制策略[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(2): 388-395. doi: 10.11999/JEIT190971
作者：徐勇军, 刘子腱, 李国权, 陈前斌, 林金朝
第一单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院
关键词： 非正交多址接入/无线信息与功率同传/终端直通/鲁棒资源分配/随机不确定性模型
摘要：针对频谱短缺、基站负荷过高、通信系统功耗较大等问题，考虑不完美的信道状态信息，该文提出一种基于非正交多址接入的无线携能(SWIPT)D2D网络鲁棒能效(EE)最大化资源分配算法(SREA)。考虑用户的服务质量约束以及最大发射功率约束，基于随机信道不确定性建立鲁棒能效最大化资源分配模型。利用Dinkelbach和变量替换方法，将原NP-hard问题转换为确定性的凸优化问题，通过拉格朗日对偶理论求得解析解。仿真结果表明，所提算法在保证蜂窝用户通信质量的同时，能够有效提高D2D用户的能效性和鲁棒性能。
引用本文：徐勇军, 刘子腱, 李国权, 陈前斌, 林金朝. 基于NOMA的无线携能D2D通信鲁棒能效优化算法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(5): 1289-1297. doi: 10.11999/JEIT200175
作者：周治国, 荆朝, 王秋伶, 屈崇
第一单位：北京理工大学信息与电子学院
关键词： 无人艇/水面目标/检测跟踪/时空信息融合
摘要：在无人艇(USV)的导航、避障等多种任务中，目标检测与跟踪都十分重要，但水面环境复杂，存在目标尺度变化、遮挡、光照变化以及摄像头抖动等诸多问题。该文提出基于时空信息融合的无人艇水面视觉目标检测跟踪，在空间上利用深度学习检测，提取单帧深度语义特征，在时间上利用相关滤波跟踪，计算帧间方向梯度特征相关性，通过特征对比将时空信息进行融合，实现了持续稳定地对水面目标进行检测与跟踪，兼顾了实时性和鲁棒性。实验结果表明，该算法平均检测速度和精度相对较高，在检测跟踪速度为15 fps情况下，检测跟踪精确度为0.83。
引用本文：周治国, 荆朝, 王秋伶, 屈崇. 基于时空信息融合的无人艇水面目标检测跟踪[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(6): 1698-1705. doi: 10.11999/JEIT200223
编 辑：陈 倩
校 对：马秀强、余 蓉、刘艳玲
审 核：陈 倩
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