Journal of Zhejiang University

Current Issue: <FITEE>

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering (former title: Journal of Zhejiang University SCIENCE C (Computers & Electronics), 2010-2014)

ISSN 2095-9184 (print); ISSN 2095-9230 (online); CN 33-1389/TP; Monthly.

FITEE is an international peer-reviewed journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, DBLP, IC, Scopus, JST, CSA, etc. It covers research in Electrical and Electronic Engineering, including Computer Science, Information Sciences, Control, Automation, Telecommunications, and related disciplines.

Impact factor: 0.308 (2011), 0.297 (2012), 0.380 (2013), 0.415 (2014), 0.392 (2015), 0.622 (2016), 0.910 (2017), 1.033 (2018), 1.604 (2019), 2.161 (2020), 2.526 (2021).

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering

ISSN 2095-9184 (print), ISSN 2095-9230 (online), monthly

2022 Vol.23 No.10 P.1421-1578

Cover:

<232>

Contents:

<170>

<<< CONTENTS >>>

Review Articles

Review Article: Discussion on a new paradigm of endogenous security towards 6G networks

Xinsheng JI, Jiangxing WU, Liang JIN, Kaizhi HUANG, Yajun CHEN, Xiaoli SUN, Wei YOU, Shumin HUO, Jing YANG

DOI: 10.1631/FITEE.2200060 Downloaded: 3950 Clicked: 1744 Cited: 0 Commented: 0(p.1421-1450) <Full Text> <PPT> 243

Chinese summary <22> 6G網絡内生(shēng)安全新範式探讨

季新生(shēng)^1,2,3，邬江興^2,3，金梁²，黃開(kāi)枝^2,3，陳亞軍²，孫小(xiǎo)麗²，遊偉²，霍樹(shù)民²，楊靜²
¹清華大(dà)學計算機科學與技術系，中(zhōng)國北(běi)京市，100084
²國家數字交換系統工(gōng)程技術研究中(zhōng)心，中(zhōng)國鄭州市，450002
³網絡通信與安全紫金山實驗室，中(zhōng)國南(nán)京市，211111
摘要：6G網絡将面臨更爲複雜(zá)的内生(shēng)安全問題，亟需提出新的普适性安全理論，建立新的實踐規範，以應對網絡空間“未知(zhī)的未知(zhī)”安全威脅。本文首先闡述了網絡空間内生(shēng)安全發展的新範式，介紹了6G網絡安全的需求願景。進而詳細分(fēn)析了6G核心網、無線接入網、新興使能技術等面臨的安全問題，以及相應的安全技術發展現狀，分(fēn)析了内生(shēng)安全與傳統安全的融合發展，進而給出網絡空間内生(shēng)安全新範式指導下(xià)的相關安全理論與技術構想。

關鍵詞組：6G安全；内生(shēng)安全新範式；核心網；無線接入網

Review Article: Feature selection techniques for microarray datasets: a comprehensive review, taxonomy, and future directions

Kulanthaivel BALAKRISHNAN, Ramasamy DHANALAKSHMI

DOI: 10.1631/FITEE.2100569 Downloaded: 2764 Clicked: 1664 Cited: 0 Commented: 0(p.1451-1478) <Full Text>

Chinese summary <19> 微陣列數據集的特征選擇技術：綜合評述、分(fēn)類和未來方向

Kulanthaivel BALAKRISHNAN, Ramasamy DHANALAKSHMI
印度信息技術學院計算科學與工(gōng)程系，印度蒂魯吉拉伯利市，620012
摘要：爲獲得最佳結果，從微陣列數據集中(zhōng)檢索相關特征已成爲特征選擇（FS）技術的研究熱點。本綜述旨在全面闡述各種最新特征選擇技術，同時介紹了基于微陣列數據集的處理多類分(fēn)類問題的技術以及提高學習算法性能的不同方法。我(wǒ)們試圖理解和解決數據集不平衡問題，以證實研究人員(yuán)在微陣列數據集上的工(gōng)作。對文獻的分(fēn)析爲理解和強調在通過各種特征選擇技術尋找最佳特征子集時存在的衆多挑戰和問題鋪平了道路。同時提供了一(yī)個案例說明該方法的實施過程，該方法使用3個微陣列癌症數據集評估一(yī)些包裝方法和混合方法的分(fēn)類精度和收斂能力，以确認最優特征子集。

關鍵詞組：特征選擇；高維；學習技術；微陣列數據集

Research Articles

Visual knowledge guided intelligent generation of Chinese seal carving

Kejun ZHANG, Rui ZHANG, Yehang YIN, Yifei LI, Wenqi WU, Lingyun SUN, Fei WU, Huanghuang DENG, Yunhe PAN

DOI: 10.1631/FITEE.2100094 Downloaded: 5722 Clicked: 4798 Cited: 0 Commented: 0(p.1479-1493) <Full Text> <PPT> 270

Chinese summary <18> 視覺知(zhī)識引導的中(zhōng)國篆刻智能化生(shēng)成

張克俊^1,2，張瑞¹，殷葉航¹，李一(yī)非³，伍文棋¹，孫淩雲^1,2，吳飛¹，鄧晃煌¹，潘雲鶴¹
¹浙江大(dà)學計算機科學與技術學院，中(zhōng)國杭州市，310027
²浙江大(dà)學―阿裏巴巴前沿技術聯合研究中(zhōng)心，中(zhōng)國杭州市，310027
³浙江大(dà)學軟件學院，中(zhōng)國杭州市，310027
摘要：本文将傳統篆刻藝術中(zhōng)的資(zī)源協同、設計創作、視覺呈現等過程以數字化方式再現，研制了篆刻藝術智能化創作的系統和平台（浙江大(dà)學智能篆刻系統：http://www.next.zju.edu.cn/seal/；篆刻搜索排版系統：http://www.next.zju.edu.cn/seal/search_app/），以視覺知(zhī)識爲引導突破計算機藝術學面臨的難點問題。本文構建了包含字和印的求是篆刻數據庫，并以此爲視覺知(zhī)識庫，構建了篆字智能生(shēng)成算法。此外(wài)，爲創建印章布局，提出一(yī)種篆字變形算法調整印章字符，并結合視覺知(zhī)識實現智能篆字布局，以實現智能結構。實驗結果表明本文所提方法和系統可有效解決篆刻藝術生(shēng)成中(zhōng)的難點問題，爲篆刻藝術的守正與創新提供理論與應用借鑒。

關鍵詞組：篆刻；智能生(shēng)成；深度學習；參數化模型；計算機藝術

APFD: an effective approach to taxi route recommendation with mobile trajectory big data

Wenyong ZHANG, Dawen XIA, Guoyan CHANG, Yang HU, Yujia HUO, Fujian FENG, Yantao LI, Huaqing LI

DOI: 10.1631/FITEE.2100530 Downloaded: 2373 Clicked: 1905 Cited: 0 Commented: 0(p.1494-1510) <Full Text> <PPT> 251

Chinese summary <18> APFD：面向移動軌迹大(dà)數據的出租車(chē)路徑推薦方法

張文勇¹，夏大(dà)文¹，常國豔⁵，胡楊²，霍雨佳¹，馮夫健¹，李豔濤³，李華青⁴
¹貴州民族大(dà)學數據科學與信息工(gōng)程學院，中(zhōng)國貴陽市，550025
²貴州交通技師學院汽車(chē)工(gōng)程系，中(zhōng)國貴陽市，550008
³重慶大(dà)學計算機科學學院，中(zhōng)國重慶市，400044
⁴西南(nán)大(dà)學電子與信息工(gōng)程學院，中(zhōng)國重慶市，400715
⁵貴州醫科大(dà)學附屬醫院，中(zhōng)國貴陽市，550001
摘要：随着數據驅動智能交通系統的迅猛發展，高效的出租車(chē)路徑推薦方法成爲智慧城市的研究熱點。基于移動軌迹大(dà)數據，提出一(yī)種基于人工(gōng)勢場（APF）和Dijkstra方法的出租車(chē)路徑推薦方法。爲提高路徑推薦效率，提出一(yī)種區域提取方法，該方法通過原點和終點坐标搜索包含最優路徑的區域。基于APF方法，提出一(yī)種有效的冗餘節點去(qù)除方法。最後，通過Dijkstra方法推薦最優路徑。将APFD方法應用于仿真地圖和北(běi)京四環的實際路網。在地圖上随機選取20對起點和終點坐标，采用APFD方法、蟻群（AC）算法、貪婪算法（A•）、APF、迅速探索随機樹(shù)（RRT）、非支配排序遺傳算法-II（NSGA-II）、粒子群算法（PSO）和Dijkstra算法進行最短路徑推薦。在最短路徑規劃方面，與AC、A•、APF、RRT、NSGA-II和PSO相比，APFD的路徑規劃能力分(fēn)别提高了1.45%–39.56%、4.64%–54.75%、8.59%–37.25%、5.06%–45.34%、0.94%–20.40%和2.43%–38.31%。與Dijkstra算法相比，APFD的執行效率提高了1.03–27.75倍。此外(wài)，在北(běi)京四環實際路網中(zhōng)，APFD推薦最短路徑的能力優于AC、A•、APF、RRT、NSGA-II和PSO，且APFD的執行效率高于Dijkstra方法。

關鍵詞組：大(dà)數據分(fēn)析；區域提取；人工(gōng)勢場；Dijkstra；路線推薦；出租車(chē)GPS軌迹

Finite-time coordinated path-following control of leader-following multi-agent systems

Weibin CHEN, Yangyang CHEN, Ya ZHANG

DOI: 10.1631/FITEE.2100476 Downloaded: 2283 Clicked: 1815 Cited: 0 Commented: 0(p.1511-1521) <Full Text> <PPT> 300

Chinese summary <18> 領導-跟随者多智能體(tǐ)系統有限時間協同路徑跟蹤控制

陳衛彬^1,3，陳楊楊^1,2，張亞^1,2
¹東南(nán)大(dà)學自動化學院，中(zhōng)國南(nán)京市，210096
²東南(nán)大(dà)學複雜(zá)工(gōng)程系統測量與控制教育部重點實驗室，中(zhōng)國南(nán)京市，210096
³江蘇自動化研究所機器人事業部，中(zhōng)國連雲港市，222061
摘要：本文研究了連續反饋方法在有限時間内同時實現路徑跟蹤和沿期望軌道編隊運動控制的應用。假設虛拟領導者和跟随者之間的拓撲結構是有方向的。設計了一(yī)種稱爲障礙函數的附件條件，使所有智能體(tǐ)在一(yī)個有限的區域内移動。首先，基于障礙函數和反步法，設計了一(yī)種新型的連續有限時間路徑跟蹤控制算法。然後，通過将路徑跟蹤誤差視爲擾動，設計了一(yī)種新型的連續有限時間編隊控制算法。詳細研究了所得系統的穩定時間特性，并對所提策略進行仿真驗證。

關鍵詞組：有限時間；協同路徑跟蹤；多智能體(tǐ)系統；障礙函數

Bipartite asynchronous impulsive tracking consensus for multi-agent systems

Lingzhong ZHANG, Yuanyuan LI, Jungang LOU, Jianquan LU

DOI: 10.1631/FITEE.2100122 Downloaded: 3833 Clicked: 5732 Cited: 0 Commented: 0(p.1522-1532) <Full Text> <PPT> 289

Chinese summary <19> 多智能體(tǐ)系統的二分(fēn)異步脈沖跟蹤一(yī)緻性

張玲忠¹，李媛媛²，樓俊鋼³，盧劍權⁴
¹常熟理工(gōng)學院電氣與自動化工(gōng)程學院，中(zhōng)國常熟市，215500
²南(nán)京林業大(dà)學應用數學系，中(zhōng)國南(nán)京市，210037
³湖州師範學院信息工(gōng)程學院，中(zhōng)國湖州市，313000
⁴東南(nán)大(dà)學數學學院，中(zhōng)國南(nán)京市，210096
摘要：本文研究了多智能體(tǐ)系統如何通過實施異步脈沖控制輸入實現分(fēn)布式二分(fēn)領導跟随一(yī)緻性。所提出的異步脈沖控制方法不要求所有多智能體(tǐ)的脈沖信号同時發生(shēng)。多智能體(tǐ)系統相鄰節點之間的通信鏈路存在合作或競争關系。在領導者控制輸入非零的情況下(xià)，得到了在閉環多智能體(tǐ)系統中(zhōng)實現二分(fēn)異步脈沖跟蹤一(yī)緻性的充分(fēn)條件。本文讨論了更廣泛的異步脈沖效應範圍。所設計的控制器反饋部分(fēn)可有效對抗脈沖擾動。給出了估計脈沖增益邊界和異步脈沖區間的簡單代數條件。最後，通過數值仿真驗證了理論結果的合理性。

關鍵詞組：二分(fēn)追蹤；多智能體(tǐ)系統；異步脈沖；一(yī)緻性

On observability of Galois nonlinear feedback shift registers over finite fields

Zhe GAO, Jun'e FENG, Yongyuan YU, Yanjun CUI

DOI: 10.1631/FITEE.2200228 Downloaded: 2421 Clicked: 1512 Cited: 0 Commented: 0(p.1533-1545) <Full Text> <PPT> 242

Chinese summary <18> 有限域上Galois型非線性移位寄存器的能觀性

高哲¹，馮俊娥¹，于永淵¹，崔彥君²
¹山東大(dà)學數學學院，中(zhōng)國濟南(nán)市，250100
²明尼蘇達大(dà)學雙城分(fēn)校計算機科學與工(gōng)程系，美國明尼蘇達州，55455
摘要：能觀性可以确保任何兩個不同初始狀态都可以由它們的輸出序列唯一(yī)确定，因此流密碼必須避免不可觀的非線性反饋移位寄存器，以防止等效密鑰的出現。本文讨論了有限域上Galois型非線性反饋移位寄存器的能觀性。通過半張量積，Galois型非線性反饋移位寄存器可被視爲邏輯網絡。本文介紹了狀态轉移矩陣的向量形式，據此提出一(yī)個充分(fēn)必要條件以及判定一(yī)般Galois型非線性反饋移位寄存器能觀性的算法。此外(wài)，本文定義了一(yī)個新的能觀性矩陣，通過該矩陣可推導出計算複雜(zá)度較低的矩陣方法。此外(wài)，研究兩種特殊類型的Galois型非線性反饋移位寄存器的能觀性：全長Galois型非線性反饋移位寄存器和非奇異Galois型非線性反饋移位寄存器。提出兩種方法确定這兩種特殊類型的非線性反饋移位寄存器的能觀性，并提供一(yī)些數值示例支持這些結果。

關鍵詞組：能觀性；非線性反饋移位寄存器（NFSRs）；Galois型非線性反饋移位寄存器；半張量積；有限域；邏輯網絡

Resource allocation for network profit maximization in NOMA-based F-RANs: a game-theoretic approach

Xueyan CAO, Shi YAN, Hongming ZHANG

DOI: 10.1631/FITEE.2100341 Downloaded: 4706 Clicked: 3492 Cited: 0 Commented: 0(p.1546-1561) <Full Text> <PPT> 292

Chinese summary <18> 基于非正交多址接入的霧無線接入網絡中(zhōng)網絡效益最大(dà)化的資(zī)源分(fēn)配：博弈論方法

曹雪妍，闫實，張洪銘
北(běi)京郵電大(dà)學網絡與交換技術國家重點實驗室，中(zhōng)國北(běi)京市，100876
摘要：基于非正交多址接入(NOMA)的霧無線接入網(F-RANs)提供了高頻(pín)譜效率、超低延遲和巨大(dà)的網絡吞吐量，這得益于霧接入點(F-APs)的邊緣計算和通信功能。同時，在緩存階段，具有緩存功能的F-APs負責進行大(dà)量多媒體(tǐ)文件的邊緣緩存和傳輸，從而可以進一(yī)步降低傳輸能量和負擔。工(gōng)業界普遍需要的是在基于NOMA的F-RANs中(zhōng)高效的資(zī)源分(fēn)配，包括緩存放(fàng)置(CP)和無線電資(zī)源分(fēn)配(RRA)，這是提高網絡性能的關鍵。爲此，本文首先描述了一(yī)種基于NOMA的F-RAN，其中(zhōng)具有緩存功能的F-APs通過NOMA協議與無線電遠程單元同時爲用戶設備提供服務。在此基礎上，提出一(yī)種基于網絡效益最大(dà)化的資(zī)源分(fēn)配問題，該效益同時考慮了緩存成本、收益和通信能效。本文将此NP難問題分(fēn)解爲兩個子問題，即CP子問題和RRA子問題。最後，我(wǒ)們提出一(yī)種叠代方法和一(yī)種基于Stackelberg博弈的方法來求解各子問題。數值結果表明，在基于NOMA的F-RANs中(zhōng)，與現有資(zī)源分(fēn)配方案相比，所提出的方法可以顯著提高網絡效益。

關鍵詞組：霧無線接入網；非正交多址接入；博弈論；緩存放(fàng)置；資(zī)源分(fēn)配

Correspondences

Correspondence: Zero ground clearance dual antenna pair for metal-cased fifth-generation multiple input multiple output smartphone

Le CHANG, Wenbao HE, Xiaomin CHEN, Xiaoxue TAN, Juan CHEN, Kai KANG, Yang YANG

DOI: 10.1631/FITEE.2200119 Downloaded: 2861 Clicked: 1564 Cited: 0 Commented: 0(p.1562-1567) <Full Text> <PPT> 283

Chinese summary <19> 适用于全金屬外(wài)殼5G多輸入多輸出智能終端的零淨空正交同頻(pín)天線對

常樂¹，賀文寶¹，陳小(xiǎo)民²，檀笑雪¹，陳娟¹，康凱³，楊陽⁴
¹西安交通大(dà)學信息與通信工(gōng)程學院，中(zhōng)國西安市，710049
²内蒙古大(dà)學電子信息工(gōng)程學院，中(zhōng)國呼和浩特市，010021
³中(zhōng)國電子産業工(gōng)程有限公司歐亞部，中(zhōng)國北(běi)京市，100846
⁴中(zhōng)國司法大(dà)數據研究院政企事業部，中(zhōng)國北(běi)京市，100043
摘要：本文首次提出零淨空天線對，可适用于全金屬外(wài)殼第五代移動通信技術（5G）多輸入多輸出（MIMO）智能終端。該天線對是金屬邊框上的T形槽結構，可以看作由兩個對稱的口對口開(kāi)口槽構成。該結構存在兩種工(gōng)作于半波模式的極化正交特征模：對于同相電流環模式，兩個開(kāi)口槽相位相反，可以通過在縫隙處建立電位差來激勵；對于槽模式，兩個開(kāi)口槽相位相同，可由一(yī)個對稱饋電網絡來激勵。得益于T形槽位于側邊邊框，不需要天線淨空，非常适用于現代全面屏智能終端，終端後蓋可采用金屬材質，适用于全金屬外(wài)殼終端。本文加工(gōng)了一(yī)個Sub-6 GHz的四天線陣列來驗證其可行性。在3.4–3.6GHz，兩對天線對的隔離(lí)性均優于16.9 dB，任意兩個天線之間的包絡相關系數（ECC）均小(xiǎo)于0.13，兩種模式的總效率範圍分(fēn)别爲43.5%–61.9%和40.5%–53.5%。

關鍵詞組：天線對；第五代移動通信技術（5G）；Sub-6 GHz；極化正交；智能終端；智能手機；零淨空；全金屬外(wài)殼；多輸入多輸出（MIMO）

Correspondence: Planar dual-polarized millimeter-wave shared-aperture array antenna with high band isolation

Yuyan CAO, Zijun GUO, Zhangcheng HAO

DOI: 10.1631/FITEE.2200122 Downloaded: 1789 Clicked: 1619 Cited: 0 Commented: 0(p.1568-1578) <Full Text> <PPT> 251

Chinese summary <18> 具有高隔離(lí)度的毫米波平面雙極化共口徑陣列天線

曹羽豔¹，郭子均¹，郝張成^1,2,3
¹東南(nán)大(dà)學信息科學與工(gōng)程學院毫米波國家重點實驗室，中(zhōng)國南(nán)京市，210096
²東南(nán)大(dà)學移動信息通信與安全前沿科學中(zhōng)心，中(zhōng)國南(nán)京市，210096
³紫金山實驗室，中(zhōng)國南(nán)京市，211111
摘要：本文提出并設計了一(yī)種毫米波平面共口徑陣列天線。通過集成基闆集成波導（SIW）和帶狀線激勵網絡，将K波段天線嵌入至Ka波段天線内部。通過共享輻射口徑減小(xiǎo)天線尺寸，降低其剖面高度。所設計的Ka波段天線通過SIW腔體(tǐ)表面的一(yī)對平行縫隙輻射水平極化波，而K波段天線通過SIW腔體(tǐ)表面的蝴蝶結形縫隙輻射垂直極化波。兩個波段的陣列天線可以共享物(wù)理口徑進行輻射，且在兩個頻(pín)段都具有很好的隔離(lí)度。爲了驗證以上設計思想，我(wǒ)們設計了一(yī)款中(zhōng)心工(gōng)作頻(pín)率爲19 GHz和30 GHz的8×8共口徑陣列天線，并采用多層印刷電路闆（PCB）技術進行加工(gōng)制造。實測結果表明，該天線在K波段和Ka波段的−10 dB阻抗帶寬分(fēn)别爲7.73%和大(dà)于20%，相應的隔離(lí)度分(fēn)别高于60 dB和44 dB。所提出的共口徑天線具有小(xiǎo)尺寸、低剖面和高隔離(lí)度的優點，可應用于小(xiǎo)型化毫米波無線通信系統。

關鍵詞組：共口徑；平面天線；高隔離(lí)度；基片集成波導