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:

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Contents:

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<<< 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: 9502 Clicked: 2596 Cited: 0 Commented: 0(p.1421-1450) <Full Text> <PPT> 414

Chinese summary <27> 6G网络内生安全新范式探讨

季新生^1,2,3，邬江兴^2,3，金梁²，黄开枝^2,3，陈亚军²，孙小丽²，游伟²，霍树民²，杨静²
¹清华大学计算机科学与技术系，中国北京市，100084
²国家数字交换系统工程技术研究中心，中国郑州市，450002
³网络通信与安全紫金山实验室，中国南京市，211111
摘要：6G网络将面临更为复杂的内生安全问题，亟需提出新的普适性安全理论，建立新的实践规范，以应对网络空间“未知的未知”安全威胁。本文首先阐述了网络空间内生安全发展的新范式，介绍了6G网络安全的需求愿景。进而详细分析了6G核心网、无线接入网、新兴使能技术等面临的安全问题，以及相应的安全技术发展现状，分析了内生安全与传统安全的融合发展，进而给出网络空间内生安全新范式指导下的相关安全理论与技术构想。

关键词组：6G安全；内生安全新范式；核心网；无线接入网

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: 6436 Clicked: 2375 Cited: 0 Commented: 0(p.1451-1478) <Full Text>

Chinese summary <24> 微阵列数据集的特征选择技术：综合评述、分类和未来方向

Kulanthaivel BALAKRISHNAN, Ramasamy DHANALAKSHMI
印度信息技术学院计算科学与工程系，印度蒂鲁吉拉伯利市，620012
摘要：为获得最佳结果，从微阵列数据集中检索相关特征已成为特征选择（FS）技术的研究热点。本综述旨在全面阐述各种最新特征选择技术，同时介绍了基于微阵列数据集的处理多类分类问题的技术以及提高学习算法性能的不同方法。我们试图理解和解决数据集不平衡问题，以证实研究人员在微阵列数据集上的工作。对文献的分析为理解和强调在通过各种特征选择技术寻找最佳特征子集时存在的众多挑战和问题铺平了道路。同时提供了一个案例说明该方法的实施过程，该方法使用3个微阵列癌症数据集评估一些包装方法和混合方法的分类精度和收敛能力，以确认最优特征子集。

关键词组：特征选择；高维；学习技术；微阵列数据集

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: 11411 Clicked: 5633 Cited: 0 Commented: 0(p.1479-1493) <Full Text> <PPT> 444

Chinese summary <23> 视觉知识引导的中国篆刻智能化生成

张克俊^1,2，张瑞¹，殷叶航¹，李一非³，伍文棋¹，孙凌云^1,2，吴飞¹，邓晃煌¹，潘云鹤¹
¹浙江大学计算机科学与技术学院，中国杭州市，310027
²浙江大学―阿里巴巴前沿技术联合研究中心，中国杭州市，310027
³浙江大学软件学院，中国杭州市，310027
摘要：本文将传统篆刻艺术中的资源协同、设计创作、视觉呈现等过程以数字化方式再现，研制了篆刻艺术智能化创作的系统和平台（浙江大学智能篆刻系统：http://www.next.zju.edu.cn/seal/；篆刻搜索排版系统：http://www.next.zju.edu.cn/seal/search_app/），以视觉知识为引导突破计算机艺术学面临的难点问题。本文构建了包含字和印的求是篆刻数据库，并以此为视觉知识库，构建了篆字智能生成算法。此外，为创建印章布局，提出一种篆字变形算法调整印章字符，并结合视觉知识实现智能篆字布局，以实现智能结构。实验结果表明本文所提方法和系统可有效解决篆刻艺术生成中的难点问题，为篆刻艺术的守正与创新提供理论与应用借鉴。

关键词组：篆刻；智能生成；深度学习；参数化模型；计算机艺术

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: 5175 Clicked: 2905 Cited: 0 Commented: 0(p.1494-1510) <Full Text> <PPT> 484

Chinese summary <23> APFD：面向移动轨迹大数据的出租车路径推荐方法

张文勇¹，夏大文¹，常国艳⁵，胡杨²，霍雨佳¹，冯夫健¹，李艳涛³，李华青⁴
¹贵州民族大学数据科学与信息工程学院，中国贵阳市，550025
²贵州交通技师学院汽车工程系，中国贵阳市，550008
³重庆大学计算机科学学院，中国重庆市，400044
⁴西南大学电子与信息工程学院，中国重庆市，400715
⁵贵州医科大学附属医院，中国贵阳市，550001
摘要：随着数据驱动智能交通系统的迅猛发展，高效的出租车路径推荐方法成为智慧城市的研究热点。基于移动轨迹大数据，提出一种基于人工势场（APF）和Dijkstra方法的出租车路径推荐方法。为提高路径推荐效率，提出一种区域提取方法，该方法通过原点和终点坐标搜索包含最优路径的区域。基于APF方法，提出一种有效的冗余节点去除方法。最后，通过Dijkstra方法推荐最优路径。将APFD方法应用于仿真地图和北京四环的实际路网。在地图上随机选取20对起点和终点坐标，采用APFD方法、蚁群（AC）算法、贪婪算法（A•）、APF、迅速探索随机树（RRT）、非支配排序遗传算法-II（NSGA-II）、粒子群算法（PSO）和Dijkstra算法进行最短路径推荐。在最短路径规划方面，与AC、A•、APF、RRT、NSGA-II和PSO相比，APFD的路径规划能力分别提高了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%。与Dijkstra算法相比，APFD的执行效率提高了1.03–27.75倍。此外，在北京四环实际路网中，APFD推荐最短路径的能力优于AC、A•、APF、RRT、NSGA-II和PSO，且APFD的执行效率高于Dijkstra方法。

关键词组：大数据分析；区域提取；人工势场；Dijkstra；路线推荐；出租车GPS轨迹

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

Weibin CHEN, Yangyang CHEN, Ya ZHANG

DOI: 10.1631/FITEE.2100476 Downloaded: 5028 Clicked: 2639 Cited: 0 Commented: 0(p.1511-1521) <Full Text> <PPT> 468

Chinese summary <23> 领导-跟随者多智能体系统有限时间协同路径跟踪控制

陈卫彬^1,3，陈杨杨^1,2，张亚^1,2
¹东南大学自动化学院，中国南京市，210096
²东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室，中国南京市，210096
³江苏自动化研究所机器人事业部，中国连云港市，222061
摘要：本文研究了连续反馈方法在有限时间内同时实现路径跟踪和沿期望轨道编队运动控制的应用。假设虚拟领导者和跟随者之间的拓扑结构是有方向的。设计了一种称为障碍函数的附件条件，使所有智能体在一个有限的区域内移动。首先，基于障碍函数和反步法，设计了一种新型的连续有限时间路径跟踪控制算法。然后，通过将路径跟踪误差视为扰动，设计了一种新型的连续有限时间编队控制算法。详细研究了所得系统的稳定时间特性，并对所提策略进行仿真验证。

关键词组：有限时间；协同路径跟踪；多智能体系统；障碍函数

Bipartite asynchronous impulsive tracking consensus for multi-agent systems

Lingzhong ZHANG, Yuanyuan LI, Jungang LOU, Jianquan LU

DOI: 10.1631/FITEE.2100122 Downloaded: 7219 Clicked: 6564 Cited: 0 Commented: 0(p.1522-1532) <Full Text> <PPT> 466

Chinese summary <24> 多智能体系统的二分异步脉冲跟踪一致性

张玲忠¹，李媛媛²，楼俊钢³，卢剑权⁴
¹常熟理工学院电气与自动化工程学院，中国常熟市，215500
²南京林业大学应用数学系，中国南京市，210037
³湖州师范学院信息工程学院，中国湖州市，313000
⁴东南大学数学学院，中国南京市，210096
摘要：本文研究了多智能体系统如何通过实施异步脉冲控制输入实现分布式二分领导跟随一致性。所提出的异步脉冲控制方法不要求所有多智能体的脉冲信号同时发生。多智能体系统相邻节点之间的通信链路存在合作或竞争关系。在领导者控制输入非零的情况下，得到了在闭环多智能体系统中实现二分异步脉冲跟踪一致性的充分条件。本文讨论了更广泛的异步脉冲效应范围。所设计的控制器反馈部分可有效对抗脉冲扰动。给出了估计脉冲增益边界和异步脉冲区间的简单代数条件。最后，通过数值仿真验证了理论结果的合理性。

关键词组：二分追踪；多智能体系统；异步脉冲；一致性

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: 7166 Clicked: 2247 Cited: 0 Commented: 0(p.1533-1545) <Full Text> <PPT> 409

Chinese summary <23> 有限域上Galois型非线性移位寄存器的能观性

高哲¹，冯俊娥¹，于永渊¹，崔彦君²
¹山东大学数学学院，中国济南市，250100
²明尼苏达大学双城分校计算机科学与工程系，美国明尼苏达州，55455
摘要：能观性可以确保任何两个不同初始状态都可以由它们的输出序列唯一确定，因此流密码必须避免不可观的非线性反馈移位寄存器，以防止等效密钥的出现。本文讨论了有限域上Galois型非线性反馈移位寄存器的能观性。通过半张量积，Galois型非线性反馈移位寄存器可被视为逻辑网络。本文介绍了状态转移矩阵的向量形式，据此提出一个充分必要条件以及判定一般Galois型非线性反馈移位寄存器能观性的算法。此外，本文定义了一个新的能观性矩阵，通过该矩阵可推导出计算复杂度较低的矩阵方法。此外，研究两种特殊类型的Galois型非线性反馈移位寄存器的能观性：全长Galois型非线性反馈移位寄存器和非奇异Galois型非线性反馈移位寄存器。提出两种方法确定这两种特殊类型的非线性反馈移位寄存器的能观性，并提供一些数值示例支持这些结果。

关键词组：能观性；非线性反馈移位寄存器（NFSRs）；Galois型非线性反馈移位寄存器；半张量积；有限域；逻辑网络

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: 13717 Clicked: 4303 Cited: 0 Commented: 0(p.1546-1561) <Full Text> <PPT> 475

Chinese summary <23> 基于非正交多址接入的雾无线接入网络中网络效益最大化的资源分配：博弈论方法

曹雪妍，闫实，张洪铭
北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，中国北京市，100876
摘要：基于非正交多址接入(NOMA)的雾无线接入网(F-RANs)提供了高频谱效率、超低延迟和巨大的网络吞吐量，这得益于雾接入点(F-APs)的边缘计算和通信功能。同时，在缓存阶段，具有缓存功能的F-APs负责进行大量多媒体文件的边缘缓存和传输，从而可以进一步降低传输能量和负担。工业界普遍需要的是在基于NOMA的F-RANs中高效的资源分配，包括缓存放置(CP)和无线电资源分配(RRA)，这是提高网络性能的关键。为此，本文首先描述了一种基于NOMA的F-RAN，其中具有缓存功能的F-APs通过NOMA协议与无线电远程单元同时为用户设备提供服务。在此基础上，提出一种基于网络效益最大化的资源分配问题，该效益同时考虑了缓存成本、收益和通信能效。本文将此NP难问题分解为两个子问题，即CP子问题和RRA子问题。最后，我们提出一种迭代方法和一种基于Stackelberg博弈的方法来求解各子问题。数值结果表明，在基于NOMA的F-RANs中，与现有资源分配方案相比，所提出的方法可以显著提高网络效益。

关键词组：雾无线接入网；非正交多址接入；博弈论；缓存放置；资源分配

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: 7734 Clicked: 2285 Cited: 0 Commented: 0(p.1562-1567) <Full Text> <PPT> 479

Chinese summary <24> 适用于全金属外壳5G多输入多输出智能终端的零净空正交同频天线对

常乐¹，贺文宝¹，陈小民²，檀笑雪¹，陈娟¹，康凯³，杨阳⁴
¹西安交通大学信息与通信工程学院，中国西安市，710049
²内蒙古大学电子信息工程学院，中国呼和浩特市，010021
³中国电子产业工程有限公司欧亚部，中国北京市，100846
⁴中国司法大数据研究院政企事业部，中国北京市，100043
摘要：本文首次提出零净空天线对，可适用于全金属外壳第五代移动通信技术（5G）多输入多输出（MIMO）智能终端。该天线对是金属边框上的T形槽结构，可以看作由两个对称的口对口开口槽构成。该结构存在两种工作于半波模式的极化正交特征模：对于同相电流环模式，两个开口槽相位相反，可以通过在缝隙处建立电位差来激励；对于槽模式，两个开口槽相位相同，可由一个对称馈电网络来激励。得益于T形槽位于侧边边框，不需要天线净空，非常适用于现代全面屏智能终端，终端后盖可采用金属材质，适用于全金属外壳终端。本文加工了一个Sub-6 GHz的四天线阵列来验证其可行性。在3.4–3.6GHz，两对天线对的隔离性均优于16.9 dB，任意两个天线之间的包络相关系数（ECC）均小于0.13，两种模式的总效率范围分别为43.5%–61.9%和40.5%–53.5%。

关键词组：天线对；第五代移动通信技术（5G）；Sub-6 GHz；极化正交；智能终端；智能手机；零净空；全金属外壳；多输入多输出（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: 3673 Clicked: 2404 Cited: 0 Commented: 0(p.1568-1578) <Full Text> <PPT> 454

Chinese summary <23> 具有高隔离度的毫米波平面双极化共口径阵列天线

曹羽艳¹，郭子均¹，郝张成^1,2,3
¹东南大学信息科学与工程学院毫米波国家重点实验室，中国南京市，210096
²东南大学移动信息通信与安全前沿科学中心，中国南京市，210096
³紫金山实验室，中国南京市，211111
摘要：本文提出并设计了一种毫米波平面共口径阵列天线。通过集成基板集成波导（SIW）和带状线激励网络，将K波段天线嵌入至Ka波段天线内部。通过共享辐射口径减小天线尺寸，降低其剖面高度。所设计的Ka波段天线通过SIW腔体表面的一对平行缝隙辐射水平极化波，而K波段天线通过SIW腔体表面的蝴蝶结形缝隙辐射垂直极化波。两个波段的阵列天线可以共享物理口径进行辐射，且在两个频段都具有很好的隔离度。为了验证以上设计思想，我们设计了一款中心工作频率为19 GHz和30 GHz的8×8共口径阵列天线，并采用多层印刷电路板（PCB）技术进行加工制造。实测结果表明，该天线在K波段和Ka波段的−10 dB阻抗带宽分别为7.73%和大于20%，相应的隔离度分别高于60 dB和44 dB。所提出的共口径天线具有小尺寸、低剖面和高隔离度的优点，可应用于小型化毫米波无线通信系统。

关键词组：共口径；平面天线；高隔离度；基片集成波导