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中国工程院院士张宏科: 抓住机遇,下大力气研发新型网络技术
1
作者 华凌 张宏科 《中国科技财富》 2022年第12期82-83,共2页
当今世界,信息网络技术发展日新月异,对国际政治、经济、文化、军事等领域的发展产生了深刻的影响。近30年来,我国信息网络技术虽已取得长足进步,但面对当前信息领域的新需求和新挑战,急需理论与技术创新,引领网络技术发展。那么,如何... 当今世界,信息网络技术发展日新月异,对国际政治、经济、文化、军事等领域的发展产生了深刻的影响。近30年来,我国信息网络技术虽已取得长足进步,但面对当前信息领域的新需求和新挑战,急需理论与技术创新,引领网络技术发展。那么,如何加强信息网络领域核心技术的自主创新和基础设施建设? 展开更多
关键词 中国工程院院士 信息网络技术 网络技术发展 自主创新 基础设施建设 新型网络技术 核心技术 抓住机遇
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服务感知网络
2
作者 任杰 王洪超 +6 位作者 王钦定 熊豪 杨冬 张宏科 谭斌 郭勇 黄光平 《电子学报》 北大核心 2025年第2期371-384,共14页
随着人工智能、大数据、云计算等新技术和新业务的蓬勃发展,其中起支撑性作用的互联网应用间的通信范式也逐步由传统的“请求—获取”一段式演进到复杂的“请求—计算—获取”二段式.新的通信范式不仅要求网络提供传统的数据传输与信息... 随着人工智能、大数据、云计算等新技术和新业务的蓬勃发展,其中起支撑性作用的互联网应用间的通信范式也逐步由传统的“请求—获取”一段式演进到复杂的“请求—计算—获取”二段式.新的通信范式不仅要求网络提供传统的数据传输与信息传递的渠道,还要求网络将计算以互联网公共服务的形式对外开放,深化计算与网络融合,促进社会的数字经济发展.然而,在当前TCP/IP架构为代表的网络体系架构中,解析发现、网络感知、路由计算等关键机制存在一些弊端,使其难以成为面向通信计算融合新型应用的数据基座.本文提出服务感知网络(Service Aware Network,SAN)实现架构,该架构系统性地改变了现有主机互联的设计,为算网融合等新应用场景提供全面、开放、有保障的内生服务互联支持.在SAN中,语义服务标识使用户终端能根据服务类型发起位置无关的高效端到端连接,算网需求感知为网络主动获取算力与带宽需求提供有效途径,两级两层路由既实现了联合算网二维资源的路由编排,又保障了在不同的网络开放程度下SAN部署的可行性和有效性.SAN的重要优势是在设计之初就系统性考虑了与现有网络基础设施的兼容和共存,通过增量部署的方式避免对现有网络进行重大改造,在不影响现网已有功能的同时实现全新机制,推动网络从主机互联到服务互联的平滑演进.实验表明SAN路由机制与基准路由算法相比分别降低了35.4%和17.5%的服务完成时间上限,同时实现了更为均衡高效的算网资源利用. 展开更多
关键词 服务感知网络 网络体系架构 服务标识 算网需求感知 路由计算
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面向智算融合的新型网络架构及关键技术
3
作者 张维庭 孙童 +1 位作者 权伟 张宏科 《无线电通信技术》 北大核心 2025年第2期219-223,共5页
人工智能的快速发展正深刻改变着网络基础设施的技术需求和服务模式。针对传统网络架构在支撑新兴人工智能应用方面存在的问题,围绕新型互联网的发展进行了深入研究与探索。阐述了智算融合网络,该网络以算网融合为典型特征,通过引入横... 人工智能的快速发展正深刻改变着网络基础设施的技术需求和服务模式。针对传统网络架构在支撑新兴人工智能应用方面存在的问题,围绕新型互联网的发展进行了深入研究与探索。阐述了智算融合网络,该网络以算网融合为典型特征,通过引入横向划域、纵向分层的思想,建立从应用需求到资源调度的端到端映射体系,实现多网深度融合及智能协同计算。进一步介绍了算网资源动态适配、智能组网与路由优化、跨域可靠传输调度等关键技术,克服算网多维资源管控、传算一体时延保障等难题,为推动新型互联网架构智能化演进提供了新思路与方法。 展开更多
关键词 新型互联网 智算融合网络 资源适配 智能组网 可靠传输
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新型互联网的探索与演进
4
作者 张宏科 张宇明 彭轶华 《陆军工程大学学报》 2024年第6期1-9,共9页
新型互联网领域的技术创新与变革关系到国家安全、经济稳定以及全球竞争力的提升,已成为我国进行大国博弈的重要支撑。然而,互联网体系和机制是一个“复杂巨系统”,其创新研究主要存在两大技术路线,即演进式发展路线和变革式创新路线。... 新型互联网领域的技术创新与变革关系到国家安全、经济稳定以及全球竞争力的提升,已成为我国进行大国博弈的重要支撑。然而,互联网体系和机制是一个“复杂巨系统”,其创新研究主要存在两大技术路线,即演进式发展路线和变革式创新路线。二者各有优劣,均对当今互联网重大关键问题的解决起到了至关重要的作用。未来,新型互联网的进一步发展应取百家之所长,通过融合多样化的新架构、新技术以及新能力,将互联网从传统的被动信息承载设施逐步转变为新型的主动智能服务设施,在智能化、安全性、多元服务提供等方面实现跨越式的能力提升,为未来可能出现的新型业务与应用提供更加智能、灵活的支撑,形成互联网技术与各垂直行业深度融合、协同发展的新格局。 展开更多
关键词 新型互联网 网络体系架构 网络智慧化 网络融合
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基于FPGA的SM4算法高效实现方案 被引量：3
5
作者 张宏科 袁浩楠 +3 位作者 丁文秀 闫峥 李斌 梁栋 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期140-150,共11页
针对SM4算法的FPGA实现方案存在数据处理速度不够高和逻辑资源占用过高的问题,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高性能、低资源消耗的SM4算法实现方案。所提方案采用循环密钥扩展与32级流水线加解密相结合的架构,循环密钥扩展的方式... 针对SM4算法的FPGA实现方案存在数据处理速度不够高和逻辑资源占用过高的问题,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高性能、低资源消耗的SM4算法实现方案。所提方案采用循环密钥扩展与32级流水线加解密相结合的架构,循环密钥扩展的方式降低了逻辑资源消耗,32级流水线加解密的方式提高了数据吞吐率。同时,所提方案采用代数式S盒并通过合并线性运算以及在不可约多项式的合并矩阵中筛选最优矩阵运算的方式进一步减少S盒变换的运算量,从而达到降低逻辑资源占用与提高工程数据吞吐率的目的。测试结果显示,该方案比现有最佳方案在数据吞吐率上提升了43%,且资源占用率降低了10%。 展开更多
关键词 SM4算法 FPGA实现 流水线架构 代数式S盒
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广义确定性标识网络 被引量：3
6
作者 杨冬 程宗荣 +4 位作者 田伟康 王洪超 张宏科 谭斌 赵志勇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-18,共18页
随着智能制造、智能交通等重大国家战略实施,确定性成为信息网络尤其是行业专网的新焦点.现有确定性网络技术始终关注网络传输要素(带宽、时隙等)来保障数据流的确定性传输.然而,仅靠保障传输要素无法支撑新兴行业应用的多样化需求.例如... 随着智能制造、智能交通等重大国家战略实施,确定性成为信息网络尤其是行业专网的新焦点.现有确定性网络技术始终关注网络传输要素(带宽、时隙等)来保障数据流的确定性传输.然而,仅靠保障传输要素无法支撑新兴行业应用的多样化需求.例如,在算网融合场景,智算任务要求同时保障传输与计算要素的确定性来实现高性能通信;在绿色通信场景,需要考虑节点能量要素的确定性以维持网络稳定运行.针对上述需求,本文基于前期提出的标识网络技术,研究面向传输、计算、存储、能量等多要素的广义确定性网络.首先提出广义确定性标识网络架构,包括差异化服务层、异构融合网络层和智慧化适配层.差异化服务层和异构融合网络层,分别实现差异化确定性应用需求和异构化确定性网络要素的统一标识和描述,并通过标识解析映射实现确定性信息向智慧化适配层的统一封装和传递;智慧化适配层完成差异化确定性应用需求和异构化确定性网络要素的适配.现有确定性资源适配方法,即使仅考虑单一网络内的基本确定性要素,仍面临计算时间长、求解复杂性高、灵活度低等问题,为了支持更加复杂的多确定性要素、多种异构网络的协同适配,设计了基于深度强化学习的端到端的确定性调度(End-to-end Deterministic resource scheduling,E2eDet)算法,该算法可统一化、端到端地为混合数据流协同分配多种确定性网络资源,满足不同应用的差异化确定性需求.实验表明,E2eDet比DeepCQF和Random算法分别提升了28.4%和6.38倍数据流调度数量,同时E2eDet可以较好地权衡计算时间和调度能力. 展开更多
关键词 广义确定性网络 完备标识空间 网络体系架构 深度强化学习 网络资源调度
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面向智算融合网络的自主防御范式研究 被引量：3
7
作者 刘颖 夏雨 +3 位作者 于成晓 张维庭 汪润虎 张宏科 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1432-1441,共10页
随着数字经济时代算力供给模式的变革,以算力为核心的新型网络基础设施已成为实现算力资源共享、支撑数字经济转型的重要动力.在算力网络中,多元异构用户终端通过多种方式高频接入网络以随时随地获取算力服务,网络的开放性和动态性增大... 随着数字经济时代算力供给模式的变革,以算力为核心的新型网络基础设施已成为实现算力资源共享、支撑数字经济转型的重要动力.在算力网络中,多元异构用户终端通过多种方式高频接入网络以随时随地获取算力服务,网络的开放性和动态性增大,算力网络将面临更严峻的安全挑战.然而,基于传统网络的安全防御模式通常针对具体安全问题静态式增补安全防护组件,无法主动适配用户需求灵活调整防御策略,难以应对算力网络中的安全风险.因此,本文面向新型算力网络安全需求,将安全功能作为网络内部属性,基于智算融合网络提出一种多维协同自主防御范式.结合智算融合网络“三层”“三域”的设计思想,在“三层”中,以广义服务层定义安全固有服务,以映射适配层智慧适配安全功能,以融合组件层执行安全策略;在“三域”中,以实体域先导资源适配,以知识域驱动安全服务流程,以感控域实施具体安全技术,构建“检测”“溯源”“防御”三维一体的完整基础管控流程,其中安全策略与技术可根据场景扩展性与业务安全性进行灵活调整.最终,通过仿真实验对所提范式有效性进行了验证,为未来智算融合安全的进一步研究和应用提供参考. 展开更多
关键词 智算融合网络 算力网络 自主防御 防御范式 网络攻击
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发展算力网络 构筑数字经济时代的重要基石
8
作者 张宏科 《中国科技产业》 2025年第5期1-3,共3页
数字经济是我国“十四五”发展规划及国家重大战略重心,也是当今世界全球竞争的核心领域,而算力作为数字经济的“新质生产力”,正深刻重构国家竞争力的底层逻辑。其不仅支撑人工智能训练、大数据分析及智能制造等关键技术突破,更在技术... 数字经济是我国“十四五”发展规划及国家重大战略重心,也是当今世界全球竞争的核心领域,而算力作为数字经济的“新质生产力”,正深刻重构国家竞争力的底层逻辑。其不仅支撑人工智能训练、大数据分析及智能制造等关键技术突破,更在技术创新与产业升级中发挥核心作用。 展开更多
关键词 算力 国家竞争力 数字经济 十四五发展规划
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新网络体系基础研究——一体化网络与普适服务 被引量：127
9
作者 张宏科 苏伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期593-598,共6页
现有信息网络的原始设计思想基本上是一种网络支撑一种主要服务的解耦模式,难以满足网络和服务的多样性需求.本论文从现有多种信息网络存在的严重弊端出发,研究和探索新一代信息网络体系的基础理论,给出一体化网络与普适服务新体系结构... 现有信息网络的原始设计思想基本上是一种网络支撑一种主要服务的解耦模式,难以满足网络和服务的多样性需求.本论文从现有多种信息网络存在的严重弊端出发,研究和探索新一代信息网络体系的基础理论,给出一体化网络与普适服务新体系结构模型;创造性地提出新网络体系下的网络一体化模型与理论,建立接入标识、广义交换路由标识及其映射理论;提出普适服务体系模型与理论,创建服务标识及其映射理论、连接标识及其映射理论;最后通过原型系统对上述机理、原理及理论进行验证,实验结果表明,这种新的网络体系在有效地解决现有网络安全、移动、异质异构等弊端的同时,可支持普适服务. 展开更多
关键词 新网络体系 一体化网络 普适服务
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智慧协同网络体系基础研究 被引量：53
10
作者 张宏科 罗洪斌 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1249-1254,1254,共6页
现有互联网具有"三重绑定"特征,即:服务的"资源和位置绑定"、网络的"控制和数据绑定"及"身份与位置绑定".这种网络体系与机制是相对"静态"和"僵化"的,在此基础上的演进与... 现有互联网具有"三重绑定"特征,即:服务的"资源和位置绑定"、网络的"控制和数据绑定"及"身份与位置绑定".这种网络体系与机制是相对"静态"和"僵化"的,在此基础上的演进与发展无法从根本上满足信息网络"高速"、"高效"、"海量"、"泛在"等通信需求,难以解决网络可扩展性、移动性、安全性等问题,更难以实现网络资源的高效利用、节能等.本文创造性提出了以"三层"、"两域"为典型特征的智慧协同网络体系结构模型."三层"即:智慧服务层、资源适配层和网络组件层;"两域"即实体域和行为域.在"三层"、"两域"体系模型的基础上,分别建立了智慧服务层、资源适配层和网络组件层的基本理论,以在有效解决网络可扩展性、移动性、安全性等问题的基础上,大幅度提高网络资源利用率,降低网络能耗等,显著提升用户体验. 展开更多
关键词 未来互联网体系 智慧协同 资源适配
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IPv6无线传感器网络的研究及其应用 被引量：12
11
作者 张宏科 梁露露 高德云 《中兴通讯技术》 2009年第5期37-40,共4页
将IPv6与无线传感器网络技术结合起来的IPv6无线传感器网络引起了越来越多国内外研究机构与组织的重视。为了实现IPv6技术与无线传感器网络技术的完美融合,需要全面设计新型的无线传感器网络体系结构。文章充分考虑IPv6以及无线传感器... 将IPv6与无线传感器网络技术结合起来的IPv6无线传感器网络引起了越来越多国内外研究机构与组织的重视。为了实现IPv6技术与无线传感器网络技术的完美融合,需要全面设计新型的无线传感器网络体系结构。文章充分考虑IPv6以及无线传感器网络的技术特点,提出IPv6无线传感器网络体系结构,并开发出一套适用于大规模无线传感器网络应用的嵌入式IPv6微型协议栈,在此基础上,根据实际应用需求,给出IPv6无线传感器网络与Internet互联的两种不同方式,并给出一个在精准农业生产中典型应用实例。 展开更多
关键词 无线传感器网络 IPV6协议 协议栈 互联 精准农业
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广义中值滤波理论及其性质的研究 被引量：5
12
作者 张宏科 阮秋琦 袁保宗 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第2期81-85,共5页
本文以传统的中值滤波为背景，给出了一种广义中值滤波（ＧＭＦ）的定义，并在此基础上，研究了有关数学模型、性质和基本定理。其效果不仅完善了中值类非线性滤波理论，而且还展示出一些有实用价值的新结构和新应用。
关键词 广义中值滤波 数学模型 性能分析 滤波理论
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智融标识网络基础研究 被引量：15
13
作者 张宏科 冯博昊 权伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期977-982,共6页
现有互联网因其原始设计不足已在服务质量、资源利用率、管控能力等诸多方面暴露出严重弊端,难以支撑起"互联网+"新业态高速发展对通信网络与服务日趋复杂化、多元化的需求.因此,如何设计全新的互联网已成为信息领域最为迫切... 现有互联网因其原始设计不足已在服务质量、资源利用率、管控能力等诸多方面暴露出严重弊端,难以支撑起"互联网+"新业态高速发展对通信网络与服务日趋复杂化、多元化的需求.因此,如何设计全新的互联网已成为信息领域最为迫切与核心的研究内容之一,受到学术界与产业界的高度重视.本文基于前期"标识网络"与"智慧标识网络"研究,创造性提出"智融标识网络"体系及其关键机制,通过全网多空间、多维度资源的智慧融合,实现个性化服务的按需供给与灵活化组网的有效支撑,为不同行业与用户提供高效的差异化、定制化通信网络服务,以普遍适用于高铁网络、工业互联网、车联网等各类迥异应用情景. 展开更多
关键词 标识网络 智慧融合网络 新型互联网
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新互联网体系理论及关键技术 被引量：8
14
作者 张宏科 董平 杨冬 《中兴通讯技术》 2008年第1期17-20,共4页
互联网在可信(安全、可靠、可控、可管)等方面存在严重弊端。为解决这些问题,文章研究和探索新一代互联网体系的基础理论,给出了新网络的体系结构模型;创造性地提出新网络体系下的交换路由模型与理论,建立接入标识、广义交换路由标识及... 互联网在可信(安全、可靠、可控、可管)等方面存在严重弊端。为解决这些问题,文章研究和探索新一代互联网体系的基础理论,给出了新网络的体系结构模型;创造性地提出新网络体系下的交换路由模型与理论,建立接入标识、广义交换路由标识及其映射理论;提出普适服务体系模型与理论,创建服务标识及其映射理论、连接标识及其映射理论;并对新互联网体系中的接入控制管理、可信路由及服务质量、多流传输、网络监测管理等关键技术进行了研究和探讨。 展开更多
关键词 新互联网 交换路由 普适服务 网络体系
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二维系统最小状态空间实现 被引量：2
15
作者 张宏科 姚秉椿 张有正 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第6期107-109,共3页
本文采用Givone-Roesser状态空间模型,对任意二维线性时不变系统传输函数提出了一种最小状态空间描述法。
关键词 二维系统 空间模型 信号分析
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智慧标识网络的未来互联网体系 被引量：4
16
作者 张宏科 黄道超 《电信科学》 北大核心 2013年第S1期20-28,共9页
现有信息网络的原创模式是相对"静态"和"僵化"的,网络不能自动感知服务的需求变化,网络资源无法按照需求动态适配,无法满足未来网络"高速"、"海量"、"泛在"、"绿色"的通... 现有信息网络的原创模式是相对"静态"和"僵化"的,网络不能自动感知服务的需求变化,网络资源无法按照需求动态适配,无法满足未来网络"高速"、"海量"、"泛在"、"绿色"的通信需求。要从根本上解决现有信息网络原始设计的严重弊端,必须创建全新的智慧型未来网络体系与机制,建立相应的基础理论体系。为此,一体化标识网络提出了"4种标识,3类映射"体系模型,突破了传统的一种网络支撑一种主要服务的原创模式。在其成功经验和丰硕成果的基础上,结合服务的"资源和位置分离"、网络的"控制和数据分离"及"身份与位置分离"思想,进一步提出了未来智慧型网络体系结构,在有效解决网络可扩展性、移动性、安全性等问题的基础上,实现了智慧型网络更高效、更优化、更节能等目标。 展开更多
关键词 一体化网络 标识分离 下一代互联网
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融算网络体系基础研究 被引量：19
17
作者 张宏科 于成晓 +1 位作者 权伟 张宇明 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2928-2934,共7页
随着国家数字经济战略加快实施建设,算力基础设施成为数字经济发展的重要引擎.新一代网络技术从信息数据通信向信息数据智能化处理转变,泛在的计算、存储以及传输资源的融合逐步形成算力网络.算力网络作为我国率先提出的新型网络架构,... 随着国家数字经济战略加快实施建设,算力基础设施成为数字经济发展的重要引擎.新一代网络技术从信息数据通信向信息数据智能化处理转变,泛在的计算、存储以及传输资源的融合逐步形成算力网络.算力网络作为我国率先提出的新型网络架构,是推动我国信息产业发展,支撑我国“十四五”发展规划中“网络强化、数字中国”发展战略的重要基础.在此背景下,算力网络被提出旨在推动网络体系与算力体系的深度融合:一方面通过算力提升网络服务质量,资源调度以及服务功能的编排能力,实现智能高效的网络算力服务;另一方面网络作为连接纽带将离散的数据中心、超算中心等泛在算力进行融合,实现以云为中心的算力资源运营,利用网络促进算力高效调度.然而,算力网络研究尚处于起步阶段,在架构、标准以及技术方面尚未达成共识,相关架构、标准的设计依赖传统网络技术,缺乏构建统一的算力网络标准体系,研究面临诸多新需求和新挑战,如“在哪算”“算什么”和“怎么算”等.本文基于前期“标识网络”与“智慧标识网络”研究,针对异构网络的深度融合与网络智慧化创新两大必然趋势,创造性提出“融算网络”体系及其关键机制,突破多网融合组网与高效兼容、多维统一标识及智能解析映射、按需组网及算网协同传输、算网融合的协同计算与优化等技术,构建算网深度融合的新型网络体系理论,旨在为不同行业和用户按需提供多元化算力服务支撑.“融算网络”突破网络专网发展视角,结合网络融合化、智慧化发展趋势,研究构建新型理论体系与突破关键核心技术,实现核心技术自主可控、可兼容替代现有网络、功能性能领先国际的原创性建设目标,满足国家与行业重大战略需求,促进国家数字经济的发展,为全国一体化算力整体布局奠定理论基础. 展开更多
关键词 算力网络 融算网络 算力标识 网络体系架构
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移动互联网络技术的现状与未来 被引量：10
18
作者 张宏科 《电信科学》 北大核心 2004年第10期5-8,共4页
本文在介绍国内外移动互联网络技术研究领域发展现状的基础上,重点给出了该研究领域近期的研究热点、中长期的研究目标和战略发展方向,指出了有望取得突破性进展的研究领域。
关键词 移动互联网 网络技术 战略发展 国内外 未来 现状 研究领域 研究目标 研究热点 方向
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一体化可信网络与普适服务体系基础研究:目标、思路及进展 被引量：2
19
作者 张宏科 罗洪斌 《China Communications》 SCIE CSCD 2008年第4期69-74,共6页
现有互联网自从问世以来,取得了巨大的成功。然而,它也在其高速发展过程中逐渐暴露了其原始设计的缺陷,包括安全性差,对移动性的支持不足等。为此,世界范围内掀起了研究未来互联网网络体系结构的热潮,意图从根本上重新设计一个新的互联... 现有互联网自从问世以来,取得了巨大的成功。然而,它也在其高速发展过程中逐渐暴露了其原始设计的缺陷,包括安全性差,对移动性的支持不足等。为此,世界范围内掀起了研究未来互联网网络体系结构的热潮,意图从根本上重新设计一个新的互联网。顺应这一趋势,科技部于2007年5月正式启动了国家973项目"一体化可信网络与普适服务体系基础研究",试图以中国人的观点和视角设计一个全新的互联网。本文从设计目标、思路及进展几个方面对该项目的情况进行简要介绍。虽然这是一个基础研究项目,我们相信它的成功会为全中国人民乃至全世界人们带来巨大的好处。 展开更多
关键词 未来互联网 互联网体系结构 安全 可扩展 移动性
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用比特串实现的实时信号处理α-剪裁平均滤波 被引量：2
20
作者 张宏科 张有正 《电子科学学刊》 CSCD 1991年第5期468-474,共7页
本文基于比特串实现原理,对传统的多电平α-剪裁平均摅波(TMF),提出了一种新的比特串α-TMF概念。要工作包括:(1)给出了比特串α-TMF的定义;(2)作为示例列出了演算α-TMF算法的具体过程;(3)讨论了比特串α-TMF的基本特性;(4)给出了用模... 本文基于比特串实现原理,对传统的多电平α-剪裁平均摅波(TMF),提出了一种新的比特串α-TMF概念。要工作包括:(1)给出了比特串α-TMF的定义;(2)作为示例列出了演算α-TMF算法的具体过程;(3)讨论了比特串α-TMF的基本特性;(4)给出了用模拟和数字电路相结合实现的实时信号处理电路及实验结果。 展开更多
关键词 信息处理 非线性滤波 滤波
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