霍炎

博士、教授、宽带无线移动通信研究所 副所长

基本信息

办公电话：86 10 51688307 电子邮件： yhuo@bjtu.edu.cn
通讯地址：北京交通大学土木工程楼415， 科技大厦1203-A 邮编：100044

研究兴趣

（1）多形异构智联网的物理-网络层关键技术：以未来移动通信系统支撑，放眼未来智慧物联中各种设备，针对增强移动宽带型的应用，支持大规模机器类通信场景，具备提供低延迟、高可靠的服务能力，探索智慧物联系统通信层面的关键技术，主要包括：无线通信信道建模、网络接入与资源优化调度、多任务协同计算等。

  • “通感算一体化”理论、技术与方法：针对具备物理-数字空间感知、泛在智能通信与计算能力的网络，研究多维感知（电磁环境、物理环境、网络态势、业务状态等）、协作通信（通信资源优化调度与部署、服务质量与体验增强、干扰管理与消除等）、智能计算（分布式泛在计算、边缘计算、计算与存储资源调度等）的深度交叉融合，设计高效率、强鲁棒、自学习、自维护的闭环数据信息智能交互与处理方法，支撑通感算一体化优化和智能协作。
  • 设备海量接入问题：面向海量连接物联网场景，适应多接入技术、多传输业务、多服务质量要求的大规模异构网络，适应更为复杂的干扰场景、更高的计算与存储要求及更低能量消耗的需求，基于大数据，利用博弈论和机器学习理论，设计无线资源管理新方法。
  • 多任务泛在边缘计算：多形异构智联网中存在大量弱终端，其计算资源与能量均是有限的，单一节点无法承担复杂任务或存储，因此聚合众多边缘节点实施分布式计算可应对这一难题。后5G为智慧物联的实施提供了更多的通信资源，需要针对这种“多节点-多任务”的后5G智慧物联系统，在保障数据隐私安全的基础上，设计快速完备的多核任务协同处理与调度机制，并在延迟、带宽、能耗和开销等方面分析并优化系统性能，实现任务的动态分配与卸载、分布式计算与存储等，这是提升智慧物联网在差异化服务与可扩展性的重要问题之一。
（2）面向多形异构智联网的数据安全问题：针对智慧物联系统多种应用场景，多种业务类型，多种节点特征，多种网络结构等，着重针对通信传输安全、节点接入安全、网络共享安全、数据隐私与可用等角度，研究跨层“应用层-网络层-物理层”与跨域“蜂窝网-自组网”的组合安全与协作隐私保护机制，突破组合安全难题，实现分级、可扩展层间安全。
  • 跨层-跨域的设备认证与数据安全传输：传统网络空间安全策略是针对某一层次进行单独设计。这种独立的安全机制虽然可在一定程度上抵御威胁，但由于安全机制之间没有协调工作，可能出现冗余安全并缺乏对于安全问题的自适应，因此提取各层属性特征并分析关联性，设计跨层次的安全传输机制，是未来网络空间安全策略设计的主要目标之一。此外，面向应用的多种网络结构不断融合，从而形成了有中心网络与无中心网络的混合架构，多形异构智联网中的节点可随时在异构网络中切换。网络空间安全存在域间漏洞，极易被攻击者所利用。因此进行域间组合安全机制的设计，实现异构网络统一安全传输也是未来无线通信的研究重点与难点之一。
  • 多形异构智联网安全、云/雾计算安全：在多形异构智联网中，大量的终端用户数据在多个节点中存储和处理，这就造成了数据共享与身份隐私保护之间、外包数据与数据隐私之间和基于位置的服务与位置隐私之间等一系列数据服务与数据隐私安全间的矛盾。可从用户的身份、行为、兴趣和位置等角度出发，构建轻量级的动态和细粒度的隐私安全防护机制，以实现在各个节点协同操作过程中保护用户隐私不被泄露的同时支持对数据进行各类操作。

更多内容请参考：https://cpsis.bjtu.edu.cn/; Homepage; Google Scholar Citations; DBLP

教育背景

1、2000.09 - 2004.07，北京交通大学通信工程专业，工学学士

2、2004.09 - 2009.01，北京交通大学通信与信息系统专业，工学博士学位，博士研究方向为：多媒体通信，论文题目为：无线多媒体网络视频压缩与流量模型的研究

工作经历

1、2019.01 - 至今，北京交通大学电子信息工程学院，教授

2、2012.12 - 2018.12，北京交通大学电子信息工程学院，副教授

3、2017.09 - 2018.02，北京鼎兴达信息科技股份有限公司，工程师

4、2015.02 - 2016.02，美国The George Washington University，访问学者

5、2011.03 - 2012.11，北京交通大学电子信息工程学院，讲师

6、2009.02 - 2011.02，上海交通大学信息与通信工程流动站，博士后研究工作，出站报告题目为：面向无线视频传输的码率控制与联合编码的研究

研究方向

  • 宽带移动通信系统与专用移动通信
  • 通信工程
  • 人工智能

招生专业

  • 信息与通信工程硕士
  • 通信工程（含宽带网络、移动通信等）硕士
  • 信息与通信工程博士
  • 通信工程（含宽带网络、移动通信等）博士
  • 人工智能硕士

科研项目


  1. 国家重点研发计划-任务：陆海生态环境关键参数采集取证、通讯与定位保障，2021-12--2025-12，150万元，主持
  2. 科技部雄安新区科技创新专项（创新人才类）项目：多维感知驱动的车联网通算融合技术研究，2022-08--2024-07，200万元，主持
  3. 北京航空航天大学杭州创新研究院钱江实验室开放基金：基于区块链的通航飞行计划数据管控技术研究，2021-01--2022-12，20万元，主持
  4. 工业互联网创新发展工程项目：面向信息物理系统(CPS)的制造执行系统(MES)，2019-12-31--2021-12-31，7000万元，主研参加
  5. 基本科研业务费重大项目：后5G智慧物联中面向物理与链路层关键技术研究，2019-04-01--2024-03-31，300万元，主持
  6. 北京市自然科学基金“面上”：面向智慧物联的协作认知动态安全传输系统研究与设计，2020-01-01--2022.12.31，20万元，主持
  7. 国家自然科学基金“重点”：面向未来移动通信的低功耗安全智慧物联网系统关键技术研究，2020-01-01--2024-12-31，290万元，主研参加
  8. 国家自然科学基金"面上"：面向下一代无线网络的多维度物理层安全绿色通信系统研究，2019-01-01--2022-12-31，66万元，主持
  9. 铁科研横向项目：“升降式站台门系统障碍物探测算法及电机同步性研究”，2019-08-15--2019-10-31，主持
  10. 国家自然科学基金"面上"：移动社交网络中考虑用户自私性的路由协议研究，2015-01-01--2018-12-31，92.0万元，主持
  11. 中央高校基本科研业务费：面向区域协同干扰的隐蔽通信策略研究，2017-01-01--2018-12-31，10万元，主持
  12. 中央高校基本科研业务费：面向车联网的实时信息传输路由协议研究，2015-01-01--2016-12-31，7.0万元，主持
  13. 国家自然科学基金“面上”：高速移动条件下无线宽带网络资源管理研究，2012-01-01--2015-12-31，60.0万元，主持
  14. 国家自然科学基金“其他”：无线算法，系统和应用国际会议，2012-06-01--2013-06-01，5.0万元，主持
  15. 铁道部科技司：牵引供电安全服役技术研究——牵引变电所开关设备安全在线监测系统，2013-06-01--2014-12-31，30.0万元，参加
  16. 博士点基金：面向认知网的动态频谱资源管理与多址接入技术研究，2014-01-01--2016-12-31，12.0万元，参加
  17. 中央高校基本科研业务费（重点项目）：面向5G的低功耗巨连接关键技术研究，2016-01-01--2019-12-31，105.0万元，参加
  18. 红果园“四总部”项目：多跳自组协同弹性组网关键技术研究，2017-01-01--2019-12-31，100.0万元，参加
  19. 红果园“四总部”项目：多跳协同自组织网络通信系统，2016-10-08--2018-10-08，66.0万元，参加


教学工作


  1. 模拟电子技术（2013年至今，本科生专业基础课）
  2. 数字电子技术（2019年至今，本科生专业基础课）
  3. 多媒体信息处理与传输技术（2015年至2017年，研究生专业课）
  4. 多媒体通信（2013年至2015年，本科生专业课）
  5. 现代通信概论（2011年至2013年，本科生限选课）


专著/译著

刘颖, 霍炎, 李赵红, 模拟电子技术基础, 高等教育出版社, 2021

荆涛, 卢燕飞, 霍炎, 多媒体通信, 科学出版社, 2012

论文/期刊

截止2023年12月共发表（含录用）学术论文150余篇，部分成果如下：

【部分期刊文章】

  1. Xin Fan, Yue Wang, Yan Huo, Zhi Tian, CB-DSL: Communication-efficient and Byzantine-robust Distributed Swarm Learning on Non-i.i.d. Data, IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking, vol.10(1), 2024, pp.322-33
  2. Tianhui Zhang, Yan Huo*, Liran Ma, Ela Guo, Distributed Physical Layer Authentication: Overview and Opportunities, IEEE Communications Magazine, vol.62(1), 2024, pp.134-140 
  3. Tao Jing, Hongyan Huang, Qinghe Gao, Yue Wu, Yan Huo, Yawei Wang, Multi-user Physical Layer Authentication Based on CSI Using ResNet in Mobile IoT, IEEE Transactions on Information Forensics and Security, vol.19, 2024, pp.1896-1907
  4. Tianhui Zhang, Yan Huo, Qinghe Gao, Liran Ma, Yue Wu, Rayna Li, Cooperative Physical Layer Authentication with Reputation-inspired Collaborator Selection, IEEE Internet of Things Journal, vol.10(24), 2023, pp.22165-22181
  5. Xin Fan, Yue Wang, Yan Huo*, Zhi Tian, 1-Bit Compressive Sensing for Efficient Federated Learning Over the Air, IEEE Transactions on Wireless Communcations, vol.22(3), 2023, pp.2139-2155
  6. Xin Fan, Yue Wang, Yan Huo*, Zhi Tian, BEV-SGD: Best Effort Voting SGD against Byzantine Attacks for Analog Aggregation based Federated Learning Over the Air,  IEEE Internet of Things Journal, vol. 19(9), 2022, pp.18946-18959
  7. Xin Fan, Yue Wang, Yan Huo*, Zhi Tian, Joint Optimization of Communications and Federated Learning Over the Air, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol.21(6), 2022, pp.4434-4449
  8. Xiaoxuan Wang, Yang Li, Tao Jing, Yan Huo, Tao Tang, Enhancing Dependability Analysis Provisioning in CBTC Wireless Communication System with Age of Information, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 71(2), 2022, pp.1617-1630
  9. Yingzhen Wu, Yan Huo, Cross-layer Transmission Schemes for Social Internet of Things: Overview, Opportunities and Challenges, Neurocomputing, vol. 500, 2022, pp. 703-711
  10. Yan Huo, Yuandong Wu, Ruinian Li, Qinghe Gao, Xiling Luo, A Learning-aided Intermittent Cooperative Jamming Scheme for Non-slotted Wireless Transmission in an IoT System, IEEE Internet of Things Journal, vol. 9(12), pp. 9354-9366, 2022
  11. Yuandong Wu, Yan Huo, A Survey of Cooperative Jamming-based Secure Transmission for Energy-limited Systems, Wireless Communications and Mobile Computing, Vol.2021, Article ID 6638405, 11 pages, 2021
  12. Yan Huo, Jingjing Fan, Yingkun Wen, Ruinian Li, A Cross Layer Cooperative Jamming Scheme for Social Internet of Things, Tsinghua Science and Technology, vol. 26(4), 2021, pp.523-535
  13. Yan Huo, Chun Meng, Ruinian Li, Tao Jing, An Overview of Privacy Preserving Schemes for Industrial Internet of Things, China Communications, vol.17(10), 2020, pp.1-18 (Hot paper)
  14. Qinghe Gao, Yan Huo, Tao Jing, Liran Ma, Yingkun Wen, Xiaoshuang Xing, An Intermittent Cooperative Jamming Strategy for Securing Energy-Constrained Networks, IEEE Transactions on Communications, vol.67(11), 2019, pp.7715-7726
  15. Yan Huo, Xin Fan, Liran Ma, Xiuzhen Cheng, Zhi Tian, Dechang Chen, Secure Communications in Tiered 5G Wireless Networks with Cooperative Jamming, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol.18 (6), 2019, pp.3265-3280
  16. Yingkun Wen, Yan Huo*, Liran Ma, Tao Jing, and Qinghe Gao, A Scheme for Trustworthy Friendly Jammer Selection in Cooperative Cognitive Radio Networks, IEEE Transactions on on Vehicular Technology, vol.68 (4), 2019, pp.3500-3512
  17. Yan Huo, Yuqi Tian, Liran Ma, Xiuzhen Cheng, and Tao Jing, Jamming Strategies for Physical Layer Security, IEEE Wireless Communications, vol.25(1), pp.148-153, 2018
  18. Yan Huo, Chunqiang Hu, Xiaowei Qi, and Tao Jing, LoDPD: A Location Difference-Based Proximity Detection Protocol for Fog Computing, IEEE Internet of Things Journal, vol. 4, no. 5, pp. 1117-1124, Oct. 2017
  19. Yan Huo, Lingling Liu, Liran Ma, Wei Zhou, Xiuzhen Cheng, and Tao Jing, A Coalition Formation Game based Relay Selection Scheme for Cooperative Cognitive Radio Networks, ACM/Springer Wireless Networks, Vol. 23, No. 8, pp. 2533-2544, 2017
  20. Tao Jing, Xing Wei, Wei Cheng, Mingyang Guan, Liran Ma, Yan Huo,  and Xiuzhen Cheng, An Efficient Scheme for Tag Information Update in RFID Systems on Roads, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 65, No. 4, pp. 2435-2445, 2015
  21. Tao Jing, Shixiang Zhu, Hongjuan Li, Xiaoshuang Xing, Xiuzhen Cheng, Yan Huo, Rongfang Bie, and Znati, T, Cooperative Relay Selection in Cognitive Radio Networks, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 64, No. 5, pp. 1872-1881, 2015
  22. Xiaoshuang Xing, Tao Jing, Wei Zhou, Xiuzhen Cheng, Yan Huo, and Hang Liu, Routing in user-centric networks, IEEE Communications Magazine, Vol. 52, No. 9, pp.44-51, 2014
  23. Xiaoshuang Xing, Tao Jing, Hongjuan Li, Yan Huo, Xiuzhen Cheng, and Znati, T, Optimal Spectrum Sensing Interval in Cognitive Radio Networks, IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, Vol. 25, No. 9, pp. 1045-9219, 2014
  24. Xiaoshuang Xing, Tao Jing, Wei Cheng, Yan Huo, and Xiuzhen Cheng, Spectrum Prediction in Cognitive Radio Networks, IEEE Wireless Communications, Vol. 20, No, 2, pp. 90-96, 2013

【部分会议文章】

  1. Yudi Zhou, Tao Jing, Yue Wu, Qinghe Gao, Yan Huo, Liran Ma, Enhanced Collaborative Physical Layer Authentication Through An Impression-weighted Decision Aggregation Scheme, IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), 2023
  2. Xin Fan, Yue Wang, Yan Huo, Zhi Tian, Efficient Distributed Swarm Learning for Edge Computing, IEEE International Conference on Communications (ICC), 2023
  3. Xin Fan, Yue Wang, Yan Huo, Zhi Tian, Robust Distributed Swarm Learning for Intelligent IoT, IEEE International Conference on Communications (ICC), 2023
  4. Yingzhen Wu, Yan Huo, Qinghe Gao, Yue Wu, Xuehan Li, Game-theoretic and Learning-aided Physical Layer Security for Multiple Intelligent Eavesdroppers, IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), 2022
  5. Xin Fan, Yue Wang, Yan Huo, Zhi Tian, Communication-efficient Federated Learning Through 1-Bit Compressive Sensing and Analog Aggregation, IEEE International Conference on Communications (ICC), 2021
  6. Xin Fan, Yue Wang, Guangkai Li, Yan Huo, Zhi Tian, Hybrid Uplink-Downlink NOMA for Secure Coordinated Multi-Point Networks, IEEE International Conference on Communications (ICC), 2021
  7. Yingkun Wen, Yan Huo, Tao Jing, Qinghe Gao, A Reputation framework with Multiple-threshold Energy Detection in Wireless Cooperative Systems, 2020 IEEE International Conference on Communications (ICC), 2020
  8. Xin Fan, Yan Huo, Security Analysis of Cooperative Jamming in Internet of Things with Multiple Eavesdroppers, IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), 2019
  9. Luwei Wei, Tao Jing, Xin Fan, Yingkun Wen, Yan Huo*, The Secrecy Analysis over Physical Layer in NOMA-enabled Cognitive Radio Networks, IEEE International Conference on Communications (ICC), 2018
  10. Mi Xu, Tao Jing, Xin Fan, Yingkun Wen, Yan Huo*, Secure Transmission Solutions in Energy Harvesting Enabled Cooperative Cognitive Radio Networks, IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2018
  11. Kaiwei Jiang, Tao Jing, Zhen Li, Yan Huo, and Fan Zhang, Analysis of Secrecy Performance in Fading Multiple Access Wiretap Channel with SIC Receiver, International Conference on Computer Communications (INFOCOM), 2017
  12. Qinghe Gao, Yan Huo*, Liran Ma, Xiaoshuang Xing, Xiuzhen Cheng, Tao Jing, and Hang Liu, Optimal Stopping Theory based Jammer Selection for Securing Cooperative Cognitive Radio Networks, IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), 2016
  13. Jin Qian, Tao Jing, Yan Huo, Yikai Li, Wei Zhou, and Zhen Li, A Next-hop Selection Scheme Providing Long Path Lifetime in VANETs, IEEE 26th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications - (PIMRC), 2015
  14. Zhen Li, Tao Jing, Xiuzhen Cheng, Yan Huo, Wei Zhou, and Dechang Chen, Cooperative Jamming for Secure Communications in MIMO Cooperative Cognitive Radio Networks, IEEE International Conference on Communications (ICC), 2015
  15. Qinghe Gao, Tao Jing, Xiaoshuang Xing, Xiuzhen Cheng, Yan Huo, and Dechang Chen, Simultaneous energy and information cooperation in MIMO cooperative cognitive radio systems, IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2015

专利

  1. 荆涛, 张培, 周春月, 高青鹤, 霍炎, 王晓轩, 朱明皓, 高勃, 卢燕飞, 王光宇. 一种基于动态双阈值的无线通信网络垂直切换方法和系统, ZL 2023 1 0416358.1
  2. 霍炎, 温云婷, 高青鹤, 荆涛. 飞行计划数据管理方法、系统、电子设备及存储介质, ZL 2022 1 0159295.1
  3. 荆涛, 黄红艳, 吴玥, 高青鹤, 霍炎. 一种无阈值多属性物理层认证方法及相关设备, ZL 2022 1 0190506.8
  4. 荆涛, 宋旭伟, 霍炎, 高青鹤, 赵宏军, 孙嘉玉. 软件定义工业互联网中的DDoS攻击检测方法及系统, ZL 2022 1 0158491.7
  5. 霍炎, 高青鹤, 孟春, 荆涛. 一种基于联盟链的工业数据隐私保护系统, ZL 2021 1 0127155.1
  6. 荆涛, 温营坤, 高青鹤, 霍炎. 基于隐马尔科夫模型的可信协作干扰节点选取方法, ZL 2020 1 0032461.2
  7. 荆涛, 高青鹤, 霍炎, 温营坤. 基于 WLAN 协议的间歇性协作干扰方法及装置, ZL 2020 1 0288155.5
  8. 范新, 霍炎, 荆涛. 基于区块链的频谱接入和管理方法, ZL 2019 1 0197190.3
  9. 荆涛, 安茜雯, 范新, 霍炎. 一种基于原子范数最小化的三维信道参数估计方法, ZL 2019 1 0483315.9
  10. 霍炎, 黄鹏, 李洁, 卢燕飞, 荆涛. 一种基于位置相似性的智能终端动态密钥分配机制, ZL 2013 1 0676470.5
  11. 荆涛, 邢晓双, 周洁, 霍炎. 一种适用于多个主用户、多个次级用户认知无线电网络的协作, ZL 2013 1 020 6560.8
  12. 荆涛, 邢晓双, 周洁, 霍炎. 一种认知无线电网络次级用户动态频谱感知间隔决策方法, ZL 2013 1 0293813.X

软件著作权

  1. 基于边缘羽化的虚假图像盲识别软件（2009SRBJ4101）
  2. 基于JPEG双压缩特性的彩色伪造图像盲检测软件（2010SRBJ0614）
  3. 基于特征像素相关性的虚假图像盲检测软件（2010SRBJ0617）
  4. 基于ROI的宏块级自适应频率加权视频压缩软件（2011SRBJ2926）
  5. 基于Weibull分布率失真模型的视频帧比特分配软件（2011SRBJ2929）
  6. 基于端到端失真的联合信源信道编码软件（2011SRBJ2928）
  7. 基于Radon和Fourier-Mellin变换图像盲取证软件（2011SRBJ2927）
  8. 基于机器视觉的车道偏离报警软件（2011SRBJ2925）
  9. 基于矩特征和HHT的图像拼接盲取证软件（2011SRBJ2923）
  10. 基于JPEG压缩局部块效应彩色伪造图像盲取证软件（2011SRBJ2924）

获奖与荣誉

  1. 2023年，北京交通大学优秀教师
  2. 2022年，詹天佑铁道科学技术奖专项奖
  3. 2021年，中国机械工业科学技术奖（科技进步类）二等奖，“基于智能排产适应多业务场景的制造执行系统”（3/15）
  4. 国家精品在线开放课程 《模拟电子技术》(5/5)
  5. 北京交通大学优秀主讲教师
  6. 北京交通大学教学成果二等奖(2/3)
  7. 北京交通大学教学成果二等奖 (4/5)
  8. 2013年度电子信息工程学院班主任奖
  9. 2011年度电子信息工程学院学生工作奖


社会兼职

我的学生

在读博士研究生：吴应臻（2020级） ，杨兵（2021级），周宇迪（2021级），燕宇（2022级），李尤（2022级），苏向清（2023级）

在读硕士研究生：张天慧（2021级），刘琪元（2021级），陈森（2021级），黄海东（2022级），王语欢（2022级），杨瑞雪（2022级），赵煦晖（2023级），马博程（2023级），朱超凡（2023级）

已毕业博士研究生：李振（2012级），高青鹤（2014级） ，温营坤（2016级），范新（2018级）

已毕业硕士研究生：卢雨萌（2012级），刘越甲（2013级），顾子玲（2013级），刘玲玲（2013级），李向前（2014级），计晓龙（2014级），田宇琪（2015级），董微（2015级），雍承涛（2016级），张伊慧（2017级），李钢洋（2017级） ，樊晶晶（2018级），孟春（2019级），吴元东（2019级），曾嫣然（2020级） ，温云婷（2020级），高心镅（2020级），沈德泉（2020级）