基于CDG软件对IMEI识别的终端性能深入分析

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Android智能手机GNSS数据质量综合评估及定位精度分析

doi:10.3969/j.issn.1003-3106.2023.05.003引用格式:林楠,王乐,李孟园,等.Android智能手机GNSS数据质量综合评估及定位精度分析[J].无线电工程,2023,53 (5):1015-1023.[LIN Nan,WANG Le,LI Mengyuan,et prehensive Analysis of GNSS Data Quality and Positioning Accuracy of Android Smartphone[J].Radio Engineering,2023,53(5):1015-1023.]Android智能手机GNSS数据质量综合评估及定位精度分析林㊀楠,王㊀乐∗,李孟园,黄观文(长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安710054)摘㊀要:随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的发展,智能终端在导航定位和位置服务中的应用日趋广泛,但是针对其GNSS原始观测数据的综合研究分析不足㊂选取具有代表性的智能手机,从数据完整率㊁周跳比㊁信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)㊁多路径误差㊁卫星可见数和伪距单点定位等方面,综合评估智能手机的GNSS数据质量及定位精度㊂研究结果表明,智能手机的锁星能力及GNSS数据质量水平存在一定差异,其BDS数据完整率最高为94.73%,GLONASS最低为81.14%;大部分周跳比相对测量型接收机略差,个别相差较大;SNR均值最大值为35.19dB-Hz,同一频点SNR均值的差值最大为14.85dB-Hz;L5频点的多路径误差均值最小为0.72m㊂智能手机观测数据质量整体低于测量型接收机,并非双频手机的所有数据质量优于单频手机,L5/E5信号的多路径抑制功能并非对所有的智能手机都适用㊂双频信号比单频信号能更有效地对抗多路径效应,提升定位精度㊂关键词:Android智能手机;原始观测;数据质量评估;多频点;定位精度中图分类号:VN967.1文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1003-3106(2023)05-1015-09Comprehensive Analysis of GNSS Data Quality and PositioningAccuracy of Android SmartphoneLIN Nan,WANG Le∗,LI Mengyuan,HUANG Guanwen(College Geological Engineering and Geomatics,Chang an University,Xi an710054,China) Abstract:With the development of the Global Navigation Satellite System(GNSS),intelligent terminals are widely used in navigation,positioning and location services.However,the comprehensive analysis of GNSS raw observation data is rare.GNSS data quality and positioning accuracy of representative smartphones are comprehensively analyzed and evaluated from the aspects of data integrity rate,cycle slip rate,Signal to Noise Ratio(SNR),multipath error,satellite visible number and single point positioning.The results show that there are some differences in the satellite locking capability and GNSS data quality of smartphones.The data integrity rate of BDS is the highest94.73%,while the data integrity rate of GLONASS system is the lowest81.14%.Most of smartphones cycle slip rate is slightly lower than geodetic receiver,and the difference of individual smartphone is large.The maximum SNR of smartphone is35.19dB-Hz.The maximum difference of SNR at the same frequency point is14.85dB-Hz.The minimum multipath error of L5frequency point is0.72m.The quality of observation data of smartphone is generally lower than that of geodetic receiver. Not all of the data quality of dual-frequency phones is better than single-frequency.L5/E5signal multipath rejection feature does not apply to all smartphones.Dual-frequency signal can be more effectively against multipath effect than single-frequency signal,and improve positioning accuracy.Keywords:Android smartphone;raw observation;quality assessment;multiple frequency point;positioning accuracy收稿日期:2022-12-16基金项目:国家重大科研仪器研制项目(42127802);长安大学实验教学改革研究项目(20211815);陕西省重点研发计划(2022ZDLSF07-12, 2021LLRH-06)Foundation Item:National Major Scientific Research Instrument Development Project(42127802);Experimental Teaching Reform Research Project of Chang an University(20211815);Key R&D Program of Shaanxi Province(2022ZDLSF07-12,2021LLRH-06)0㊀引言随着社会经济的发展,智能手机逐步成为人们生活中的必需品,且基本都内嵌了全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)模块,已经成为人们日常生活中提供导航定位服务的重要载体[1]㊂随着智能手机GNSS模块定位精度的提高,衍生出越来越多的应用,领域逐渐扩展到移动互联㊁行人导航和精准营销等㊂人们对智能手机GNSS模块定位精度的要求越来越高,对位置服务的需求也越来越大㊂2016年5月,谷歌公司发布Android Nougat7.0操作系统后,智能手机开始能支持输出GNSS原始观测数据(包括伪距㊁载波和多普勒频移等),这将有利于对原始观测数据进行分析,给基于大众智能终端的GNSS导航定位技术研究提供了新的机遇和挑战[2-4]㊂智能手机GNSS观测数据质量直接影响其服务性能,因此有必要对GNSS原始观测数据做全面深入的分析研究㊂Banville等[5]首次对来自智能手机的真实原始GNSS观测值的质量进行了分析,结果表明伪距观测噪声较大,且只能提供米级精度㊂Robustelli 等[6]㊁Guo等[7]发现小米Mi8智能手机的伪距噪声和C/N0值之间具有强相关性㊂Zhang等[8]的实验表明,Nexus9设备GPS信号的载噪比较测量型接收机低约10dB-Hz㊂Håkansson等[9]发现置于不同多路径环境下的Nexus9的伪距具有系统性偏差㊂李敏等[10]发现华为P40手机具有较好的北斗三号信号捕获能力㊂总的来说,现有研究对智能手机数据质量评估不够全面,进行同步观测的手机型号有限㊂本文将实现对多款主流的Android智能手机进行GNSS原始观测数据质量综合评估㊁对比分析和定位性能分析㊂1㊀智能手机GNSS观测数据获取自2016年谷歌发布Android N操作系统,用户可通过安卓系统各个应用程序开发接口(Applica-tion Programming Interface,API)获取GNSS原始观测数据的相关字段及参数,进而通过计算得出伪距观测值㊁载波观测值和多普勒观测值等㊂其中GNSS Measurement类的字段为芯片组输出信息,包括芯片组计算出的卫星信号发射时刻㊁载波相位累积变化量㊁伪距瞬时变化率等信息㊂GNSS Clock类的字段则主要用来计算GPS钟面时㊂常用字段㊁所属类别及其含义如表1所示㊂表1㊀Android GNSS原始观测数据部分相关字段Tab.1㊀Related fields in GNSS raw observation data section of Android 字段名所属类别含义及单位Bias Nanos GNSS Clock时钟亚纳秒偏差/nsTime Nanos GNSS Clock手机内部硬件钟/ns DriftNanosPerSecond GNSS Clock手机钟漂/(ns/s)LeapSecond GNSS Clock与时钟相关的跳秒/sSvid GNSS Measurement卫星ID CarrierFrequencyHz GNSS Measurement载波频率/Hz SnrInDb GNSS Measurement信噪比/dB PseudorangeRateMetersPerSecond GNSS Measurement伪距速率/(m/s) ReceivedSvTimeNano GNSS Measurement卫星信号接收时刻/s AccumulatedDeltaRangeMeters GNSS Measurement载波相位观测值/m㊀㊀手机接收到卫星信号时间㊁伪距观测值和多普勒观测值等均无法直接获取,下面给出具体的计算公式:安卓智能手机接收到卫星信号时间:㊀t Rx=TimeNanos+TimeOffsetNanos-FullBiasNanos-BiasNanos㊂(1)多普勒观测值:D=-PseudorangeRateMetersPerSecondˑCarrierFrequencyHz/c0,(2)式中:c0为光在真空中的传播速度㊂伪距观测值:ρSR=c0㊃(t Rx-t Tx)㊃10-9,(3)式中:t Rx为智能手机接收到信号的时间,t Tx为卫星发射信号的时间,可直接获得㊂目前有许多Android应用软件可以访问API,获取GNSS原始观测数据㊂Google公司发布的GNSS Logger应用程序起初只能输出日志文件(txt格式),最新发布的版本虽支持观测值文件的输出,但得到的结果较少,有较大局限性㊂Rinex ON软件支持多系统观测值文件及导航电文输出,但Rinex ON1.3版本软件无法在搭载了Android11的智能手机上运行㊂而Geo++RINEX Logger软件支持手机GNSS 测量数据以RINEX标准格式输出,并已在许多设备上成功测试㊂本文实验所用数据均使用Geo++ RINEX Logger进行采集㊂2㊀实验数据本文使用5款不同型号的Android智能手机采集静态数据,其中小米MI8㊁小米MI11㊁华为P40㊁华为Mate40为双频手机,华为P10㊁三星S9为单频手机(手机的具体参数如表2所示),使用测量型接收机u-blox f9p进行同步观测㊂实验所用智能手机均来自国内主流Android市场,是销量较高的几款手机㊂目前智能手机的天线是多个天线集成的形式,包括蓝牙㊁NFC和GNSS天线等㊂实验所用双频手机均支持北斗B1I和B2a,而华为P40支持北斗三代新频点B1C㊂值得一提的是,华为P10配备的博通BCM4774芯片,是业内首款专为智能手机设计,并能支持Galileo卫星定位系统的GNSS定位中枢芯片;小米MI8作为全球第一款双频智能手机,搭载博通BCM47755芯片,是极具代表性的一款双频手机㊂由于小米MI11不支持载波相位观测值输出,本文不对其进行质量评估对比㊂表2㊀Android智能手机支持输出的GNSS原始观测数据类型Tab.2㊀Types of GNSS raw observation data supported by Android smartphonesAndroid 智能手机型号伪距观测值载波相位观测值天线位置L5/E5GNSS小米MI8是是机身背部顶端是G/R/C/E华为P40是是后置摄像头附近是G/R/C/E华为Mate40是是后置摄像头附近是G/R/C/E华为P10是否后置摄像头附近否G/R/C/E三星S9是否机身下端子板处否G/R/C/E实验地点选在长安大学地学科技大厦楼顶,视野开阔㊁观测条件良好㊂数据采集过程中关闭手机的蓝牙㊁WiFi及占空比选项,以防手机内部其他传感器产生干扰㊂数据采样时长100min,采样间隔为1s,卫星截止高度角均设置为15ʎ㊂实验场景如图1所示㊂图1㊀实验场景及数据采集方式Fig.1㊀Experimental scenes and data collection way3㊀智能手机GNSS观测数据分析3.1㊀完整率分析数据完整率反映在一定观测时间内,接收机接收到数据的完整性,完整的观测数据是数据处理的前提条件,它是衡量数据质量的一项重要指标[11]㊂Int=Have(i)Expert(i)ˑ100%,(4)式中:Have(i)为第i颗卫星在连续弧段上的理论历元数量;Expert(i)为第i颗卫星某频点在连续弧段上的实际历元数量㊂对各款智能手机和低成本接收机L1频点的平均数据完整率指标进行计算㊁统计,结果如表3所示㊂表3㊀各接收机L1频点观测数据完整率均值Tab.3㊀Mean integrity rate of observed data atL1of different receivers单位:%接收机型号BDS GPS Galileo GLONASS小米MI894.7393.7892.1690.01华为P4093.1294.0792.1588.25华为Mate4091.1790.5691.1384.33华为P1090.1191.0288.0881.14三星S991.0490.3289.7283.97测量型接收机95.8994.8093.2590.10实验结果表明,不同接收机各卫星系统的数据完整率表现不一,测量型接收机各卫星系统的平均数据完整率为93.51%,其中BDS数据完整率最高,高达95.89%㊂3款双频手机中除华为Mate40外,各卫星系统的平均数据完整率均超过91%,小米MI8的BDS数据完整率表现最好,高达94.73%㊂2款单频手机各卫星系统的平均数据完整率明显低于双频手机,华为P10的GLONASS系统数据完整率最低,为81.84%㊂可见,实验所用智能手机各系统的完整率均低于测量型接收机,单频手机的数据完整率低于双频手机㊂各接收机BDS和GPS数据完整率相当,GLONASS和Galileo系统数据完整率略差㊂3.2㊀周跳比分析实际观测中,GNSS信号容易受到测站周边的外界干扰而发生观测值严重跳变现象[12-13],一般常用周跳比来衡量周跳的变化㊂周跳比是指实际的观测值历元总数与发生周跳的历元个数比值,一般用CSR来表示㊂CSR值越小,周跳越严重㊂计算如下:CSR=obsslips,(5)式中:obs为实际的观测值历元总数,slips为发生周跳的历元个数㊂实验统计各款手机和测量型接收机L1频点的周跳比指标结果,如图2所示㊂通常情况下周跳比越大,周跳数越少,数据质量越好㊂分析表明,本次实验中GPS周跳比指标表现最为优异,BDS和GLONASS系统次之,Galileo系统周跳比结果最差㊂不同型号接收机的周跳比指标存在明显差异,双频智能手机华为Mate40发生周跳的次数最高,其中GPS周跳比的值低至3201,各卫星系统平均周跳比的值比测量型接收机的平均值低约50%㊂总之,智能手机GNSS模块对卫星信号的跟踪发生失锁的频率高,载波相位测量发生周跳的概率比测量型接收机大㊂这归因于智能终端的硬件条件,其天线抗抑性差且GNSS内置芯片体积小,相位中心易受外界环境影响,引起周跳,同时也给基于载波相位测量的高精度定位带来了挑战㊂图2㊀不同接收机GNSS周跳比结果Fig.2㊀GNSS cycle slip rate of different receivers3.3㊀信噪比分析信噪比(Singal to Noise Ratio,SNR)是指信号功率与噪声功率的比值,它与接收机相关器运行状态㊁天线增益能力和多路径等密切相关,是反映相位观测量的重要指标之一[14-16]㊂SNR与高度角相关性较大,一般高度角越高,天线增益越大,SNR越大,观测值的质量也越好[17]㊂计算如下:SNR=PRN,(6)式中:P R为信号功率,N为噪声功率㊂3款双频手机支持GPS和Galileo双频信号的输出,不支持BDS和GLONASS双频信号的输出㊂各接收机不同GNSS各频点信号的SNR均值统计结果如表4所示㊂表4㊀不同接收机各频点SNR均值Tab.4㊀Mean SNR of each frequency point of different receivers单位:dB-Hz接收机型号BDS GPS Galileo GLONASS B1B2L1L5E1E5a G1G2小米MI827.13 26.8731.0928.2132.6128.01 华为P4026.70 21.1426.5722.4524.6127.17华为Mate4024.80 26.9220.8520.3421.3327.46 华为P1027.95 30.21 29.04 31.81 三星S933.25 33.31 35.19 34.40 测量型接收机38.9845.9438.4041.8035.7444.7538.2841.42㊀㊀分析表4可知,测量型接收机的表现依旧优于所有智能手机,差值最大达23.42dB-Hz㊂但各型号手机不同GNSS之间的SNR相差不大㊂单频手机三星S9的各系统SNR均值最高,其中Galileo系统高达35dB-Hz㊂华为Mate40表现最差,部分频点的SNR低至20dB-Hz㊂由于L5/E5a信号是在更高的信号强度下发射的,理论上质量更好㊂对于大部分双频设备,L5/E5a 信号的SNR 明显高于L1/E1信号的SNR,但目前有些智能手机天线的设计虽能接收L5信号,如华为Mate40,但是接收到的L1/E1信号要比L5/E5a 强,这是由于手机内置天线导致的,特别是在中到高多路径环境中,这种现象更为明显㊂选取G07和G14对各个设备SNR 进行统计分析,SNR 变化情况如图3所示㊂(a )G07卫星SNR 变化情况(b )G14卫星SNR 变化情况图3㊀静态实验单颗卫星SNR 变化情况Fig.3㊀Static experiment on SNR variation of single satellite就G07卫星而言,测量型接收机的SNR 较为稳定且更加规律,介于43~48dB-Hz,比智能手机高约15dB-Hz㊂智能手机中,单频手机三星S9的SNR整体上最好㊂华为P40波动较大,在个别历元的SNR 高于三星S9,但部分历元低至10dB-Hz㊂小米MI8的SNR 值波动最小㊂对G14卫星来说,2款单频手机的SNR 整体上优于双频手机,其中三星S9的SNR 波动最小,接收信号相对最稳定,华为P10次之㊂小米MI8的SNR 大部分在30dB-Hz 上下浮动㊂总的来说,智能手机在开阔环境中SNR 变化起伏大且不规律,GNSS 观测数据质量不够稳定㊂3.4㊀多路径误差分析卫星信号在传播过程中受到外界观测环境影响,信号经反射物与接收机天线产生干涉而引起的时延,这种现象称为多路径效应[11]㊂多路径误差与卫星相对于接收机天线的空间位置关系㊁观测环境和天线质量等密切相关,由于智能手机配备低成本天线,且使用场景多为不开阔的城市地带,导致多路径误差成为手机定位中的重要误差来源㊂在双频观测值可用的情况下,可采用载波与伪距的组合观测值来反映多路径误差[18]:MPi =Pi -1+2a ij -1()ϕi +2a ij -1()ϕj ,(7)MPj =Pj -2a ija ij -1()ϕi +2a ij -1-1()ϕj ,(8)式中:MPi ㊁MPj 分别为i 波段和j 波段的多路径误差,Pi ㊁Pj 分别为i 波段和j 波段的伪距观测值,ϕi 和ϕj 分别为i 波段和j 波段的载波相位观测值,a ij =fi 2fj2,其中fi ㊁fj 分别表示i 波段和j 波段的频率㊂各接收机摆放位置接近,可认为是在同一环境下进行数据采集的㊂对3款双频手机及测量型接收机不同频点的多路径误差指标均值进行统计,结果如图4所示㊂图4㊀不同接收机GPS 双频多路径误差均值Fig.4㊀Mean of GPS dual-frequency multipath errors ofdifferent receivers由图4可以看出,各接收机L1频点的多路径误差均值均大于L5频点㊂小米MI8的多路径误差均值比另外2款华为手机小,L5频点为0.71m,但仍比测量型接收机L5频点的多路径误差均值高0.35m㊂可见双频智能手机的各频点多路径误差与测量型接收机存在较大差距㊂由于多路径效应会对SNR 造成一定影响,可以通过前文对SNR 分析的中看出双频手机中小米MI8的SNR 最大㊂选取G30卫星,对以上3款双频智能手机与测量型接收机L1和L5频点的多路径误差进行不同的对比实验,实验结果如图5所示㊂(a )小米MI8的GPS 双频多路径误差(b )华为P40的GPS 双频多路径误差(c )华为Mate40的GPS 双频多路径误差图5㊀不同接收机GPS 双频多路径误差Fig.5㊀GPS dual-frequency multipath error由图5可以看出,各接收机L5频点的多路径误差均小于L1频点,这与L5频点信号发射强度大有关,可在一定程度上抑制多路径效应㊂对比手机和测量型接收机,发现无论是L1频点还是L5频点,测量型接收机的多路径误差均明显优于智能手机㊂对比3款双频手机,发现华为Mate40较其他2款手机整体表现最好,L5频点的多路径误差最小,小米MI8整体表现最差,尤其L1频点多路径误差飞点严重,部分历元的误差超过15m㊂总的来说,智能手机由于低成本天线等硬件条件的限制,在同一环境下较测量型接收机仍存在较大的多路径误差,也因此严重影响了智能终端的高精度定位㊂4㊀智能手机定位性能分析4.1㊀卫星跟踪情况分析Android 智能终端内部基于卫星跟踪的能力,设置了可见(Visible)㊁同步(Synced)㊁追踪(Trackable)三种级别㊂只有在可跟踪级别下,GNSS 芯片输出的原始信号才是可信的[19]㊂GNSS 观测数据质量受卫星跟踪能力的影响较大,一般来说,在观测环境相同时,接收机跟踪到的卫星数量越多且随时间变化越小,观测数据质量越好㊂图6是实验中不同接收机各卫星系统的可见卫星数㊂(a )GPS 可见卫星数(b )BDS 可见卫星数(c)Galileo 系统可见卫星数(d)GLONASS系统可见卫星数图6㊀不同接收机各GNSS可见卫星数Fig.6㊀Number of visible satellites in each GNSS ofdifferent receivers由图6可知,测量型接收机和5款智能手机接收到BDS的卫星数目最多,且北斗卫星可见数最稳定,连续性较好㊂GPS可见卫星数次之,Galileo系统可见卫星数最少㊂华为P40锁星能力最强,BDS 卫星可见数在15~20颗,数量超过测量型接收机; GPS卫星可见数波动较大,部分历元低至5颗㊂华为Mate40锁星能力次之,但GLONASS卫星可见数不稳定,部分历元低至2颗㊂小米MI8虽然是双频手机,但BDS卫星可见数整体上低于单频手机三星S9,这是因为其芯片所支持的第二频率为L5/E5a 频率,而非L2/E2频率;单频手机华为P10各系统卫星可见数最少,这与其无法接收双频信号的卫星有关㊂4.2㊀SPP定位性能分析根据静态采集的GNSS原始数据,选取测量型接收机㊁双频手机小米MI8和单频手机华为P10进行伪距单点定位(SPP)精度解算㊂分别统计3个方向定位的结果,如图7所示㊂(a)小米MI8的E 方向定位精度(b)小米MI8的N 方向定位精度(c)小米MI8的U 方向定位精度(d)华为P10的E 方向定位精度(e)华为P10的N 方向定位精度(f)华为P10的U方向定位精度图7㊀不同接收机SPP定位精度Fig.7㊀SPP positioning accuracy of different receivers分析表明,3台接收机E方向和N方向定位精度均优于U方向的精度㊂对比测量型接收机和2款智能手机发现,测量型接收机的定位误差小且稳定,智能手机U方向的定位误差大且飞点严重㊂单频手机华为P10三个方向的定位误差均明显大于双频手机小米MI8㊂结合前文对数据质量的分析可以发现,多路径误差是智能手机进行伪距单点定位的主要误差源之一,双频信号比单频信号能更有效地对抗多路径效应,提升定位精度㊂5㊀结束语本文通过实验获取的多款单双频智能手机的GNSS原始观测数据,从数据完整率㊁周跳比㊁SNR 和伪距多路径等方面进行数据质量统计分析,同时对卫星可见性和伪距单点定位性能进行对比研究,得出以下结论:①智能手机原始观测值的各项数据质量指标水平均低于测量型接收机㊂5款智能手机BDS的数据完整率与测量型接收机之间的差值最小;与测量型接收机同一频点SNR均值的差值最大达23.42dB-Hz;与测量型接收机同一频点的多路径误差均值的差值最大为0.48m;周跳比差距尤为明显,个别手机的各卫星系统平均周跳比的值比测量型接收机的平均值低约50%㊂这归因于手机内置天线较小,相位中心易受外界环境影响,引起周跳,进而影响数据质量㊂②不同型号智能手机的锁星能力与GNSS数据质量水平存在一定差异,且由于手机内置天线的原因,并非所有双频手机的数据质量优于单频手机㊂智能手机的数据完整率最高为94.73%,最低只有81.14%;SNR均值最高为33.25dB-Hz,最低只有21.33dB-Hz;除华为Mate40之外,其余手机的BDS 和GPS的周跳比指标值超过5800;3款双频手机的L1频点和L5频点的多路径误差均值分别为0.85㊁0.76m;双频手机华为P40的锁星能力最强,BDS 卫星可见数在15~20颗㊂③双频信号比单频信号能更有效地对抗多路径效应,提升定位精度㊂L5/E5信号的多路径抑制功能对大部分智能手机有效,但目前也有一些智能手机无法准确接收L5信号,导致双频信号存在数据缺口㊂④部分智能终端GNSS原始观测数据存在完整率低㊁周跳严重㊁信号噪声大㊁多路径误差大及卫星失锁严重等问题,在不进行数据质量控制的情况下,定位精度较差㊂因此在后续定位解算前可尝试进行伪距平滑,设置SNR阈值等剔除部分质量表现不佳的数据以提升定位精度㊂参考文献[1]㊀陈春花,陈冲,赵亚枝.安卓智能手机GNSS数据质量分析[J].全球定位系统,2020,45(3):22-27. 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▪ U盘无需专有介质，普通U盘即可实现移动客户端程序安装 ▪ 独立运行，对个人电脑环境不进行任意改变 ▪ 安全离网身份认证 ▪ 即插即用：U盘插入个人电脑并认证通过后，系统自动进入
在保障用户核心数据安全的情况下，兼容文档交互效率。
高保密部门
低保密部门智能加密源自▪ 基于内容智能识别技术，当检测到敏感信息时自动实现文档透明加密。
识别引擎内部文档
密文
合法用户
非法用户
明文
用户
内容安全管控
▪ 防止数据使用者在使用文档内容过程中，通过复制、拖拽、插入、另存、连接网络、截屏，造成文件内容
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社交
身份
环境监控电子医疗
智能物流
人事
数据安全面临的挑战
1
2
3
数据安全监管法规
《
《人民共和国网络安全法》
于2017年6月1日起正式施行，确定了国家坚持网络安全与信息化并重，遵循积极利用、科学发展、依法管理、确保安全的方针。

手机术语简要概述

手机术语简要概述手机术语1、全球通全球通是中国移动通信经营的一个用户品牌，具备语音通话功能，可实现国内、国际漫游，可同时使用主叫号码显示、呼叫转移、移动等增值服务，还可使用GPRS、彩信、IP 、短信息、移动秘书、WAP上网、全球呼等业务、以及针对集团商业客户的企业通信应用方案。

2、神州行〝神州行〞是〝神州行预付费业务〞的简称，是中国移动通信继〝全球通〞后在GSM网上推出的品牌。

用户无需缴纳入网费和月差不多费，单次通话较〝全球通〞高，支持全国漫游。

但与〝全球通〞相比减少了部分业务项目。

3、动感地带动感地带〔M-Zone〕是中国移动通信为年轻时尚的人群量身定制的移动通信客户品牌，〝时尚、好玩、探究〞是其要紧的品牌属性。

使用专用的STK卡，在业务上注重于短信功能，资费方式较为灵活。

4、移动梦网移动梦网〔Monternet〕是中国移动通信集团公司推出的移动数据应用服务的全国统一品牌，包括各种具体的数据服务业务。

5、百宝箱百宝箱是中国移动开通的一种基于无线JAVA技术开发的移动数据业务增值服务，用户能够享受类似于互联网上的各种服务，如：通过手机下载各种游戏、动画、小小说等，也能够进行各种在线应用，如联网游戏、收发邮件证卷炒股、信息查询等。

百宝箱业务分为〝游戏百宝箱〞、〝商务百宝箱〞、〝生活百宝箱〞、〝娱乐百宝箱〞四大类栏目，客户使用支持K-Java功能的手机终端无需申请即可开通百宝箱服务，但需要开通GPRS数据功能，并对终端进行设置。

6、移动QQ〝移动QQ〞是一项专为移动终端设计的互动式谈天功能，目前多运用于手机和PDA中。

移动QQ在手机中的运用改变了单一的手机对手机的短信交流方式，将短信功能扩展到互联网中，开通此项服务后可让用户的手机通过短信或WAP 功能同互联网中的QQ用户进行短信方式的谈天，从而实现PC到手机、手机到PC的即时信息传递。

7、互动视界互动视界业务是中国联通公司为CDMA用户提供的一项无线上网服务，只要使用支持以上的扫瞄器功能的手机通过〝一键上网〞，无需任何设置就能够轻松访问互联网信息，享用图片下载、快速、多彩、随时、随地的〝无线上网〞服务。

基于DMAIC_应用的车门窗框外观质量提升

图1 辊压窗框零件图图2 辊压窗框外观故障模式柏拉图图3 辊压窗框外观质量提升SIPOC 图图5 辊压窗框过程变量图图6 潜在失效模式树图图4 辊压窗框外观质量测量系统分析3 测量阶段测量阶段是建立Y=f（x）的过程，是发现与外观质量Y 相关图7 关键因子图8 过程能力分析图9 关键因子双比率检验（上接第27页）5.3 改进方案跟踪验证通过以上措施实施，使关键因子X 达到最优组合。

持续对车门窗框不良率进行跟踪，改善前外观缺陷率14.00%，改善后缺陷率降到1.03%，断点后不良率满足目标。

分析辊压窗框过程能力，如图10所示：DPMO 由140 000下降到6 300，西格玛水平提升到4.00，过程能力得到大幅度提升。

6 结束语在控制阶段，项目团队固化改进结果，建立完善过程控制体图10 改善后辊压窗框外观质量过程能力陈浩.基于DOE 数据分析的车门辊压窗框外观工艺研究[J].汽车与驾驶维修(维修版),2021(11):22-25+28.何桢.六西格玛管理[M].第三版.北京:中国人民大学出版社,2014.马逢时,周暐,刘传冰.六西格玛管理统计指南——MINTAB 使用指导.京:中国人民大学出版社,2007迈克尔 L.乔治,戴维·罗兰兹,马克·普赖斯,等.精益六西格玛工具实践手册[M].曹岩,杨丽娜,译.北京:机械工业出版社,2015.闵亚能.实验设计（DOE）应用指南[M].北京:机械工业出版社,2011.【参考文献】作者简介:陈浩，硕士，工程师，研究方向为汽车制造。

图4 发动机转速1 500～1 700 r/min 时的测量数据循环，每次循环平均用时为300.00/23≈13.04 s ；观察到温度变化约为ΔT =37.0-34.0=3.0℃。

综上，比较前后2次发动机转速在1 600 r/min 的测量情况，增大管道及阀组的通径后，大大减小了油路中的阻力。

即便是在刮板打开和升降板下降的运动过程中，油缸无杆腔回油背压均有所减小，有杆腔进油压力也随之减小，压力环境得到改善。

智能手机指纹识别技术研究综述

Key words smartphone fingerprinting technique； hardware fingerprints； software fingerprints； device identification algorithm； privacy issue
摘要设备指纹识别是当今可信身份认证领域中一项重要技术.对智能手机指纹识别技术进行了深入的研究，详细介绍了基于智能手机硬件和软件的指纹，比较了不同指纹特征和常用的设备识别算法.最后，总结了智能手机指纹识别技术带来的隐私问题，展望了智能手机指纹识别技术未来的发展方向7 关键词智能手机指纹识别技术;硬件指纹;软件指纹;设备识别算法；隐私问题
信息安全研究第5卷第10期2019年10月
Journal of Information Security Research VoL5 No/O °Ct. 2019
向、识别算法和智能手机指纹技术的隐私问题进行总结$并结合当前研究工作的不足，展望未来智能手机指纹识别技术的研究趋势.
1基于智能手机硬件的指纹识别技术
中图法分类号TP309
随着智能手机在国民日常生活中扮演着越来
越重要的角色，它所带来的安全问题也引起了学
术界和工业界的髙度重视7 研究者们通过收集设备的特征信息，并在分
析、实验的基础上，将单个特征或多个特征在
一起特征集.若该特征集
设备的
特性，贝
特征集为设备的指纹'（设备指纹识
别技术已广泛应用于PC端，随着智能手机的普
2）去除的主要是数据中的噪声、偏差等，本步骤去
，业界也开始了智能手机的指纹技术研究.
,业界智能手机纹技术研究
要
纹、纹的多和
、纹

5G毫米波终端关键技术分析

第45卷总第493期5G毫米波终端关键技术分析王磊J于倩彳(1冲国电信股份有限公司研究院，广东广州510630;2.西南民族大学，四川成都610093)【摘要】毫米波是5G的关键技术之一，其大带宽、低时延特性为上层应用提供了更大实现空间，但也对毫米波移动终端提出了更多挑战。

在与中低频不同的信道环境和终端应用场景中，通过对毫米波移动终端的芯片、器件、工艺和整机实现等方面的梳理和对比，以及对当前5G毫米波终端测试方案的总结，可进一步明确国内在毫米波商用这一时间节点上，终端侧亟需解决的关键问题和面临的突破，并对下一步毫米波终端在不同领域的应用提供线索和思路。

【关键词】5G;毫米波；移动终端doi:10.3969/j.issn,1006-1010.2021.03.002中图分类号：TN928丈献标志码：A丈章编号：1006-1010(2021)03-0005-0551用格式：王磊,于倩.5G毫米波终端关键技术分析［J］.移动通信,2021,45(3):05-09.OSID：扫描二维码与作者交流Key Technology Analysis of5G Millimeter Wave TerminalWANG Lei1, YU Qian2(1.Research Institute of C hina Telecom Co.,Ltd.,Guangzhou510630,China;2.Southwest Minzu University,Chengdu610093,China)[Abstract]Millimeter wave is one of5G key technologies,and its large bandwidth and low latency characteristics provide more implementation space for upper layer applications,but also present more challenges for millimeter wave mobile tenninals.Inthe channel environments and terminal application scenarios different from medium-and low-frequencies,this paper elaboratesand compares millimeter wave mobile tenninals in terms of chips,devices,crafts and complete machine implementation andsummarizes the current testing solutions of5G millimeter wave terminals.These further clarify the key issues and breakthroughsin the terminal side that need to be addressed ui^ently at the time point of the millimeter wave commercialization in China,andprovide clues and ideas for the next applications of m illimeter wave tenninals in different fields.[Keywords]5G;millimeter wave;mobile terminal0引言5G当下已开始规模商用，其下一阶段的关键技术也开始引起关注。

CDG安全性设计报告

亿赛通文档安全管理系统安全性设计报告
责任执着至善心存感激
北京亿赛通科技发展有限公司梁金千
目
1
录
安全性需求分析
2
安全性设计
3
安全性分析与评估
1
安全性需求分析
文件加密需求传输加密需求数字签名需求密钥保护需求身份认证需求安全防护措施
安全性设计
密码算法
对称密码算法：SM-1密码算法非对称密码算法：RSA公开密钥算法散列算法：SHA1
算法实现
密码算法采用密码设备（密码卡和加密锁）实现
加密速率
密码卡的最高速率为30M/秒
加密锁的最高速率为1M/秒
密钥管理
存储密钥对
加密存储在数据库的敏感信息由数据密码卡生成 RSA算法，公钥加密、私钥解密
生成传输密钥插入加密锁并输入用户名称
否该用户在数据库吗？
硬件绑定
硬件锁PIN码鉴别 UserID=用户名+硬件锁序列号
用户输入正确的PIN码
提交UserID
根据UserID查询数据库
UserID是否有效？是
否
产生一随机数作鉴别因子
随机数签名鉴别
RSA算法私钥加密，公钥解密
对随机数用私钥加密
用用户公钥解密随机数密文
否与原始数据相同？是身份鉴别成功身份鉴别失败
服务器端解密文件
文件加密设计
加密锁私钥密码卡私钥解密加密锁公钥加密控制流数据流
数据密钥
非对称解密
数据密钥密文
非对称解密
数据密钥密文
数据库
对称解密
密文数据
格式变换

ｅＤＮＡ_宏条形码技术在城市生物多样性监测中的适用性与展望

㊀第２１卷㊀第３期２０２３年６月中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＵｒｂａｎＦｏｒｅｓｔｒｙＶｏｌ２１㊀Ｎｏ３Ｊｕｎ２０２３ｅＤＮＡ宏条形码技术在城市生物多样性监测中的适用性与展望∗廖晨阳１㊀杨明乐１㊀高㊀庆１㊀毛㊀颖１㊀冯可心２１㊀四川大学建筑与环境学院㊀成都㊀６１００６５２㊀四川省城乡建设研究院㊀成都㊀６１００４１㊀收稿日期:２０２３－０４－１０∗基金项目:国家自然科学基金(３１４００１９５ꎻ３１７００１７６)ꎻ四川大学研究生培养教育创新改革项目(２０２３ＨＸＫＣ０１２)㊀第一作者:廖晨阳(１９８２－)ꎬ男ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向为城乡生物多样性与植物应用ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｃｈｅｎｙａｎｇｌｉａｏ＠ｓｃｕｅｄｕｃｎ㊀通信作者:冯可心(１９８３－)ꎬ男ꎬ硕士ꎬ高级工程师ꎬ研究方向为城乡规划与遗产保护ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｋｅｘｉｎ２００２３０７５＠ｑｑｃｏｍ摘要:城市生物监测是城市生物多样性研究的重要内容之一ꎬ但由于城市环境和生物习性的复杂性ꎬ传统生物监测方法的应用受到诸多制约ꎮｅＤＮＡ宏条形码技术能够便捷地从环境中提取ＤＮＡ片段并扩增与测序ꎬ从而快速准确地鉴定生物群落物种成分ꎬ近年来已成功应用于自然环境生物监测ꎮ文章基于ｅＤＮＡ宏条形码技术的主要优势和特点ꎬ探讨该技术应用于城市环境中食物链与生物食性㊁疫源生物㊁入侵生物及濒危物种㊁隐遁生物㊁特殊区域生物以及大气生物源性污染的监测等方面的适用性ꎬ归纳其存在的局限性ꎬ并对其发展趋势提出展望ꎮ关键词:ｅＤＮＡꎻ生态监测ꎻ城市生态ꎻ生物多样性ꎻ物种识别ＤＯＩ:１０.１２１６９/ｚｇｃｓｌｙ.２０２３.０４.１０.０００２ＡｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡＭｅｔａｂａｒｃｏｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＵｒｂａｎＢｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＬｉａｏＣｈｅｎｙａｎｇ１㊀ＹａｎｇＭｉｎｇｌｅ１㊀ＧａｏＱｉｎｇ１㊀ＭａｏＹｉｎｇ１㊀ＦｅｎｇＫｅｘｉｎ２(１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１００６５ꎬＣｈｉｎａꎻ２ＳｉｃｈｕａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＵｒｂａｎａｎｄＲｕｒａｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１００４１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｕｒｂａｎｂｉｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｕｒｂａｎｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙꎬｂｕｔｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｂｉｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｉｓｖｅｒｙｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｉｎｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｕｅｔｏｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｉｎｕｒｂａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｈａｂｉｔｓ.ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡｍｅｔａｂａｒｃｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｅａｓｉｌｙａｎｄｑｕｉｃｋｌｙｉｄｅｎｔｉｆｙｓｐｅｃｉｅｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙｂｙａｍｐｌｉｆｙｉｎｇａｎｄｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｔｈｅＤＮＡｆｒａｇｍｅｎｔｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｉｔｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｎａｔｕｒａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ.ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅＤＮＡｍｅｔａｂａｒｃｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｉｔｓａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｆｏｏｄｃｈａｉｎａｎｄａｎｉｍａｌｆｅｅｄｉｎｇꎬｅｐｉｄｅｍｉｃｓｏｕｒｃｅｏｒｇａｎｉｓｍｓꎬｉｎｖａｓｉｖｅｏｒｇａｎｉｓｍｓꎬｅｎｄａｎｇｅｒｅｄｓｐｅｃｉｅｓꎬ ｒｅｃｌｕｓｉｖｅｏｒｇａｎｉｓｍｓ ꎬｏｒｇａｎｉｓｍｓｉｎｓｐｅｃｉａｌａｒｅａｓａｎｄａｉｒｂｉｏｇｅｎｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｕｒｂａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ.Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｐｒｏｐｏｓｅｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｉｔｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｅＤＮＡꎻｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇꎻｕｒｂａｎｅｃｏ￣ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎻｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙꎻｓｐｅｃｉｅｓｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ㊀㊀㊀㊀中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业㊀第２１卷㊀㊀城市工业和经济的高速发展带来的城市扩张和环境变化ꎬ对城市动植物生境和生物多样性产生了巨大冲击ꎮ研究显示ꎬ截至２０１８年ꎬ上海市用大量硬质材料替代自然植被导致鸟类生境骤变ꎬ鸟类物种丰富度显著下降[１]ꎮ生物群落是城市生态系统的重要组成部分ꎬ肩负着物质循环㊁土壤改良㊁传粉与种子传播以及病虫害防治等重要作用ꎮ城市生境和动植物群落的衰退将引发一系列城市问题ꎬ因此ꎬ监测和维护城市生物群落和生物多样性具有极其重要的意义[２]ꎮ然而ꎬ传统观察方法对研究人员的经验要求以及样本的完整性要求较高ꎬ在复杂的城市环境和条件中难以实现动物捕获或完整拍摄ꎬ故传统方法并不能完全适用于城市生物群落的监测ꎮｅＤＮＡ宏条形码技术(ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡＭｅｔａｂａｒｃｏｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)作为近年来发展最快速的分子检测技术之一ꎬ已在自然生态系统的生物鉴定和监测领域取得了重大突破ꎮ相较于传统技术ꎬｅＤＮＡ宏条形码技术通过环境中的土壤㊁粪便㊁水等获取生物ＤＮＡ样本ꎬ这种取样方式更加便捷且对取样生物及环境的破坏更小ꎮ诸多研究已验证了该技术作为生物鉴别监测工具的可靠性ꎮＹｏｃｃｏｚ等[３]通过土壤中的ｅＤＮＡ对研究区域内的植物种类进行鉴定ꎬ其结果与实际生长的种类一致ꎬ该技术亦被用于阿尔卑斯山土壤蚯蚓组成㊁中国西双版纳橡胶林的节肢动物以及东黄海水域的鱼类多样性的分析ꎬ均证实ｅＤＮＡ鉴定结果与传统形态学鉴定结果吻合[４－６]ꎮ尽管这项快速便捷的监测技术已成熟地应用在野外环境监测㊁动植物保护和生态系统管理等领域ꎬ但目前在城市生物监测中的研究和应用才初露头角ꎮ本文通过对ｅＤＮＡ宏条形码技术在多种类型生物群落的监测应用的分析ꎬ归纳了该技术的主要优势与特点ꎬ并进一步探讨它在城市生物监测中的适用性ꎮ此外ꎬ综合考虑该技术的优势与局限ꎬ对其在城市生态监测领域的未来发展作出展望ꎮ１㊀ｅＤＮＡ宏条形码技术的工作流程ｅＤＮＡ宏条形码技术的操作流程主要包括样本提取㊁ＰＣＲ扩增及测序㊁生物信息分类识别ꎮ样本类型主要包括大量的有机体碎屑或者环境样本(如土壤㊁河水和沉积物等)(图１)ꎮ图１㊀ｅＤＮＡ宏条形码技术工作流程㊀㊀首先ꎬ以物理法㊁生物化学法或试剂盒提取环境样本中的ＤＮＡꎮ研究表明ꎬ选用合适的ＤＮＡ提取方式可富集特定生物类群的ＤＮＡ浓度ꎬ例如使用抽滤法与试剂盒相结合的提取方式可显著提高真核生物ＤＮＡ的检出率[７]ꎮＰＣＲ扩增开始前需要进行引物设计ꎬ不同的研究目标决定了分子条形码与引物的类型ꎬ若是对研究区进行全面的生物多样性评价ꎬ则一般选择通用型引物ꎻ若是对特定物种进行检测ꎬ则需要使用针对该物种的特异性引物ꎮ随后ꎬ进行ＰＣＲ扩增ꎬ扩增产物经琼脂糖凝胶电泳检测㊁纯化后ꎬ即可上机测序ꎮ所得初始序列经过低质量过滤㊁序列拼接㊁去除嵌合体等质控过程ꎬ得到有效序列ꎮ最后ꎬ按照序列相似性将其分组为可操作性的分类单元(ＯＴＵｓ)并使用参考数据库对有效序列进行物种的分类识别ꎮ由于不同的参考数据库所鉴定的范围不同ꎬ可根据目标物种选择合适的参考数据库(表１)ꎮ２㊀ｅＤＮＡ宏条形码技术在城市生物监测中的可行性２１㊀城市生态系统食物链监测食性分析是了解生物与环境关系及食物链/网的基础ꎮ传统方法难以对城市中的隐遁生物㊁夜行性生物等进行有效的监测ꎬ虽然城市中的生物粪便易于获取ꎬ但粪便中残留物的消化和保存状８６１㊀第３期㊀廖晨阳㊀杨明乐㊀高㊀庆ꎬ等:ｅＤＮＡ宏条形码技术在城市生物多样性监测中的适用性与展望㊀㊀表１㊀物种基因信息参考库数据库名称㊀目标物种㊀㊀㊀数据库简介ＲＤＰ数据库细菌㊁古细菌㊁真菌ｒＲＮＡ基因高通量测序后的常用参考数据库之一ＳＩＬＶＡ数据库细菌㊁古细菌㊁真核生物ｒＲＮＡ基因高通量测序后的参考数据库之一Ｇｒｅｅｎｇｅｎｅｓ数据库细菌㊁古细菌微生物群落功能分析的必备数据库ＰｈｙｔｏＲＥＦ数据库含质体的生物囊括所有陆地㊁淡水㊁海洋中含质体的生物１６ＳｒＲＮＡ基因序列ＰＦＲ２数据库浮游原生生物针对浮游有孔虫界基因序列的数据库ＵＮＩＴＥ数据库真菌针对真菌ＩＴＳ序列的数据库ＩＴＳ２数据库真核生物针对真核微生物基因序列的数据库ＦｕｎＧｅｎｅ数据库微生物针对微生物功能基因序列的数据库况也会严重影响鉴定结果ꎮ目前ꎬｅＤＮＡ宏条形码技术被广泛用于野外生物食性的研究中ꎬ可以克服消化程度的影响ꎬ并对目标生物食性做出准确分析ꎮＳｈｅｈｚａｄ等[８]利用该技术对豹猫(Ｐｒｉｏｎａｉｌｕｒｕｓｂｅｎｇａｌｅｎｓｉｓ)粪便进行分析并确定ꎬ豹猫的捕食对象包含１８种猎物且主要为啮齿动物ꎮ同时ꎬ该技术也能够对水生生物的食性进行鉴定ꎬ如周天成等[９]识别出塔形马蹄螺(Ｔｅｃｔｕｓｐｙｒａｍｉｓ)消化道中的主要类群为孔虫㊁真菌和后生动物ꎬ表明该物种属于沉积物碎屑食性生物ꎮ由于该技术能够敏锐地检测到与植物相互作用的动物的ｅＤＮＡ痕迹ꎬＮｅｗｔｏｎ等[１０]首次确定澳大利亚Ｂｕｎｇａｌｂｉｎ山脉的多种开花植物的潜在传粉生物(包括５种哺乳动物㊁８种鸟类和５７种节肢动物)ꎮ因此ꎬ利用该技术能够更全面地掌握城市食物网/链结构和种间关系的多样性ꎬ及时发现城市野生生物㊁栽培植物㊁散养或逃逸宠物的生态位变化ꎮ另外ꎬ动物粪便也能反映低一营养级生物的组成ꎬ当捕食者没有捕食偏好时ꎬ可利用该技术粗略评估被捕食物种(尤其是近缘物种)之间的相对多度[１１]ꎮ２２㊀城市疫源生物监测通过研究动植物(包括微生物)同环境的相互影响ꎬ实现对生物疾病暴发方式及区域的预测ꎬ可为城市生物疾病的防控提供有效的预防措施ꎮ传统生物观察方法的滞后性往往延误流行病的防治时机ꎬ周为民等[１２]利用实时ＰＣＲ方法对天花病毒进行的快速诊断ꎬ给城市生物流行病的监测提供了新思路ꎮｅＤＮＡ宏条形码技术已经成功应用于天然水体的水生生物流行病防控ꎬ如Ｇｏｍｅｓ等[１３]在西澳大利亚州农场成功预防了水体寄生虫暴发ꎮ同时ꎬ该技术也能为建立流行病学和疾病动力学模型提供支持ꎬＣａｒｒａｒｏ等[１４]绘制了瑞士Ｗｉｇｇｅｒ分水岭鲑鱼物种的增生性疾病病原体Ｆｒｅｄｅｒｉｃｅｌｌａｓｕｌｔａｎａ的ＤＮＡ浓度分布图并建立了相应的数学模型ꎮ不仅如此ꎬ通过该技术对致病性鲑鱼寄生虫丰度进行估算还可从寄生虫的生物量变化来预测研究区的传染状况[１５]ꎮ城市环境是高密度人群与其他城市生物的共栖场所ꎬ不仅表现在生物种群的高密度低多样性聚集分布ꎬ也常常发生人类与其他动物的近距离接触ꎮ因此ꎬ防控生物流行病是城市公共卫生安全的重要任务之一ꎬ该技术在城市生物流行病的实时监测和防控领域有着应用优势ꎬ对公共卫生安全和生物流行病研究具有极其重要的意义ꎮ２３㊀城市入侵生物及濒危物种监测我国是遭受入侵生物威胁与损失最严重的国家之一ꎬ据报道ꎬ我国的入侵生物多达近８００种ꎬ几乎涉及所有类型的生态系统[１６]ꎮ大中城市是外来物种和入侵物种的集中区ꎬ须尽早发现入侵物种并采取有效措施加以控制ꎮ采用传统方法监测入侵物种容易延误最佳治理时机ꎬ而ｅＤＮＡ宏条形码技术通过定期的采样及筛查环境样本ꎬ可以在生物入侵初期便发现入侵物种的定殖ꎮ美国学者采用该技术监测牛蛙(Ｒａｎａｃａｔｅｓｂｅｉａｎａ)㊁缅甸巨蟒(Ｐｙｔｈｏｎｂｉｖｉｔｔａｔｕｓ)㊁亚洲鲤鱼等入侵物种ꎬ有效掌握了它们的入侵程度与扩散机制ꎬ为科学防控提供了有力支持[１７－１９]ꎮ另外ꎬ该技术作为一种非入侵式技术在寻找和保护珍稀濒危物种方面具有更大优势ꎮ珍稀濒危动物的种群规模小ꎬ个体数量少ꎬ发现的几率小ꎬ传统取样方式可能对动物个体和种群造成不利影响ꎮ借助ｅＤＮＡꎬＦｏｏｔｅ等[２０]通过非捕捞的方式在波罗的海发现了当地极其罕见的长肢领航鲸(Ｇｌｏｂｉｃｅｐｈａｌａｍｅｌａｓ)ꎬＳｒｅｙａｈ等[２１]也在越南ＸｕａｎＫｈａｎｈ湖中确认了全球仅存的第四只斑鳖ꎮ目前ꎬ科研人员采９６１㊀㊀㊀㊀中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业㊀第２１卷用ｅＤＮＡ宏条形码技术还实现了对长江江苏段江豚(Ｎｅｏｐｈｏｃａｅｎａｐｈｏｃａｅｎｏｉｄｅｓ)㊁日本京都流域大鲵(Ａｎｄｒｉａｓｊａｐｏｎｉｃｕｓ)等濒危动物的监测[２２－２３]ꎮ２４㊀城市隐遁生物监测栖息于城市土壤或洞穴中的无脊椎动物㊁水生动物以及一些夜行性或生活习性尚不了解的生物ꎬ一般被认为是城市中的隐遁生物 ꎮ由于它们具有体型小㊁生活环境隐蔽或生活习性特殊等特征ꎬ在城市中难以采用传统的捕获和拍摄等方法进行有效监测ꎮｅＤＮＡ宏条形码技术的采样与鉴定优势能够克服上述困难ꎬ例如Ｂｉｅｎｅｒｔ等[４]运用ｅＤＮＡ对阿尔卑斯山土壤中隐遁的蚯蚓种类进行组成分析ꎬ测定结果与传统形态学调查结果一致ꎮ又如ꎬ在捕获水生动物时ꎬ由于水文状况复杂极易遗漏某些物种ꎬ而ｅＤＮＡ宏条形码技术不仅避免了活体捕获ꎬ还能更全面地发现其生存痕迹ꎮＴｈｏｍｓｅｎ等[２４－２５]在丹麦的某海洋生态系统的海水ｅＤＮＡ样本中发现了１５种鱼类和４种鸟类ꎬ其中不乏一些传统调查方法难以发现的物种ꎬ并证实即使利用从少量水体样本中获取的ｅＤＮＡꎬ亦可直接检测出以水环境为全部或部分生活史的生物[２５]ꎮ城市内淡水湖泊㊁池塘及河流等水生环境较野外更为复杂ꎬ大量采样的难度和成本更高ꎬ因此适宜采用该技术进行隐遁生物监测ꎮ２５㊀城市特殊区域生物监测传统生物监测方法依赖形态学的鉴定ꎬ必须采用目标区域的样方取样对目标生物进行捕获或拍摄ꎬ且需耗费大量的人力和观察时间ꎮＳｉ等[２６]在中国古田山国家级自然保护区的一块研究地(２４ｈｍ２)发现至少需要８７００摄像机日才能观测到该区块的全部动物物种ꎮ城市中存在不少难以捕获和拍摄的特殊区域如废弃矿区㊁大型垃圾场等ꎬ这些灰色区域中的动物群落也可能因传统调查方法遭到二次破坏ꎮｅＤＮＡ宏条形码技术通过对目标动物残留的ＤＮＡ就能对观测区域内的物种信息进行准确的鉴别以及相对丰度的估算ꎬ在环境取样时也不需要大量的人力ꎬ从而降低了采样人员在危险区域的作业时间和风险ꎮＳｉｇｓｇａａｒｄ[２７]以哥本哈根Ｓｋｏｖｓｈｏｖｅｄ港口的鱼类群落为例ꎬ通过对比ｅＤＮＡ宏条形码技术与传统监测方法ꎬ证明了前者具有采样安全便捷㊁成本低㊁耗时短等特点(表２)ꎮ表２㊀传统调查方法与ｅＤＮＡ宏条形码技术的比较㊀项目㊀㊀传统调查方法ｅＤＮＡ宏条形码技术对生物的影响有伤害或干扰动物的危险对生物和环境干扰较小技术与安全要求需大量人力物力ꎬ有一定作业风险具有时间和成本优势ꎬ风险较低方法可靠性不受假阳性的影响ꎬ可能会受隐遁生物的假阴性影响会受到假阳性㊁假阴性的影响流程标准化采样调查流程具有标准流程缺乏较统一的标准流程２６㊀城市大气环境生物源污染监测在高密度城市中ꎬ大气环境的生物源性污染极其严重ꎬ主要包括悬浮的植物花粉和微生物ꎬ特殊环境中还可能存在空气病原体[２８]ꎮ由于这些污染物不能被肉眼观察到ꎬ传统监测方法需借助生物培养㊁试纸以及显微镜等ꎮ例如ꎬ气传花粉样本经过化学染色后通过光学显微镜或者扫描电子显微镜(ＳＥＭ)进行观察ꎬ人力和时间成本巨大ꎻ而ｅＤＮＡ宏条形码技术可直接对花粉样本进行基因分析和鉴定ꎬ操作便捷ꎬ结果准确ꎮＫｒａａｉｊｅｖｅｌｄ等[２９]用ｅＤＮＡ宏条形码技术与传统检测方法分别分析了荷兰莱顿大学空气中的花粉组成ꎬ结果显示前者能够识别出这些混合花粉分别来自禾本科鸭茅属(ＤａｃｔｙｌｉｓＬ )和梯牧草属(ＰｈｌｅｕｍＬ )等属的６种植物ꎬ而这是传统镜检法无法实现的ꎮＫｏｒｐｅｌａｉｎｅｎ等[３０]亦通过该技术分析了芬兰赫尔辛基的建筑室内花粉组成的季节性变化ꎬ鉴定出来自６６科１８７属植物的夏季花粉进入建筑室内并能够长期留滞ꎮｅＤＮＡ宏条形码技术的另一优势在于无需生物培养ꎬ不仅能一次检出多种培养条件不同的微生物ꎬ还可对不能体外培养㊁休眠或死亡的微生物进行检测ꎮＴｏｎｇ等[３１]通过比较医院空气中病原体(如细菌和病毒)的检测效果ꎬ证实了该技术能够监测出完整的病原体分布情况和相对丰度ꎬ而传统培养基法一次仅能检出芽孢杆菌(Ｂａｃｉｌｌｕｓ)和葡萄球菌(Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ)等少量病原体ꎮｅＤＮＡ宏条形码技术也适用于室内空气中的真菌孢子监测ꎬ０７１㊀第３期㊀廖晨阳㊀杨明乐㊀高㊀庆ꎬ等:ｅＤＮＡ宏条形码技术在城市生物多样性监测中的适用性与展望㊀㊀Ｃｏｏｍｂｓ等[３２]在美国俄亥俄州成功监测了５２栋绿色房屋和非绿色房屋的真菌群落变化ꎬ印证了该技术用于监测城市空气中微生物孢子的可行性ꎮ３㊀ｅＤＮＡ宏条形码技术的局限性３１㊀样品来源的影响首先ꎬｅＤＮＡ宏条形码技术是通过环境中的土壤㊁粪便㊁水等获取生物ＤＮＡ样本ꎮ土壤动物和水生动物的ｅＤＮＡ样本比较容易获取ꎬ而大部分陆生动物包括大部分兽类㊁鸟类和陆生昆虫ꎬ由于其活动范围较大以及生活环境更加丰富ꎬ它们的ｅＤＮＡ样本较难获得ꎬ因此现阶段该技术还无法大规模用于野外陆生动物监测ꎮ其次ꎬ该技术依赖ｅＤＮＡ样本的完整性ꎬ但温度㊁土壤质地㊁化学因素等都会影响ｅＤＮＡ的分布和持久性ꎻ同时ꎬ对水生生物来说ꎬ水体的温度和光照㊁流速㊁物种密度以及在环境中的停留时间等均会影响环境中ＤＮＡ的质量[３３]ꎮＭａｒｕｙａｍａ等[３４]发现ꎬ当鱼群离开研究区域后ꎬ环境中ＤＮＡ的半保留时长为６３ｈꎬ但是在不同环境中ｅＤＮＡ降解的速率不同ꎬ其保留时长存在较大差异ꎮ再次ꎬｅＤＮＡ在不同环境中的保存时间也不同ꎬ在特定的温㊁湿度条件下ꎬ土壤中ＤＮＡ可以保存数天至数千年[３５]ꎮ考虑到城市生物多样性监测的主要目的是得到近期时间点的生物多样性数据ꎬ因此在表层土壤取样可以减少过去残留ＤＮＡ的干扰ꎮ３２㊀结果受假阴性及假阳性的影响ｅＤＮＡ检测结果的假阴性和假阳性错误是因目标物种的ＤＮＡ未被检出或不真实存在的生物被检出ꎮ通常ꎬ环境ＤＮＡ的快速降解是导致假阴性结果的最主要原因ꎮ此外ꎬ实验操作流程的不规范或环境样本被污染也会导致假阳性结果ꎮ假阴性及假阳性的结果都会对后续的研究造成误导ꎬ尤其是在对入侵或濒危物种的监测过程中ꎬ物种的误判可能造成巨大的影响和损失ꎮ因此ꎬ为避免假阴性及假阳性的错误ꎬ应该严格控制实验流程㊁优化实验方案ꎬ以及设置对照试验ꎬ避免试验过程中的外来污染ꎮ同时ꎬ若能结合传统生物监测方法进行校对ꎬ则将进一步提高检测结果的准确性和可靠性ꎮ３３㊀所选ＤＮＡ条形码的影响ＤＮＡ条形码的选择需权衡条形码的大小㊁宽度以及分辨率等ꎮ短链ＤＮＡ条形码虽易于识别ꎬ但结果的准确性低ꎮ尽管较大的ＤＮＡ条形码能够提供较高的分辨率ꎬ但它易降解ꎬ在环境中保存时间较短ꎬ故在ｅＤＮＡ中被发现的可能性也更低ꎬ且长链ＤＮＡ条形码在当前的ＮＧＳ平台上较难进行完整测序或完整检出[３６]ꎮ３４㊀物种参考数据库需要完善物种参考数据库的完整性能够保证特异性ＤＮＡ条形码的可用性ꎬ从而决定ｅＤＮＡ宏条形码技术进行物种鉴定的可靠性ꎬ特别是对于生物多样性热点地区ꎮ数据库的模板缺失可能导致基因序列无法被注释ꎬ从而遗失大量的生物遗传信息[３７]ꎮ国外公共数据库如ＳＩＬＶＡ㊁Ｇｒｅｅｎｇｎｅｓ㊁ＰＦＲ２等都处于不断更新发展中ꎬ我国也在不断建设各类基因数据库ꎬ如太湖浮游生物基因库㊁中国的底栖动物条形码数据库等[３８－４０]ꎬ但现有参考数据库的基因容量还远不够满足生物多样性的监测需求ꎮ因此ꎬ为提高城市生物数据库的完整性ꎬ应提高现有数据库中的种群含量ꎬ并加强全球数据库的资料共享ꎬ尽快建立本土生物基因库ꎮ３５㊀难以准确估算生物丰度环境样本ＤＮＡ丰度不等同于生物种群丰度ꎬ这不仅是因为ＤＮＡ在环境中的持久性不同ꎬ也因为ＰＣＲ扩增过程会导致序列丰度发生倾斜ꎬ况且环境样本中ＤＮＡ的数量受生物体生物量的影响大于种群密度的影响[１１]ꎬ因此ꎬ即便第三代测序技术也不能完全解决该问题ꎮ此外ꎬ生物的季节性产卵以及生物体之间不同的ＤＮＡ脱落率等因素都会导致ｅＤＮＡ宏条形码技术对种群丰度推算的不准确ꎮ所以ꎬ目前尚不能依靠该技术对生物种群的数量和密度进行定量调查ꎬ而在这方面传统调查手段更具有优势ꎮ４㊀展望在进行城市生物多样性监测时ꎬ传统的形态学观测方法由于人力物力消耗大㊁监测难度大㊁特定生物难以捕获等原因ꎬ难以对城市生物多样性进行长期高效的监测ꎮ相比于传统方法ꎬｅＤＮＡ宏条形码技术具有取样安全㊁简便且非侵入性㊁无地理限制ꎬ分析测定高效㊁灵敏㊁准确ꎬ以及数据存储和分析快捷等优势ꎮ该技术虽然具有标１７１㊀㊀㊀㊀中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业㊀第２１卷准化不足㊁准确度偏差㊁生物信息数据库信息不完整等问题ꎬ但在大中尺度下城市生物多样性的监测领域较为适用[４１]ꎮ因此ꎬ将传统检测方法与分子生物学技术(ｅＤＮＡ宏条形码技术)相结合可大幅提高城市生物多样性监测数据的丰富度和准确性(表２)ꎮ目前ꎬｅＤＮＡ宏条形码技术仅作为常规生物多样性监测的补充ꎬ尚未独立进行生物监测ꎮ因此ꎬ将该技术应用于城市生物的监测时ꎬ需考虑城市生物调查的局限性并因地制宜地调整采样策略和分析方法ꎬ克服其局限性ꎮ随着科学技术的发展ꎬ该技术的缺陷将逐步解决ꎬ除了大力发展ＰＣＲ￣ｆｒｅｅｍｅｔａｂａｒｃｏｄｉｎｇ㊁不断完善数据库并且发展生物信息学工具增加数据处理的可信度之外ꎬ还应尽快构建针对不同环境下ｅＤＮＡ的采样标准[１０ꎬ４２]ꎮ城市生物多样性的监测和研究对解决城市生态问题和城市可持续发展具有重要意义ꎮｅＤＮＡ宏条形码技术可能成为城市生态监测的重要工具ꎬ实时掌握城市动植物群落动态并依据时序建立城市生物群落结构模型ꎬ为城市生物多样性保护建立标准化流程ꎬ促进城市生态环境的科学治理和生物多样性保护ꎮ参考文献[１]刘娜娜ꎬ寿丹艺ꎬ达良俊.上海公园绿地鸟类多样性的城市化梯度格局及类群划分[Ｊ].生态学杂志ꎬ２０１８ꎬ３７(１２):３６７６－３６８４.[２]张庆费ꎬ许源.城市森林生物多样性保育途径探讨[Ｊ].中国城市林业ꎬ２０１６ꎬ１４(３):１－５.[３]ＹＯＣＣＯＺＮＧꎬＢＲÅＴＨＥＮＫＡꎬＧＩＥＬＬＹＬꎬｅｔａｌ.ＤＮＡｆｒｏｍｓｏｉｌｍｉｒｒｏｒｓｐｌａｎｔｔａｘｏｎｏｍｉｃａｎｄｇｒｏｗｔｈｆｏｒｍｄｉｖｅｒｓｉｔｙ[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｃｏｌｏｇｙꎬ２０１２ꎬ２１(１５):３６４７－３６５５.[４]ＢＩＥＮＥＲＴＦꎬＤＥＤＡＮＩＥＬＩＳꎬＭＩＱＵＥＬＣꎬｅｔａｌ.ＴｒａｃｋｉｎｇｅａｒｔｈｗｏｒｍｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｆｒｏｍｓｏｉｌＤＮＡ[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｃｏｌｏｇｙꎬ２０１２ꎬ２１(８):２０１７－２０３０.[５]马占霞ꎬ张玲ꎬ甘建民ꎬ等.基于宏基因组(ｍｅｔａｂａｒｃｏｄｉｎｇ)技术的橡胶种植对林下节肢动物多样性的影响[Ｊ].生态与农村环境学报ꎬ２０２１ꎬ３７(５):６０３－６１０.[６]赵梦迪.利用环境ＤＮＡ分析冬季中国东黄海水域的鱼类多样性[Ｄ].上海:上海海洋大学ꎬ２０１７.[７]高旭ꎬ杨江华ꎬ张效伟.浮游动物ＤＮＡ宏条形码标志基因比较研究[Ｊ].生态毒理学报ꎬ２０２０ꎬ１５(２):６１－７０. [８]ＳＨＥＨＺＡＤＷꎬＲＩＡＺＴꎬＮＡＷＡＺＭＡꎬｅｔａｌ.Ｃａｒｎｉｖｏｒｅｄｉｅｔａｎａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎｎｅｘｔ￣ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ:ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｔｈｅｌｅｏｐａｒｄｃａｔ(Ｐｒｉｏｎａｉｌｕｒｕｓｂｅｎｇａｌｅｎｓｉｓ)ｉｎＰａｋｉｓｔａｎ[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｃｏｌｏｇｙꎬ２０１２ꎬ２１(８):１９５１－１９６５.[９]周天成ꎬ胡思敏ꎬ林先智ꎬ等.基于１８ＳｒＤＮＡ条形码技术的珊瑚礁区塔形马蹄螺(Ｔｅｃｔｕｓｐｙｒａｍｉｓ)食性分析[Ｊ].海洋科学ꎬ２０２０ꎬ４４(２):９９－１０７.[１０]ＮＥＷＴＯＮＪＰꎬＢＡＴＥＭＡＮＰＷꎬＨＥＹＤＥＮＲＹＣＨＭＪꎬｅｔａｌ.Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｈｅｂｉｒｄｓａｎｄｔｈｅｂｅｅｓ:ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡｍｅｔａｂａｒｃｏｄｉｎｇｏｆｆｌｏｗｅｒｓｄｅｔｅｃｔｓｐｌａｎｔ￣ａｎｉｍａｌｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡꎬ２０２３ꎬ５(３):４８８－５０２.[１１]牟铭ꎬ李昂ꎬ赵新宁ꎬ等.人工模拟条件下环境ＤＮＡ宏条形码技术的定量分析初探[Ｊ].渔业科学进展ꎬ２０２１ꎬ４２(５):２４－３０.[１２]周为民ꎬ谭文杰ꎬ郑楠ꎬ等.猴痘㊁天花病毒感染快速分子诊断荧光定量实时ＰＣＲ方法的建立[Ｊ].生物技术通讯ꎬ２００６(５):７０３－７０６.[１３]ＧＯＭＥＳＧＢꎬＨＵＴＳＯＮＫＳꎬＤＭＯＩＮＧＯＳＪＡꎬｅｔａｌ.ＵｓｅｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡ(ｅＤＮＡ)ａｎｄｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｄａｔａｔｏｐｒｅｄｉｃｔｐｒｏｔｏｚｏａｎｐａｒａｓｉｔｅｓｏｕｔｂｒｅａｋｓｉｎｆｉｓｈｆａｒｍｓ[Ｊ].Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅꎬ２０１７ꎬ４７９:４６７－４７３.[１４]ＣＡＲＲＡＲＯＬꎬＢＥＲＴＵＺＺＯＥꎬＭＡＲＩＬꎬｅｔａｌ.ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｆｉｅｌｄꎬｌａｂｏｒａｔｏｒｙꎬａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｆＰＫＤｓｐｒｅａｄｉｎａＳｗｉｓｓｐｒｅａｌｐｉｎｅｒｉｖｅｒ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａꎬ２０１７ꎬ１１４(４５):１１９９２－１１９９７.[１５]ＣＡＲＲＡＲＯＬꎬＨＡＲＴＩＫＡＩＮＥＮＨꎬＪＯＫＥＬＡＪꎬｅｔａｌ.ＥｓｔｉｍａｔｉｎｇｓｐｅｃｉｅｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄａｂｕｎｄａｎｃｅｉｎｒｉｖｅｒｎｅｔｗｏｒｋｓｕｓｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａꎬ２０１８ꎬ１１５(４６):１１７２４－１１７２９.[１６]陈宝雄ꎬ孙玉芳ꎬ韩智华ꎬ等.我国外来入侵生物防控现状㊁问题和对策[Ｊ].生物安全学报ꎬ２０２０ꎬ２９(３):１５７－１６３. 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[２５]ＴＨＯＭＳＥＮＰＦꎬＫＩＥＬＧＡＳＴＪꎬＩＶＥＲＳＥＮＬＬꎬｅｔａｌ.ＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｅｎｄａｎｇｅｒｅｄｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙｕｓｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡ[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｃｏｌｏｇｙꎬ２０１２ꎬ２１(１１):２５６５－２５７３.[２６]ＳＩＸＦꎬＫＡＹＳＲꎬＤＩＮＧＰ.Ｈｏｗｌｏｎｇｉｓｅｎｏｕｇｈｔｏｄｅｔｅｃｔｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌａｎｉｍａｌｓ?Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｔｒａｐｐｉｎｇｅｆｆｏｒｔｏｎｃａｍｅｒａｔｒａｐｓ[Ｊ].ＰｅｅｒＪꎬ２０１４ꎬ２:ｅ３７４.[２７]ＳＩＧＳＧＡＡＲＤＥＥꎬＮＩＥＬＳＥＮＩＢꎬＣＡＲＬＨꎬｅｔａｌ.ＳｅａｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡｒｅｆｌｅｃｔｓｓｅａｓｏｎａｌｉｔｙｏｆａｃｏａｓｔａｌｆｉｓｈｃｏｍｍｕｎｉｔｙ[Ｊ].ＭａｒｉｎｅＢｉｏｌｏｇｙꎬ２０１７ꎬ１６４(６):１２８.[２８]郑国香ꎬ刘瑞娜ꎬ李永峰.能源微生物学[Ｍ].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社ꎬ２０１３.[２９]ＫＲＡＡＩＪＥＶＥＬＤＫꎬＤＥＷＥＧＥＲＬＡꎬＧＡＲＣÍＡＭＶꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｉｒｂｏｒｎｅｐｏｌｌｅｎｕｓｉｎｇｎｅｘｔ￣ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＤＮＡｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｃｏｌｏｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓꎬ２０１５ꎬ１５(１):８－１６.[３０]ＫＯＲＰＥＬＡＩＮＥＮＨꎬＰＩＥＴＩＬÄＩＮＥＮＭ.ＢｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｐｏｌｌｅｎｉｎｉｎｄｏｏｒａｉｒｓａｍｐｌｅｓａｓｒｅｖｅａｌｅｄｂｙＤＮＡｍｅｔａｂａｒｃｏｄｉｎｇ[Ｊ].ＮｏｒｄｉｃＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｏｔａｎｙꎬ２０１７ꎬ３５(５):６０２－６０８.[３１]ＴＯＮＧＸＬꎬＸＵＨＴꎬＺＯＵＬＨꎬｅｔａｌ.Ｈｉｇｈｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆａｉｒｂｏｒｎｅｆｕｎｇｉｉｎｔｈｅｈｏｓｐｉｔａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｓｒｅｖｅａｌｅｄｂｙｍｅｔａ￣ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ￣ｂａｓｅｄｍｉｃｒｏｂｉｏｍｅａｎａｌｙｓｉｓ[Ｊ].ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓꎬ２０１７ꎬ７:３９６０６.[３２]ＣＯＯＭＢＳＫꎬＴＡＦＴＤꎬＷＡＲＤＤＶꎬｅｔａｌ.Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｉｎｄｏｏｒｆｕｎｇａｌｍｉｃｒｏｂｉｏｍｅｏｆｇｒｅｅｎａｎｄｎｏｎ￣ｇｒｅｅｎｌｏｗ￣ｉｎｃｏｍｅｈｏｍｅｓｉｎＣｉｎｃｉｎｎａｔｉꎬＯｈｉｏ[Ｊ].ＳｃｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬ２０１８ꎬ６１０/６１１:２１２－２１８.[３３]ＴＡＫＡＨＡＲＡＴꎬＭＩＮＡＭＯＴＯＴꎬＹＡＭＡＮＡＫＡＨꎬｅｔａｌ.ＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｆｉｓｈｂｉｏｍａｓｓｕｓｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡ[Ｊ].ＰｌｏｓＯｎｅꎬ２０１２ꎬ７(４):ｅ３５８６８.[３４]ＭＡＲＵＹＡＭＡＡꎬＮＡＫＡＭＵＲＡＫꎬＹａｍａｎａｋａＨꎬｅｔａｌ.ＴｈｅｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤＮＡｆｒｏｍｊｕｖｅｎｉｌｅａｎｄａｄｕｌｔｆｉｓｈ[Ｊ].ＰｌｏｓＯｎｅꎬ２０１４ꎬ９(１２):ｅ１１４６３９.[３５]ＥＰＰＬＳꎬＢＯＥＳＳＥＮＫＯＯＬＳꎬＢＥＬＬＥＭＡＩＮＥＰꎬｅｔａｌ.ＮｅｗｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍｅｔａｂａｒｃｏｄｅｓｆｏｒａｎａｌｙｓｉｎｇｓｏｉｌＤＮＡ:ｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒｓｔｕｄｙｉｎｇｐａｓｔａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｃｏｌｏｇｙꎬ２０１２ꎬ２１(８):１８２１－１８３３.[３６]ＣＬＡＲＫＥＬＪꎬＳＯＵＢＲＩＥＲＪꎬＷＥＹＲＩＣＨＬＳꎬｅｔａｌ.Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍｅｔａｂａｒｃｏｄｅｓｆｏｒｉｎｓｅｃｔｓ:ｉｎｓｉｌｉｃｏＰＣＲｒｅｖｅａｌｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒｔａｘｏｎｏｍｉｃｂｉａｓ[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｃｏｌｏｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓꎬ２０１４ꎬ１４(６):１１６０－１１７０.[３７]杨江华.太湖流域浮游动物物种多样性与环境污染群落生态效应研究[Ｄ].南京:南京大学ꎬ２０１７.[３８]张宛宛.基于ＤＮＡ宏条形码技术的浮游植物群落多样性监测研究[Ｄ].南京:南京大学ꎬ２０１７.[３９]ＹＡＮＧＪＨꎬＺＨＡＮＧＸＷꎬＺＨＡＮＧＷＷꎬｅｔａｌ.Ｉｎｄｉｇｅｎｏｕｓｓｐｅｃｉｅｓｂａｒｃｏｄｅｄａｔａｂａｓｅｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｚｏｏｐｌａｎｋｔｏｎ[Ｊ].ＰｌｏｓＯｎｅꎬ２０１７ꎬ１２(１０):ｅ０１８５６９７.[４０]王萌ꎬ金小伟ꎬ林晓龙ꎬ等.基于环境ＤＮＡ￣宏条形码技术的底栖动物监测及水质评价研究进展[Ｊ].生态学报ꎬ２０２１ꎬ４１(１８):７４４０－７４５３.[４１]ＢＵＳＨＡꎬＣＯＭＰＳＯＮＺＧꎬＭＯＮＫＷꎬｅｔａｌ.ＳｔｕｄｙｉｎｇｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈＤＮＡｍｅｔａｂａｒｃｏｄｉｎｇ:ｌｅｓｓｏｎｓｆｒｏｍｂｉｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆａｑｕａｔｉｃｍａｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅｓ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｖｏｌｕｔｉｏｎꎬ２０１９ꎬ７:４３４.[４２]ＪＩＹＱꎬＡＳＨＴＯＮＬꎬＰＥＤＬＥＹＳＭꎬｅｔａｌ.Ｒｅｌｉａｂｌｅꎬｖｅｒｉｆｉａｂｌｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙｖｉａｍｅｔａｂａｒｃｏｄｉｎｇ[Ｊ].ＥｃｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒｓꎬ２０１３ꎬ１６(１０):１２４５－１２５７.３７１。

IMEI跟踪分析技术总结报告

打开且查询IMEISV：RNC模拟CN下发IDENTITY REQUEST消息，且IDENTITY REQUEST内查询的终端的IMEISV。
（2）RNC发送模拟IDENTITY REQUEST消息的保护定时器（单位10ms）：该定时器的作用类似于T3270定时器。
T3270定时器的作用为CN发送IDENTITY REQUEST后等待终端回复IDENTITY RESPONSE消息的定时器，如果超出该定时器时长后终端没有回复IDENTITY RESPONSE，则释放该终端的无线资源。
（3）RNC是否需要解析IDENTITY RESPONSE消息。
该开关的作用为RNC是否解析IDENTITY RESPONSE获取要查询的信息（如IMEI,IMSI或IMEISV），并写于CDLMR中。
3.2
该情况RNC需开启RNC是否需要解析IDENTITY RESPONSE消息的开关即可。
3.3
该情况RNC只需开启RNC模拟IDENTITY查询的开关，选择打开并查询IMEI的选项。
合理设置RNC发送模拟IDENTITY REQUEST消息的保护定时器（单位10ms），建议与CN设置的T3270定时器一致。
开启RNC是否需要解析IDENTITY RESPONSE消息的开关即可。
4
4.1
本次，我们通过RNC模拟IDENTITY查询开关的关闭和开启来验证IMEI跟踪技术。
2）、核心网在未开启“IMEI CHECK”功能的时候，RNC可以模拟CN发送一条Identiy Request，并对RRC连接建立请求或NAS消息（Identiy Response）中的IMEI进行解析，并形成CDL记录，通过CDLMR软件就可以实现相关指标按照不同的终端类型进行统计。该功能点需要核心网开启IMEI CHECK功能。

TD-SCDMA终端性能评估的实现及应用—IMEI-check功能

强移动终端
Ｔ — ＤＳＭ终端，．评估的ＤＣＡＩ￣１匕．ｂ／土－ｉ－月实现及应用……Ｉｃ …… Ｅｃ …Ｍｈｋ．Ｉｅ
叶旭伟周昌林中国移动通信集团浙江有限公司丽水分公司【摘要】在现网中由于终端的良莠不齐，部分质差终端在严重影响现网Ｋ＿标的同时也深深影响用户感知，导致用户Ｐ｝旨
２２５１
５１４
２６８
１Ｏ
上海贝尔
ＡＳ９０ＢＴ２
４９４４４
２６３４
５２５
在集合Ｅ
１１
１２
１３１４
中兴
中兴
华为华为
ＭＵ３８（１数据卡）
ＭＵ３１５
Ｔ２１２１Ｔ５＋５０
性需要核心网开启ｌＩｃｅｋＭＥ— ｈｃ功能。但是在现场开启该功能时，却发现部分厂家的核心网不支持ＩＩｃｅｋＭＥ — ｈｃ功能，对该特性的推广造成很大的约束。为了避免该特性的使用受限于核心网，需要ＲＮＣ能够模拟ｌｅ卅ｙＲｑｅｔｉ，实现向Ｕ查询ｌＩｄｎｅｕｓ：息；￣ＥＭＥ方
３３２７
５８８９７
９３０５３６４１８９
２４３６
２４１４
２３１３２Ｏ１１
７７２４
３５．８
２２３３０６
中的终端，根据
不同项ＫＰＩ能性
指标以及尝试次数（占５％的各００权重），选定该指标性能表现优秀且尝试次数多的１款终端，取０平均值，定为标

CDMA移动台的CDG测试

测试经验－－第三阶段
移动台长时间通话性能
本测试项目中，最常见的现象是移动台无法达到既定要求（通话时间保持在45分钟以上），即出现死机、关机或自动重新启动的情况。移动台出现这种问题，是因为其无法适应现网中复杂多变的无线环境造成的。需对移动台的软件作优化。
测试经验－－第三阶段
呼叫等待测试
有些移动台开启了呼叫等待回拨 (Call Waiting Call Back)和呼叫等待闭锁(Call Waiting Block) 业务，这些业务的开启，会对正常的呼叫等待业务流程出现一定的影响。由于这些附加业务在目前我们进行的CDG测试中并不要求，解决办法当然就是通知厂家将这些附加业务关闭。
3-Way Splitter
HP 8549E Input GPIB PC Spirent ATS
GPIB Bus
测试内容－－第一阶段测试系统示意图
（1X手机）
测试内容－－第二阶段
5. 空中接口测试 6. 普通电话业务测试 7. 切换测试 8. 登记测试 9. 鉴权测试 10. 短消息业务（SMS）测试 11. 用户主叫业务测试 12. 数据业务测试（95手机不要求） 13. 空中业务测试（95手机不要求） 14. 优先漫游的系统选择测试（95手机不要求） 15. 消息驱动指示器测试（95手机不要求） 16. 业务重定向测试（95手机不要求）
测试内容－－第二阶段测试系统示
意图
多径衰落模拟器 CH1In CH1Out 干扰噪声发生器 CH1In CH1Out CH2In GPIB CH2Out CH2In GPIB CH2Out
射频合路器
基站1 RF Out GPIB RF In CH1 Out 双工器 Out 双工器In/Out RF Out CH2 Out 移动台 CH2 In CH1 In

基于 CDG软件对IMEI识别的终端性能深入分析

基于CDG软件对IMEI识别的终端性能深入分析（陕西财经职业技术学院，陕西咸阳712000）本文建立一种基于海量数据分析的商用网络终端性能评估方法，通过CDG 软件提供的海量现网数据，按照不同的IMEI号对终端的各类性能表现进行识别，如RAB建立成功率、掉话率、重定位成功率、互操作成功率等，为市场部门的终端选择、终端厂家问题改进、用户感知提升提供有力抓手。

标签：CDG;IMEI;KPI;标杆终端0 引言背景竞争战略之父迈克尔波特说过：企业之间的竞争归根到底是对客户资源的竞争。

在各运营商层出不穷的、同质化的业务和服务下，客户的选择增多，需求从同质化走向个性化。

客户对服务的期望提高，对运营商而言是可持续发展的首要条件，要想有效留住价值用户，在竞争中立于不败之地，就必须深入关注、分析和研究在移动网络中以特殊身份存在的用户群体。

随着3G网络的发展和国家补贴政策的投入，智能机更新换代的频率明显加快且终端种类丰富多样，随之带来了用户感知的差异化，不同终端对用户感知的影响如何，不同终端对网络指标的贡献怎么样的问题急需要通过有效手段进行监控。

1 相关概念界定1.1 CDG软件大唐推出的CDG软件应运而生，它是大唐基于丰富现网的建设、维护和优化经验以及国内领先的网络解决方案提供商经验而开发的一款基于网络海量终端上报的测量数据进行深入分析的软件。

1.2 IMEIIMEI（International Mobile Equipment Identity）是国际移动设备身份码的缩写，是由15位数字组成的”电子串号”，它与每台手机一一对应，而IMEI的前8位称为TAC号，是与终端类型一一对应的，因此，解析出IMEI号，就是解析终端类型。

2 CDG软件IMEI级KPI指标提取方法使用CDG软件进行IMEI性能深入分析步骤如下：（1）首先使用CDG软件，将相关CDL日志记录导入，输出对应的ORACLE 数据库。

（2）然后，使用PL/SQL软件，打开ORACLE数据库，在表里面找到我们需要提取的指标项，其中，掉话率指标：tb_dropcallanarlt;RAB建立成功率指标：tb_rabanarlt;重定位成功率：tb_reloanarlt reloresult;2&3G互操作成功率：：提取跨系统切换：tb_spansysanarlt。

imei规则

imei规则Imei（International Mobile Equipment Identity）是指移动终端设备的国际移动设备标识。

一般来说，Imei可以用来检索手机、平板电脑或者其他设备的详细信息，起作用类似于设备的身份证和专属识别号码。

Imei能帮助设备用户唤醒设备的数据与服务，它的重要性不言而喻。

那么，Imei 介绍结束，我们来看看Imei的规则：一、 Imei 分为 15 位数字。

1. 前六位数据：由型号实申请者（TAC）赋予，即手机制造商。

2. 第七位数字：代表手机参数（MSI）规范，即小型生物电脑。

3. 第八位数字：设备特性（FAC）例如有多少种模式，几种颜色等。

4. 后八位数字：由CDG（配置控制码）控制，根据下一步运行的应用程序或操作系统的不同而不同。

二、Imei的结构1.电子标签：前6位数字，由TAC（Type Allocation Code）定义MSN 号。

2.硬件配置：中间2位数字，由FAC（Final Assembly Code）定义。

3.程序控制：后7位数字，由CDG（Configuration Control Code）定义，为手机指定操作系统等参数。

三、IMEI 的作用1. 防伪：用于设备识别，确定某台设备的属于的特性和使用规则，作为设备的唯一标志，使设备无法复制。

2. 鉴别：主要用于鉴别一台设备是否属于特定的操作系统，从而确定它的运行状况，或者判断设备的版本信息，例如操作系统的版本等。

3. 阻止滥用：Imei可以为设备本身和用户买单提供固定的标识，使其可以被分配到正规系统中，进而阻止滥用者进入系统。

4. 报告：通过Imei可以判断设备的质量性能，从而动态控制设备的使用时间和服务质量。

5. 防盗：Imei可以用于设备防盗，当被盗取或被抢被异常使用时，手机设备可以自动关闭或提示错误信息，减少被盗的可能性，防止被滥用。