面向空地一体化交通的虚拟车道:发展阶段与关键技术

本文提出了一种用于未来自动驾驶场景的虚拟车道技术,旨在突破当前自动驾驶行业的发展瓶颈,并为未来融合飞行汽车交通系统(Flying Car Transportation Systems,FCTS)的自动驾驶场景提供一种创新性技术方案.虚拟车道技术伴随自动驾驶等级的提升协同发展,从面向有人驾驶,到面向全智能驾驶,再到面向本文所提出的L6空地全域自动驾驶,从而实现空地一体化交通的愿景.本文结合了自动驾驶、数字孪生、物联网(Internet of Things,IoT)、人工智能(Artificial Intelligence,AI)等各领域的最新技术对虚拟车道技术在每个发展阶段的应用场景和具体实现方法进行了详细介绍以及可行性分析,对自动驾驶行业明晰未来总体发展趋势和关键技术导向具有开创式的启发意义.

区块链互操作性技术研究进展

区块链技术因其去中心化、高透明度等优良特性引领了新一代数据存储技术的发展,近年来广泛应用于社会治理、金融保险、数字版权等领域。然而,作为一个基于规范和协议的自封闭系统,区块链不同链间无法直接实现数据通信,难以满足跨领域应用的数据共享需求,区块链互操作性技术应运而生。目前,该技术的项目实例分析较少。基于区块链互操作性最新研究成果,系统性总结了近年来互操作技术的代表性方案,并归纳展望了发展前景。首先,按照通信各链的结构差异,将区块链互操作方法划分成同构扩容和异构互操作两种类型;其次,按照技术发展脉络和区块链分层架构,分别介绍两种类型的代表性方法,分析比较了各方法的实现原理和技术细节,归纳总结它们的优缺点;再次,介绍了目前已经实施的区块链互操作性项目研发进展,重点介绍其实现思路、运营模式和现状,并在吞吐量、安全性等多个指标上对比分析其性能;最后,展望了区块链互操作性技术各方向的发展趋势。

基于仿真和熵权的VOIP业务网络性能评价权重确定方法

针对目前网络性能评价中多元指标之间权重难以确定的问题,将信息熵理论应用于网络性能评价中。提出采用熵权方法确定指标权重,进而对网络性能进行评价的方法。为了获取反映不同网络状态的性能数据,采用网络仿真方法获得计算熵权所需的样本。实例表明,信息熵能够客观地反映各指标贡献信息量的大小,基于信息熵的熵权能够客观反映各指标的相对重要程度。

基于决策理论算法的单载波多载波数字调制识别技术研究

研究基于决策理论算法的单载波多载波无线数字调制信号的特征参数提取与自动识别技术,提出了适合单载波多载波数字调制识别的决策分类器及相应识别步骤。在瞬时相位提取时,首次采用去相位折叠算法纠正相位折叠的影响,提高了特征参数的准确性。仿真结果表明,该方法取得较好的识别效果,且系统易于实现,在信号识别中具有广泛的应用前景。

面向巨型星座系统的多地面站协同测控技术

测控技术是保障星座系统高效运维和管理的关键技术。近年来,随着星座规模的不断扩大,逐步形成了巨型星座系统,使得对星座的测控需求呈现爆发式的增长,从而对星座系统测控任务的完成量提出了新的要求。首先分析巨型星座系统测控任务约束和地面测控站设备约束并给出问题建模;其次提出一种地面站Agent基于学习规划片段的交互方式,通过引入约束惩罚算子和多地面站联合惩罚算子设计优化的目标函数;最后,提出一种多地面站Agent强化学习算法以求解多地面站协同任务分配策略。仿真结果显示,任务规模较大时,在文中提到的不同场景下该方法较传统算法有12%~20%的增益。

基于分层最小和译码的RS-LDPC级联码改进算法

RS-LDPC级联码能够有效提高数据传输的可靠性和系统的容错能力,在5G通信等领域中得到了广泛的应用,且在6G中具有很好的应用前景。但是RS-LDPC级联码与单码相比具有计算复杂度高、不易于在硬件上实现的不足,因此提出一种基于分层最小和的RS-LDPC级联码改进译码算法,将LDPC码的校验矩阵分解成多个子矩阵,在不同子矩阵层次上并行计算。此外,还引入了新的关于校验节点信息更新的简化函数,旨在保证译码性能的同时降低计算复杂度,达到易于硬件实现的目的。结果表明改进型分层最小和算法复杂度大大降低,且在性能上优于传统BP译码0.25 dB左右。

窃听者攻击下的RSMA无线通信系统中的物理层安全性能分析

文章研究一个基于速率分拆多址接入(Rate Splitting Multiple Access,RSMA)技术的多输入单输出下行通信系统。RSMA通过将预期用户的信息进行解码,将其余用户的信息视为噪声来提供最佳性能。此外,RSMA中的公共信息不仅是用户的有用数据,也可以干扰外部窃听者。针对实际应用场景中用户离基站较远的情况,文章提出了存在窃听者的基于RSMA的中继协作传输方案。传输过程分为两个时隙:在第一时隙中,中继接收、解码并转发信号;在第二时隙中,用户接收来自中继的信号。每个用户首先解码公共消息;然后通过应用连续干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)来解码其私有消息,基于此,推导在瑞利衰落信道下系统的中断概率和窃听者截获概率的闭合表达式;最后,通过蒙特卡洛仿真验证了理论分析的正确性。仿真结果表明,合理选择发射功率以及节点间距离能够有效降低系统的中断概率以及更好地权衡系统的安全性和可靠性。

空间等离子体云精细化仿真及传播特性研究

在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流量、运载器飞行速度等参量对Sm在电离层中扩散过程的影响。同时,采用射线追踪方法,研究了空间等离子体云的电波传播特性。结果表明释放参数和环境参数对等离子体云的形态和演化过程具有重要影响,等离子云在不同剖面形态各异,沿地磁场方向及风场方向出现明显拉伸,进一步对等离子体云的传播效应产生影响,导致电波在等离子体云不同剖面传播特性出现差异。

位置隐私保护技术研究进展

日趋流行的基于位置服务(LBS,location-based service)在为人们日常生活带来便利的同时也严重威胁到用户隐私。位置隐私保护技术逐渐成为研究热点,并涌现出大批研究成果。首先介绍位置隐私保护背景知识,包括位置服务应用场景、位置服务体系框架、隐私保护目标和系统构架;接着讨论LBS中的攻击者模型和隐私保护度量指标;然后对4种基于泛化和模糊的LBS隐私保护技术进行深入分析和总结;最后给出了未来LBS隐私保护技术潜在的研究方向。

近场通信技术的安全研究进展与发展趋势

随着移动互联网和移动支付的发展,NFC技术因其天然的安全特性和便利性,成为运营商、银行、厂商等热捧的对象.由于涉及到移动支付和敏感信息的传输,该技术也受到安全研究人员和攻击者的广泛关注.虽然国内外安全专家和学者对NFC安全问题已进行了一定的研究,但目前还没有详细和全面介绍最新安全研究成果的论文.为解决此问题,该文分析和总结了国内外最新的研究成果,并对NFC安全问题未来的研究方向进行了展望.首先,介绍了NFC技术的基本特性、通信过程、协议栈、工作模式等,分析了该技术面临的安全威胁,包括通信安全、安全漏洞、安全元件、恶意软件、网络钓鱼等内容.然后,通过分析相关研究工作,总结了NFC技术的安全研究现状.最后,从安全威胁的角度,对未来的研究方向进行展望,在安全信道、漏洞挖掘、安全元件、恶意软件检测、恶意内容检测、移动支付等方面分析了研究内容和研究方法.

无人机群辅助边缘计算系统的任务卸载和资源分配联合优化

为提升无人机群辅助边缘计算系统在负载不均衡场景下的性能,构建了一种新的无人机群边缘计算系统,利用无人机之间卸载数据来提高计算资源的利用率,通过联合优化多架无人机的卸载方案、部署和资源分配,使得系统的时延和能耗加权和最小。该问题高度非凸,为此提出一种高效的双层优化算法——启发最优评价算法,上层使用粒子群算法优化无人机位置,下层在确定位置的情况下使用块坐标下降算法优化无人机的数据卸载和资源分配。仿真结果表明,所提方案可有效降低系统成本,与基准策略相比优势明显。

面向B5G/6G的信息传输与接入技术专题序言

随着第五代移动通信(5G)系统进入商用化阶段,世界各国已开始布署B5G/6G技术的研究,我国也于2019年正式启动6G技术研发。目前,5G的商业化应用主要集中于增强移动宽带(eMBB)场景,其传输和接入能力、能效及时延问题仍然是制约系统服务性能和运行效率的主要瓶颈。与此同时,作为支撑大规模物联网、工业互联网和智慧城市等典型应用的大规模机器类通信(mMTC)、高可靠低时延通信(URLLC)技术还正在标准化进程中,并将在未来空天地一体化的6G系统中进一步得到扩展、演进和增强,迫切需要研究新型传输和接入技术以及相应的高效能、低成本的解决方案,从而为未来移动网络智能信息服务提供链路支撑。

基于云模型和熵权的网络性能综合评估模型

针对网络性能评估中存在的模糊性和随机性问题,采用云模型和熵值理论,建立了基于云模型和熵权的网络性能综合评估模型;采用熵权方法计算各指标权重,为权重确定提供理论依据;采用云模型理论实现评语与评估指标值之间的不确定映射,保留了评估过程中的随机性。以VoIP网络为例采用仿真的方法对模型进行验证,结果表明该模型与普通模糊综合法相比不仅能得到正确的评估结果,而且能得出其概率值。

空间精密OFDM测距技术

根据OFDM的时频特性,提出了一种新的空间测距方法.首先在时域对OFDM信号进行相关处理,得到距离的粗估计,在粗估计的基础上,利用OFDM不同子载波数据之间的相位差,得到距离的精确估计,根据精确估计的结果对粗估计的结果进行校正,从而得到最终的距离估计值.仿真结果表明,该方法的测距精度比采用延迟锁定环的伪码测距方法至少提高了4倍,并且在信噪比大于20 dB时,可以达到厘米级.

无线网络中兼顾业务类型及公平性的无线资源共享问题研究

基于图染色理论提出了2种无线网络中的无线资源共享算法C_TDRS和S_TDGRS。这2种算法分别从子信道和业务流角度考虑,以尽力满足业务需求为目标,兼顾了业务类型和资源共享的公平性。仿真结果表明,2种算法的共享结果在系统吞吐率和比例公平方面比现有算法更接近最优值,并且S_TDGRS算法对2个指标有很好的折衷。

多元LDPC码的速率兼容技术研究

提出了一种高性能的非规则比特级缩短算法,并推广了一种二元符号级打孔算法.该缩短算法基于有限域元素对应二进制镜像矩阵选择缩短比特的位置,比传统符号级缩短算法具有更大的灵活性和更佳的误码率性能;将二元符号级打孔算法推广到多元LDPC码,获得了比二元速率兼容LDPC(RC-LDPC)性能优异的多元RC-LDPC码.综合上述方法,实现了码率可从1/10到5/6灵活变化的多元RC-LDPC码.仿真结果证明,本方案的误码率性能比传统方法在各个码率分别有0.1到1.1 dB的增益.

认知无线电中基于截断序贯检测的频谱感知技术

序贯检测的检测时间是随实际接收信号采样点的变化而不同的随机变量,在平均意义上,序贯检测有较高的检测速度,但是个别情况下可能需要很长的检测时间,为了避免这种现象的发生,同时提高认知无线电中频谱感知的速度,该文提出了一种截断序贯检测算法。首先分析了截断对传统序贯检测性能的影响,给出了虚警概率和漏检概率的上限,然后基于该性能上限得到了截断序贯检测的检测门限,最后给出了截断序贯检测算法的流程。仿真结果表明,该算法在有限的检测时间内,能够满足系统的性能要求,且其平均检测时间小于传统的能量检测。

一种自适应的关键帧量化参数确定方法

以JVT-AA029提出的适用于基于分层B帧的分层预测结构的码率控制方案为基础,提出了一种自适应确定关键帧量化参数(Quantization Parameter,QP)的方法.根据起始QP、可用信道带宽和信源特性的经验关系式,计算用于编码视频序列中第一个关键帧的QP.对于其他关键帧,首先根据已编码帧的编码特性确定参考QP和目标比特预算值,然后使用率失真模型计算QP,并以参考QP为依据进一步调整计算所得的QP.实验结果表明,提出的关键帧量化参数确定方法使原JVT-AA029的码率控制性能平均提高了0.14 dB;同时,基于提出方法的码率控制方案能够更准确地达到目标比特率,与已有码率控制方案相比,平均性能提高了0.77 dB.

IP/WDM网络中自适应区分权重的HTA动态业务流疏导算法

为了实现全网负载均衡以减小网络拥塞,针对业务持续时间已知的特点,依据链路的剩余生存期和未来拥塞度设置链路权值,提出基于区分权重的持续时间已知的业务流疏导与选路算法(DWG-HTA).设计了DWG-HTA算法流程,提出IP/WDM网络中动态业务流疏导问题的整数线性规划ILP模型.仿真结果表明,DWG-HTA算法比典型选路算法最多降低网络阻塞率达24%,并验证了其负载均衡的有效性.针对小型网络拓扑和预先规划业务情况,给出了DWG-HTA算法与ILP模型的阻塞率对比和DWG-HTA算法的性能提升空间.

OFDM系统中记忆非线性放大器的高效预失真技术

为了解决宽带正交频分复用系统中功率放大器频率选择非线性失真问题,在Jardin等提出的Filter Look-Up Table(FLUT)结构基础上提出一种新的双预失真器结构.在FLUT结构基础上增加一个频域预失真器,同时利用二维查表预失真器更精确地弥补了功率放大器频率选择非线性失真对信号造成的影响.仿真结果表明,新结构在提高系统性能和收敛精度的同时,可以提高收敛速度50%左右.