无人机辅助智能边缘网络技术综述

简要介绍了无人机作为空基信息平台的主要应用场景,结合6G多接入网络和用户为中心网络架构,讨论了无人机在构建智能边缘网络中的重要作用。结合无人机平台在不同场景下的通、感、算能力特点,介绍无人机自组网、无人机通感一体化、无人机边缘计算等无人机辅助智能边缘网络关键技术。最后,围绕无人机在构建智能边缘网络过程中与无线接入网新技术结合时产生的新问题,探讨无人机通信信道建模、三维立体部署与路径规划、携能有限与续航问题、无人机网络安全、无人机集群异构网络融合等关键技术挑战和未来研究方向。

业务驱动的空天地海一体化网络技术研究

面向不断涌现的新型应用和业务需求,空天地海一体化网络具有全域覆盖、高效灵活、弹性可靠等优势,为众多领域的多样化业务场景提供智能、协同、高效的泛在信息服务,是未来移动通信系统的重要组成部分。首先,分析了空天地海一体化的国内外发展现状、网络架构及其面临的需求挑战;然后,以海量差异化业务的承载需求为驱动力,研究了网络切片、移动边缘计算、通感算一体化关键网络技术;最后,从智能化、融合化、安全化角度探讨了未来空天地海一体化发展方向。

面向空天地海一体化的卫星通信关键技术研究

构建空天地海一体化网络是6G的愿景之一,也是实现“万物智联”的重要手段。卫星通信具备全球覆盖、广域连接能力,是未来空天地海一体化网络的关键要素。首先,讨论空天地海一体化网络的基本架构和发展现状,介绍面向空天地海一体化网络的卫星通信技术;然后,分析空天地海一体化网络场景下卫星通信的若干关键技术,包括体系架构、空中接口、资源调度、网络切片和组网管理等技术;最后,讨论空天地海一体化发展趋势下,卫星通信面临的挑战及其发展前景。

智能无人集群系统跨域协同技术研究现状与展望

随着智能化技术和无人系统技术的快速发展,智能无人集群系统跨域协同的概念应运而生并得到了广泛关注与深入研究,智能无人集群系统跨域协同技术逐渐成为世界各国抢占无人系统技术竞争中的制高点。本文从我国智能无人集群系统跨域协同技术的发展需求出发,梳理了海空、空地以及海陆/海陆空等典型无人场景跨域协同技术的研究现状;深入分析了智能无人集群系统跨域协同技术的发展现状、技术需求以及未来的重点研究方向。最后,从总体思路、体系架构、理论创新和技术攻关4个层面,提出了推动智能无人集群系统跨域协同技术稳健与快速发展的对策建议,以期促进我国无人系统应用能力的持续提升。

空天地海一体化网络中面向优先级保障的网络切片

空天地海一体化网络在全球无缝覆盖方面发挥着重要作用,其承载的任务包括常规任务和紧急任务,不同的任务具有不同优先级。基于多功能时间扩展图,建立任务优先级、服务功能链、通信、存储和计算资源的耦合约束,并提出了NS-GP算法。NS-GP算法联合优化VNF部署和路由策略,使得合理分配网络资源保障高优先级任务的同时,尽可能多得完成低优先级任务。仿真结果表明,所提出的NS-GP算法优于固定VNF部署算法。

“陆海空天”一体化水上交通运输安全保障体系“陆基”建设应用于基层海事“最后一公里”

通过分析“陆海空天”一体化水上交通运输安全保障体系“陆基”建设在基层“最后一公里”存在的堵点问题,以北仑海事处为例,结合宁波舟山港北仑港区作为典型核心港区的特点及辖区破解问题的实现路径,同时介绍了基层海事“最后一公里”工作模式的具体做法和探索。

我国生态环境监测网络体系发展研究

生态环境监测是生态环境保护的重要基础,将在构建从山顶到海洋的保护治理大格局中发挥关键作用;我国虽建成规模庞大、要素齐全、布局合理的生态环境监测网络,但不足以满足减污降碳、生态保护与修复、气候变化应对等新时期国家重大需求。本文全面阐述了我国生态环境监测网络体系的发展需求,从生态环境监测网络、生态环境监测技术与装备、生态环境监测指标、生态环境监测应用等方面梳理了相关体系的发展现状,进一步凝练了一体化生态环境监测网络缺失、自主先进的协同监测装备缺乏、指标研发滞后且数据处理与共享不足、一体化协同及保障机制缺乏等问题。论证提出了生态环境监测网络一体化、生态环境监测技术与装备自主化、生态环境监测指标体系一体化、生态环境监测网络应用一体化等我国生态环境监测网络体系的重点任务,构建从山顶到海洋、“天空地海”一体化生态环境监测体系,推进生态环境监测装备的自主研发与应用,建立新型生态环境监测标准、技术与服务体系,保障一体化生态环境监测网络体系健康发展,启动科技重大项目与示范工程并率先开展典型区域监测应用等我国生态环境监测网络体系发展建议。相关内容可为我国“天空地海”一体化生态环境监测网络体系的研究、建设、应用等提供参考。

空天地海一体化网络边缘计算的资源管理研究

通过天基网络、空基网络、地基网络和海基网络的优势互补形成的空天地海一体化网络是下一代移动通信系统的关键,能够实现全球域的泛在连接。多层异构的空天地海一体化网络与多接入边缘计算技术的联合使用,能够为用户提供各种服务的支持。首先提出了空天地海一体化网络架构,概述了该架构的优势以及该架构下移动边缘计算面临的关键技术挑战。然后,详细阐述了基于多接入边缘计算、双层调度多平台协作和人工智能的资源管理方案的分布式计算架构以及实施流程。最后,对未来空天地海一体化网络中资源管理以及多接入边缘计算的发展趋势进行了分析和展望。

空天地海一体化的大规模随机接入方法研究

空天地海一体化网络为解决承载大规模设备接入问题提供一种新的方案与思路。针对日益增长的大规模设备接入问题,提出了基于机器学习的随机接入方法,增加在大规模设备接入情形下的接入成功设备的数量。先阐述了空天地海一体化网络下的MAC层系统模型,接着对比分析了五种随机接入方法。最终实验结果表明,所提出的适应性随机接入方法能够增加网络系统的接入成功的设备数量。

天空海一体对海打击动态杀伤网作战概念研究

当前远海远域对海打击在信息获取、兵力火力运用和效果评估等方面仍面临一定问题。为有效提升远海远域作战能力,论文以OODA(Observe,Orient,Decide,Act)作战循环理论为基础,探讨分析基于天空海一体对海打击动态杀伤网作战概念,重点研究作战关键环节和关键技术需求,为建设和运用杀伤链体系提供参考。

下一代海洋信息网络隐私安全保护方法及趋势

为保障和促进沿海地区经济社会发展,提高海洋经济对国民经济的贡献力量,需要加强对海洋信息网络的建设。空天地海一体化的海洋信息网络满足了对海洋环境监测、海域通信和海上交通等服务的支持,而网络数据安全传输和隐私保护是其建设前提。对下一代空天地海一体化的海洋信息网络的网络结构和安全需求进行分析,并对隐私安全保护方法发展趋势做出展望。海洋信息网络是国家经略海洋的重要基础设施,其隐私安全保护研究将为海洋产业建设提供强有力的安全保障。

一种优化空天地一体化网络吞吐量算法

为提高空天地一体化网络的吞吐量,提出基于强化学习的链路优化算法(reinforcement learning-based link optimization, RLLO)。RLLO算法以近地轨道卫星为基站提供回程链路。同时,RLLO算法通过管理无人机和微基站的资源以及优化无人机(unmanned aerial vehicles, UAV)的轨迹,提升吞吐量。先建立优化回程链路和接入链路的目标问题,再利用多臂老虎机的强化学习工具求解目标问题。仿真结果表明,相比于同类的基准算法,RLLO算法提高了吞吐量和用户端的可达速率。

6G移动网络愿景及关键技术研究

为满足移动通信的发展要求,要积极推动6G移动网络的研究进程。在现有研究基础上开展多元化技术应用探讨,为共建一体化网络模式和智能化控制体系提供保障。从太赫兹无线通信技术、空天地海一体化网络模式、人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术、语义通信技术等方面对6G移动网络予以讨论,并分析了网络的发展愿景。

核电站大气核污染扩散预警技术

基于环境保护指挥自动化系统C4ISRE,提出了核电站大气核污染扩散预警方法.首先,构建红沿河核电站"海/陆/空/天一体化"仿真环境.其次,根据核污染扩散想定应用气象数据驱动HYSPLIT4.9模型,模拟大气核污染物输送特征,进而推演模拟各个重点区域的预警应急处置时间.推演结果表明:核污染扩散气团经过71.885 s到达常规岛废液贮存罐厂房;79.306 s扩散至热机修车间和仓库;91.596 s抵达废水处理站和车库;132.267 s扩散至厂界海区边界;655.337 s扩散至烟羽应急区5 km边界;712 s进入黄泥洞村空界;1 240.535 s扩散至烟羽应急区10 km边界;2 527.945 s扩散至长兴岛镇空界;3 468.65 s扩展至烟羽应急区30 km边界.

陆海空天一体化信息网络发展研究

陆海空天一体化信息网络具有为陆基、海基、空基、天基等各类用户提供全球随遇接入、信息安全可靠服务的能力,是我国避免受制于人、实现网络强国的重要基础设施之一。立足于我国一体化信息网络的发展,本文运用文献调研、专家咨询的研究方法,梳理了陆海空天一体化信息网络的发展需求,开展了国内外典型系统的分析研究,总结了我国在先进陆海空天一体化信息网络方面存在的主要问题及差距,重点提出适合国情的融合网络架构初步设想及相应发展路线建议。研究认为,在推进陆海空天一体化信息网络论证设计和工程实施的过程中,应着重强化网络架构、技术体制、应用服务支撑体系方面的深度融合,兼顾通信、导航、遥感系统的功能融合,推动天基网络技术自主可控和高端产业升级,同步加强相关系统的安全防护能力建设。

面向6G的无人机通信综述

5G的成功商用为日常生活带来了实质性的变化,如自动驾驶、万物互联等,然而随之也产生了更大的数据量需求,进而催生了第6代移动通信。相较于5G,6G在带宽、时延、覆盖等性能方面均需要有更大的提升。因此,该文针对全域覆盖、场景智联、信息耦合的6G网络中无人机(UAVs)的应用场景进行了综述。首先,针对无人机在空天地海一体化网络架构中的应用进行了陈述,重点讨论了无人机在不同场景中可能承担的角色及功能,如蜂群基站、全息投影部署、远距离中继通信以及数据采集等。然后,对6G中应用于无人机通信的太赫兹、超大规模天线、内生人工智能、智能反射面(IRS)、智能边缘计算、区块链、通信感知一体化等潜在关键技术进行了探讨。最后,对6G场景下无人机通信面临的续航时间、网络融合性、智能反射面兼容性、太赫兹通信研发以及用户安全等方面的技术挑战进行了展望。

基于SDN的高性能QoS保障低轨道卫星星间路由算法

低轨道卫星通信系统具有全球覆盖性、移动性、可扩展性等优势,在提供全球互联网服务、灾难应急处理等方面发挥重要作用,但由于星上有限的存储和计算资源,传统路由算法不适用于低轨道卫星通信网络。结合软件定义网络架构,提出一种支持服务质量(QoS)的高性能低轨道卫星星间路由算法。根据剩余链路持续时间定义星间链路生存时间,确定每条星间链路的稳定度,缓解由于链路切换导致的业务路径重构问题。基于高轨道卫星得到的星间链路的流量状态,定义链路负载矩阵,给出星间链路负载度函数,并利用标签交换路径集合获得每条路径的负载度,避免节点拥塞,实现网络负载均衡。针对不同要求的业务服务类型定义权重因子矩阵,通过调整因子来减小瓶颈节点对路由算法的影响,满足多用户的QoS要求。仿真结果表明,在不同的QoS要求下,该算法在业务时延、系统吞吐量、网络负载均衡等方面均具有明显优势,且算法复杂度低,大幅节省了有限的星上存储与计算资源。

6G移动网络关键技术

首先,简要介绍了移动通信网络发展历程及社会需求。其次,从通信的频谱、维度、赋能以及范式角度出发,介绍了6G网络中太赫兹通信、空天地海一体化网络、人工智能以及语义通信四项关键技术。围绕四项关键技术分析了近年来的相关研究,对其典型场景模型、覆盖方案、技术原理等进行了总结,并提出了各技术未来发展中要解决的问题。最后,简要讨论了6G网络的其他候选技术,包括通信感知一体化、智能超表面与新材料、区块链、数字孪生以及确定性网络技术等。

6G:典型应用、关键技术与面临挑战

2020年我国已步入5G商用元年,与此同时6G在全球范围的研究正式拉开帷幕。相比5G网络,6G网络将具备更大信息容量、更高传输速率、更低传输时延、更大设备连接数量、更高频谱效率和更高能量效率,并能支持更高移动速度的应用,因此6G网络将涉及诸多新的关键技术,同时也面临许多挑战。就6G的研究背景、发展、典型应用、性能指标、网络架构、关键技术、未来挑战等方面进行了系统性综述,有望对未来6G网络相关研究提供一定的参考。

空天地海一体化网络体系架构与网络切片技术

空天地海一体化网络因具有不受地型影响、广覆盖等优势,可实现全球无缝覆盖,受到了越来越多的关注,阐述了空天地海一体化网络的发展现状及其面临的技术挑战,提出了一种将业务管理功能边缘化的空天地海一体化网络体系架构,从而实现了业务的高效管理,进一步提出了面向多样化业务的网络切片技术,以实现业务的按需定制服务。上述研究对未来空天地海一体化网络的高效业务管理与定制服务具有一定的指导意义。