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。

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。

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。

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。

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。

6G愿景需求、网络架构和关键技术展望

全球范围内5G在商业化的同时,学术界和工业界已经按计划开展了6G研究。聚焦移动通信系统在覆盖范围、容量、用户数据速率、移动速度等方面的挑战,对6G进行了较全面的讨论,提出6G愿景,并描述了6G网络的使用场景和要求。提出了集成空天地海的3D智能网络体系结构,以提供无处不在的无线智能连接。通过广泛调研分析,梳理了包括空天地海一体化、人工智能、太赫兹等12项6G网络潜在关键技术及其与使用场景、性能要求间的关系。

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。

空天海一体化网络关键技术

为了实现全球全时全域无缝信息接入,空天海一体化融合网络是未来通信技术研究的重要方向。考虑到多层网络的异构性,如何在满足用户服务质量的前提下,实现各种网络的优势互补,弥补不同网络间的通信成本、覆盖面积、通信容量等是亟待解决的问题。从不同通信网络的架构特点和服务场景出发,概述了空天海一体化网络信息传输架构,探索了不同层面融合所涉及的关键技术及其特点,最后分析了多种功能相互融合所面临的问题和挑战,可为相关研究提供技术概览与借鉴。

未来海洋通信网络架构与关键技术

随着人类对海洋的不断探索和开发,未来海洋业务将拓展至更广的海域,同时也将面对更复杂的海洋环境,这就要求未来海洋通信网络能够为全球海域提供可靠的通信服务。立足于海洋通信网络的实际需求,总结了传统海洋通信系统的不足,进而针对性地设计了空天地海一体化的未来海洋通信网络架构。在此基础上分析了未来海洋通信网络中各项关键技术,重点从链路可靠性增强、组网模式选择和路径稳定性评价三方面展望了海洋通信网络高可靠自适应组网的实现方法;围绕网络切片与人工智能、边缘计算等其他技术的有机融合设计了面向海洋通信的网络资源管控体系。

海洋监测数据多级传输控制

建立基于海基、空基、天基平台的海空天综合数据传输网络(SASIN)和协同数据传输机制,通过增加具有热点的巡游节点,如无人机、无人艇和船舶等,辅助采集处理浮标/潜标数据,转发至数据中心,从而增加数据整体传输效率,减小传输延时.研究了SASIN中的虚拟机分配和计算任务卸载联合调度控制机制,有效地将计算资源分配给无人机边缘服务器中的不同虚拟机.提出了一种动态网络条件下基于Q学习的计算卸载学习方法,从而处理多维SASIN资源调度.

天地一体化网络中无人机通信链路选择策略研究

本文在研究无人机通信多种信道模型和特征的基础上,提出了一种基于天地一体化网络的无人机通信链路选择策略。该策略通过分析不同飞行环境下无人机通信链路影响因素选择最佳通信链路,解释了无人机系统中不同通信链路的适用场景,并根据所提出的策略,设计了一种多无人机在近地面观测站的编队飞行方式。仿真研究了基于该策略的多无人机编队飞行时通信链路的误码率性能,以及多普勒频移、传输时延和阴影衰落等影响因素。研究结果表明无人机在长时间多场景飞行过程中,根据所提出的策略切换不同的通信链路能够将误码率保持在满足通信需求的水平。

空天海地一体化观测网络的任务管理探讨与展望

观测网络的网络拓扑动态性、资源异构性及其系统复杂性给空天海地一体化观测网络的任务管理带来了巨大的挑战。本文首先研究探讨面向一体化观测网络及其任务管理的主要内容、关键技术及其面临的挑战。为了应对观测网络面临的问题,本文将基于ACP的平行智能方法引入到观测网络任务管理领域,提出平行观测网络的概念与架构。平行观测网络首先通过人工观测网络系统来模拟实际观测网络系统;然后,进行大量不同观测场景及事件的计算实验进行训练与评估;最后,通过平行执行来滚动在线优化人工和实际观测网络系统,从而实现对复杂观测网络的描述智能、预测智能和引导智能。因此,可以实现根据观测环境及任务需求快速灵活地组网,提高网络的灵活性及任务管理效率。平行观测网络将为国家网络数据安全、能源与资源开发、环境监测、灾害预报预警等研究提供有效支撑。