- 孙韶辉;许晓东;
<正>内容导读面向2030年及未来的6G网络，将与人工智能、大数据、先进计算等信息技术交叉融合，实现通信与感知、计算、控制的深度耦合，具备泛在互联、普惠智能、多维感知、全域覆盖、绿色低碳、安全可信等典型特征。6G无线接入网作为6G网络重要组成部分，将呈现出一些重要新特征和能力，以支撑未来6G网络的发展愿景。鉴于上述情况，为了更好地将我国6G新型无线网络的最新研究成果介绍给读者，进一步促进6G前沿技术发展，我们组织了本专题。
2024年03期 v.50;No.299 427-429页 [查看摘要][在线阅读][下载 669K] [下载次数：145 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 杨芳祺;刘聪;赵宇翔;蒋健;肖亮;彭庆;
面向2030年及未来，6G网络将与人工智能(Artificial Intelligence, AI)技术进行深度融合，智慧内生作为6G网络的重要特征已经成为业界共识，6G网络智慧内生已成为当前6G网络探索与研究的焦点之一。结合当前5G网络智能化中的痛点问题，阐述了6G网络智慧内生的驱动力和愿景目标，梳理总结了目前产业界和学术界在智慧内生网络架构和无线网络智慧内生实现方式的研究进展，进一步从架构、组网、网络性能提升和网络服务能力拓展四个方向对实现智慧内生的潜在关键技术进行了分析，对6G智慧内生网络架构和关键技术主要待研究问题点进行总结。
2024年03期 v.50;No.299 430-438页 [查看摘要][在线阅读][下载 5360K] [下载次数：799 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：2 ] - 何之源;王志军;王相卿;王德胜;
随着全球通信技术的飞速进展，5G向6G的转变已成为通信领域的关键焦点。以用户为中心的网络(User-Centric Network, UCN)架构代表了通信技术的革命性创新，通过将用户需求和体验置于设计的核心，为6G环境下的多样化应用提供了全方位服务。深入探讨了6G时代UCN的发展轨迹、架构特性及核心技术，涵盖分布式与去中心化网络架构、集中化控制与资源优化网络架构，以及诸如资源分配、无缝漫游和隐私保护等关键技术。介绍了一种创新的F5G下服务于UCN架构的无感漫游方案，仿真结果表明了该方案的优越性。通过系统综述与技术梳理，旨在阐明UCN在塑造未来移动通信领域中的重要作用，为6G网络技术的进一步发展提供理论支撑和实践方向。
2024年03期 v.50;No.299 439-452页 [查看摘要][在线阅读][下载 8293K] [下载次数：298 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 刘海涛;谌丽;康绍莉;缪德山;孙韶辉;陈山枝;
6G将带来“全域覆盖、场景智联”的新时代网络发展愿景，面对新的趋势和挑战，移动通信系统的代际演进需要重新思考网络范式的转变。在继续提升性能指标的基础上，如何以简化的方式，解决5G发展中遗留的问题，实现多维度的跨域融合是未来网络设计的关键问题。在新场景、新业务和新技术的驱动下，以用户为中心成为业界关注的、能够助力未来网络建设、提升用户体验的研究方向。为此，提出了一种以用户为中心的系统框架设计方案，重点从统一接入和跨域协同两个关键特征展开，介绍包括状态管理、灵活空间等在内的关键使能技术，阐述以用户为中心如何更好的支持6G网络深度融合。最后，对以用户为中心技术在6G的发展进行了展望，其可以支撑未来6G高效网络赋能新场景、新业务下的完美用户体验，同时需要应对一体化空口设计、跨域功能管理和协同等方面的挑战。
2024年03期 v.50;No.299 453-460页 [查看摘要][在线阅读][下载 1766K] [下载次数：334 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 曾婷;才宇;张捷宝;龚秋莎;索士强;
通信感知一体化，具有广阔的市场前景，是6G热门的研究技术之一。针对通感一体化的演进路线，介绍了关键技术的3个方面，即通信辅助感知、感知辅助通信和通感联合优化，并针对特定问题给出了特定方案。结合感知服务的特征，提出系统提供感知服务所需的感知功能实体，并提出在面向6G的通感一体化系统中实现上述感知功能实体的潜在方案，包括感知功能实体在核心网、基站和终端中的分配，以及通感一体化基站架构。通过关键技术和系统架构的联合设计，全面而详细地展示了通感一体化系统的优越性和实际可实现性。
2024年03期 v.50;No.299 461-468页 [查看摘要][在线阅读][下载 1967K] [下载次数：1546 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：2 ] - 吕明;陈昊;丰光银;王丹;仇琛;许晓东;
通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)作为6G的关键技术之一，广泛应用于智慧交通、智能家居等领域。随着频谱资源的紧缺、技术发展的融合，促使通信和感知功能的一体化，其中ISAC的波形设计是同时实现高效率通信和高精度感知的研究重点。从ISAC技术趋势、波形设计重要性、应用场景和发展现状四方面进行了简要介绍，对以通信为主的波形设计、以感知为主的波形设计和波形复用设计进行了分析总结，阐述了联合波形设计的一体化性能边界以及潜在的一体化波形新型设计方式；并对ISAC波形设计的发展方向进行展望。
2024年03期 v.50;No.299 469-483页 [查看摘要][在线阅读][下载 2394K] [下载次数：1843 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：2 ] - 田梦秋;承楠;李长乐;
通过整合全球网络资源和普适智能，6G无线网络有望为用户提供泛在的个性化服务。在6G网络环境下，深入探讨如何借助网络场景知识、充分利用普适智能和全域网络资源，以实现真正的按需服务调配是必要的。旨在探讨6G无线网络场景知识的相关研究。介绍了5G限制以及6G发展现状和特点；对6G应用场景、典型应用和性能指标进行了综述，并阐述了6G场景嵌入知识的应用；讨论了场景识别使能技术以及面临的挑战和未来研究方向。
2024年03期 v.50;No.299 484-495页 [查看摘要][在线阅读][下载 2403K] [下载次数：1238 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 吴俊杰;成士其;杨海波;杨守义;
随着5G物联网(Internet of Things, IoT)的快速发展，针对下一代IoT通信的特点，6G-IoT网络将会进一步优化海量机器通信(massive Machine Type Communication, mMTC)场景，从而促进新一代无线设备如超大规模多输入多输出(Extremely Large-scale Multiple-Input Multiple-Output, XL-MIMO)设备等的快速发展。针对此类设备尺寸大、无内置测试接头的特点，重点分析了多种空中下载(Over-The-Air, OTA)技术用于此类设备测试的优缺点，提出了一种适用于6G-IoT设备的电搅拌混响OTA测试方案，并通过对比多台5G-IoT终端的在OTA暗室以及OTA混响室的测试结果，初步验证了所提方案的可行性。
2024年03期 v.50;No.299 496-502页 [查看摘要][在线阅读][下载 1793K] [下载次数：114 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 赵乐;郑重;王新奕;费泽松;
面向新一代无线通信的技术革新，无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)在未来通信系统中的应用越来越不可忽视。考虑传统波束管理(Beam Management, BM)方法在高动态、高频段空地链路中波束对准的高额开销，设计了一种基于人工智能(Artificial Intelligence, AI)技术的BM方案。方案基于长短时记忆(Long-Short Term Memory, LSTM)网络模型，利用深度学习(Deep Learning, DL)方法实现基站(Base Station, BS)-UAV通信过程中的BM。以参考信号接收功率(Reference Signal Receive Power, RSRP)为性能指标对BM方案进行评估，基于BM历史经验数据将UAV终端轨迹划分为数个区域，训练特定的区域模型以更好地适应各区域中的信道传播环境特征。在模型部署阶段，根据区域划分结果按区域切换模型，实现基于模型切换的区域化AI-BM(Model Switching based Area-Specific AI-BM,MSAS AI-BM)。仿真结果表明，所提的MSAS AI-BM方案相比传统的简单穷举BM方案能够极大降低系统开销，拥有良好的RSRP保持性能。
2024年03期 v.50;No.299 503-509页 [查看摘要][在线阅读][下载 2462K] [下载次数：326 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 李雨泽;孔姝懿;张文昭;韩书君;许晓东;
针对云侧进行智能任务推理时带宽需求高与实时性差、端侧设备计算能力与能量受限的问题，在端侧设备处引入无线射频供能技术以实现端侧设备独立供能，进而提出了基于无线射频供能的端边协同智能任务推理机制，以最大化端侧设备智能任务推理完成率。构建端侧设备能量收集和端边协同推理模型。考虑端侧设备射频(Radio Frequency, RF)能量收集时间与端边协同智能任务推理时间约束、端侧设备传输功率与可使用能量约束及边缘侧计算资源约束，最大化智能推理任务完成数量。提出了一种基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient, DDPG)的深度神经网络(Deep Neural Network, DNN)模型分割与通信计算资源联合优化算法，以得到最优的端侧设备射频能量采集时间、端侧设备传输功率、DNN模型分割点和边缘计算资源分配。仿真结果表明，所提算法可有效提高智能任务推理完成率，且明显优于其他对比算法。
2024年03期 v.50;No.299 510-518页 [查看摘要][在线阅读][下载 2132K] [下载次数：143 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈建侨;马楠;许晓东;张平;
语义通信基于共享语义知识库辅助，提取信源语义特征进行编码传输，实现信息的“达意”传递，被认为是应对6G愿景的使能技术之一。为了构建高效、鲁棒的语义通信系统，深入研究语义通信中涉及无线信道建模与处理的相关内容必不可少，如挖掘信道特征以指导语义编/译码、对抗信道衰落与噪声以抑制语义信息误解等。旨在综述面向语义通信涉及无线信道建模与处理的研究进展，在概述语义通信原理基础上，总结了语义通信中涉及无线信道建模与处理的三个方面，包括信道知识库构建、物理信道处理和语义信道处理，综述了相关方面的研究方法与进展。结合已有研究成果，探讨了信道知识库构建和信道处理存在的挑战并展望了其未来发展方向。
2024年03期 v.50;No.299 519-527页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K] [下载次数：961 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ]
- 马文;丁飞;赵芝因;王瑞;王诗怡;
为解决自然灾害引发的“断电、断网、断路”所导致的通信指挥难题，提出了一种无人机辅助网络系统，通过机载边缘服务器装载地面用户热门访问内容并发布应急通知消息。无人机基于地面服务需求，引入了Q-Learning强化学习算法进行轨迹规划并将整个系统分为无人机探索子系统和无人机服务子系统。无人机探索子系统针对单个无人机信号覆盖面积有限无法采集到区域内所有移动设备位置的问题，创建边界探索方式来确定无人机群的最优数量。无人机服务子系统通过分别对移动设备进行K-means、K-medoids、AGNES聚类选取最优聚类方式确定聚类中心，以聚类中心为导向进行轨迹规划从而尽最大可能为移动设备服务。仿真结果表明，所提无人机辅助系统具有设计可行性，确定了无人机群信号全覆盖的最小配置数量，同时得出不同聚类算法的无人机群适用场景。研究结果可用于评估地面用户的保障服务体验，为无人机辅助通信网络的架构设计与控制优化提供依据。
2024年03期 v.50;No.299 528-534页 [查看摘要][在线阅读][下载 6719K] [下载次数：489 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 龚晔;刘瑞霖;慕镐泽;侯延昭;
太赫兹(Terahertz, THz)通信在6G网络中展现了潜在的重要性，具有高传输速率、强抗干扰能力和易于信号检测等优点。回顾了已有的THz信道建模工作，分析了关键参数如分子吸收效应和传播距离的早期模型，以及基于纳米网络小粒子散射效应的时域和频域信道模型。强调了THz通信技术面临的挑战，如功率放大器效率和多普勒扩展效应，这些限制了THz的传输距离和性能。鉴于这些挑战，提出了对波形设计的新要求，对增强正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)波形进行了设计和研究，以减少高速移动带来的多普勒效应，搭建物理层仿真链路模型测量改进OTFS的性能。通过仿真和性能比较，展示了所提增强OTFS波形相对于传统波形的优越性。
2024年03期 v.50;No.299 535-540页 [查看摘要][在线阅读][下载 3061K] [下载次数：337 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 刘云杰;孟景涛;田之俊;毛旭朋;于卫东;樊竝君;
随着我国在轨卫星数量和类型的日益增多，对地面站测控数传系统的通用性、扩展性提出了更高的要求。提出了基于云计算架构、采用通用硬件基础设施搭建测控数传通用处理资源池的思路，对资源池的总体架构、硬件组成、软件实现方法、系统运行流程等关键技术进行了详细阐述；搭建了原型样机进行技术验证。基于云计算架构的新一代测控数传通用处理资源池系统能够显著提高测控数传系统的使用效率，提升航天地面测控系统的可重构能力、可扩展能力和多任务多目标的适应能力。
2024年03期 v.50;No.299 541-547页 [查看摘要][在线阅读][下载 3151K] [下载次数：242 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 单长胜;范丹丹;林宇生;耿纪昭;孙文宇;
针对低轨卫星通信中的任务规划问题，提出了一种基于最优邻域搜索粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)群算法的任务规划方法。引入最优近邻搜索，通过最优粒子间的差分值来促进局部搜索，设计了惯性权值、社会和自我学习因子的优化方式，最终能够高效求解低轨卫星通信星座中多转发器与多任务的组合优化问题，用以应对低轨卫星过境时间限制和链路切换导致的时间段离散问题，并使得算法前期具有更强探索全局最优和后期快速收敛的能力。实验验证结果表明，该方法能够在低轨卫星中的约束条件下，有效提高卫星平均资源占用率(Average Occupancy Percentage, AOP)的同时减少算法收敛的迭代次数，显著降低运行时间开销。
2024年03期 v.50;No.299 548-554页 [查看摘要][在线阅读][下载 1993K] [下载次数：267 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陆謇;刘陈;宋云超;黄钲;高天宝;
针对可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)辅助通感一体化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)系统中的有源和无源波束成形联合设计问题，提出基于流形优化的用户和速率最大化联合设计方案。该方案以最大化用户通信和速率为目标，考虑RIS反射系数恒模约束、基站最大发射功率约束以及发射波束感知性能约束，建立流形约束下的有源和无源波束成形联合优化问题模型。针对建立的非凸优化问题，利用流形优化求解非凸约束问题的优势，提出一种基于流形优化的交替算法(Manifold Optimization-based Alternating Algorithm, MO-AA)对问题进行求解。仿真结果表明，在ISAC系统中部署RIS可提高通信服务质量，且所提算法较现有算法具有更高的通信和速率。
2024年03期 v.50;No.299 555-563页 [查看摘要][在线阅读][下载 2645K] [下载次数：419 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 杨建永;张小龙;柴兴华;郭晓洲;
在卫星拒止条件下，包含无人机、无人艇等多个节点的无人系统可以基于节点间距离信息，使用相对定位方法解算所有节点的绝对地理位置。由于无人系统节点的高机动特性，节点间的距离信息具有瞬时有效性，因此需要实现快速、精确的相对定位解算。旋转矩阵的计算是相对定位解算的核心步骤，使用传统的最小二乘法、牛顿法、遗传法等无法兼顾效率与精度因素，基于自由度松弛的引导优化算法通过放松旋转矩阵的自由度能够将寻优参数的初始值一步引导至真值邻域附近，再利用迭代法进行精细寻优，从而实现旋转矩阵的短时间、高精度计算。仿真实验结果表明，在无人系统测距误差达到5 m时，基于引导优化的相对定位方法解算时间为0.014 s,产生的定位误差为25.73 m,与牛顿法的解算精度相当，同时减少了55.56%的计算时间；与最小二乘法的计算时间相当，同时减少了39.47%的定位误差。
2024年03期 v.50;No.299 564-572页 [查看摘要][在线阅读][下载 2492K] [下载次数：220 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 肖龙;李云峰;蒋丹;罗祖川;董正宏;
区块链以其去中心化、分布式共识、信息不可篡改等特点被广泛应用，Hyperledger Fabric是一个开源的企业级许可区块链平台，系统性能对于Hyperledger Fabric区块链有效性评估显得至关重要。以Hyperledger Fabric为框架基于广义随机Petri网(Generalized Stochastic Petri Nets, GSPN)进行建模对系统进行评估，给出了以Hyperledger Fabric v1.2为框架的系统结构图，并对系统交易流程的5个阶段进行了详细描述。针对系统结构建立GSPN模型，对每个交易流程进行了状态和数值分析，给出了参数配置的方法，通过虚拟机搭建实验平台和Matlab仿真。结果表明，区块交易量N值对系统性能有很大影响，N值大于5时系统性能瓶颈从提交阶段变为背书阶段，对复杂的区块链所提性能分析方法具有可扩展性。
2024年03期 v.50;No.299 573-578页 [查看摘要][在线阅读][下载 2416K] [下载次数：56 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈焱;陆杰;李大鹏;
为提高无人机执行巡飞探查任务的效率，规划出一条最优的飞行路径，针对传统蚁群算法应用于路径规划时存在搜索效率低、迭代次数多、路径拐点多的问题，提出一种A~*蚁群融合的复合启发式路径规划算法。利用A~*算法预搜索差异化初始信息素，减少蚁群算法前期搜索盲目性，提高搜索效率。构造一种复合启发函数，引入A~*算法启发思想改进蚁群原本的启发式信息，设计路径平滑启发函数减少路径拐点。改进信息素更新规则，引入路径综合评分指标，使得每次迭代保留综合性能评分最优的路径。仿真实验表明，改进算法提高了搜索效率，一定程度上解决了拐点过多的问题，综合性能指标优于基本算法与对比文献算法，具有一定工程实践与理论研究意义。
2024年03期 v.50;No.299 579-586页 [查看摘要][在线阅读][下载 2550K] [下载次数：1162 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ]
- 刘冬;张晓;
共指消解是确定上下文中的代词或名词短语所指的具体对象或实体，是自然语言处理(Natural Language Processing, NLP)的基本任务之一，对理解文本语义具有重要意义。现有的方法主要集中在一般领域的代词、所有格和名词短语的解析上，针对法律领域的研究较少。为了更好地学习法律文本中的知识，并消除共同指代现象，提出一种基于图神经网络的法律文本共指消解模型(Graph Neural Network for Coreference Resolution, CR-GNN)。所提CR-GNN可以促进法律文本挖掘中的一系列后续任务。利用预训练语言模型和双向门控循环单元(Bidirectional Gate Recurrent Unit, BiGRU)对法律文本进行编码；使用基于元任务的动态图卷积网络(Meta Dynamic Graph Convolutional Network, MDGCN)整合实体之间的引用关系；使用前馈神经网络(Feed-Forward Neural Network, FFNN)和Biaffine模型为候选对进行加权评估。CR-GNN可以有效识别实体之间的引用关系，并对实体依赖关系进行建模。在法庭记录文件数据集上进行大量实验，结果表明所提CR-GNN模型达到89.76%的F1分数，均高于现有基准模型。
2024年03期 v.50;No.299 587-596页 [查看摘要][在线阅读][下载 3050K] [下载次数：242 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 郑熠;田辉;马茜;
随着无线物联网(Internet of Things, IoT)业务的兴起，海量设备的接入，无线网络受攻击的可能性大大增加，无线IoT设备的安全问题越来越重要。提出了一个基于深度机器学习长短期记忆(Long Short-Term Memory, LSTM)模型的无线IoT设备识别方法，用于甄别非法入侵的设备或者发现已经被入侵后通信异常的设备。所提方法的创新点在于通过深度机器学习对IoT设备公开传输的帧头信息进行分析识别，而不必深入分析承载信息，不依赖于易被修改和伪装的IP地址等身份信息，因此不受通信信息加密的影响，也不受各类伪装地址及其他入侵方法的影响。所提方法的应用可以自动快速地识别出非授权设备或者被入侵的授权设备，更好地保障网络安全。
2024年03期 v.50;No.299 597-602页 [查看摘要][在线阅读][下载 4341K] [下载次数：870 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 黄嫚嫚;黄翔;周雪明;郭林;
现网中存在较多潮汐特性的场景，用户在特定的时间范围内规律性迁移和聚集，但现有5G基站以固定的波束配置覆盖，无法随业务和人员的聚集而变化，在该场景下最优波束覆盖范围与用户位置存在不匹配的情况，也无法发挥5G有源天线单元(Active Antenna Unit, AAU)能够波束赋形的优势。此类场景的网络优化存在人工无法计算最优波束权值、突发情况网络覆盖应对慢以及人工上塔调整天线成本高等痛点。针对这些痛点，提出波束动态调度方案，通过大数据计算和蚁群算法的应用，实现自动波束寻优，智能识别潮汐场景，自适应调整AAU的广播权值，使同步信号块(Synchronization Signal/PBCH Block, SSB)广播权值始终指向用户集中的区域，从而达到最优的覆盖效果和天线增益。同时，方案在基站突发故障、人员突发聚集等场景也能发挥重要作用，实现5G网络应用发展和用户感知提升的双重目标。
2024年03期 v.50;No.299 603-608页 [查看摘要][在线阅读][下载 17813K] [下载次数：181 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张兰粉;苌军红;张亚林;杨再秀;
突发扩频信号是卫星无线电测定业务的一种扩频调制信号，针对传统突发扩频信号，即入站信号，对快速捕获灵敏度要求越来越高的需求，提出了一种低载噪比突发扩频信号的快速捕获硬件设计实现方法。利用同步头加Walsh码基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)的突发扩频信号全并行处理的方法，入站信号快捕接收的积分时长能够达到15 ms,相较于传统的捕获算法，性能实现了约2 dB的提升。仿真验证及工程实现结果表明，该方案载噪比可达到37.5 dBHz,为未来全球化小型化通用化接收终端提供了改进方向。
2024年03期 v.50;No.299 609-614页 [查看摘要][在线阅读][下载 1848K] [下载次数：226 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] 下载本期数据