摘要第六代移动网络(6G)的目标之一是实现更大的网络覆盖范围。卫星网络可实现全球覆盖范围和空中节点,例如无人机(UAV),可以作为偏远环境中地面网络的补充。因此,6G网络逐渐发展为空气空气地面集成网络。无人机网络和卫星网络的组合是太空空气集成网络领域中的研究热点。但是,无人机网络和卫星网络的组合目前在确定性方面面临许多挑战。卫星网络中大型传播延迟和不稳定的通信链接的特征使它们容易受到各种攻击的影响,包括窃听,驯服和模仿。同时,对无人机网络的现有研究主要集中于无人机的网络认证机制,这些机制不适合在太空空气集成方案中适用于资源约束节点。因此,基于椭圆曲线公共密钥密码学和Chebyshev多项式,我们在空间空气集成方案中为卫星节点和无人机节点提供了安全的网络验证方案。安全性分析表明,我们的计划具有诸如相互认证,密钥协议,身份匿名,无链接,完美前进的安全性以及针对各种协议攻击的电阻等安全属性等安全属性。绩效分析还表明,就信号,带宽和计算开销而言,我们计划的某些优点比现有方案的某些优势。
摘要 — 边缘人工智能 (AI) 和天地一体化网络 (SGIN) 是第六代 (6G) 移动网络的两个主要使用场景。边缘 AI 支持向用户提供普遍的低延迟 AI 服务,而 SGIN 则为空间、空中、海上和地面用户提供数字服务。本文主张通过将边缘 AI 扩展到太空来整合这两种技术,从而将 AI 服务传递到地球的每个角落。除了简单的组合之外,我们的新框架(称为天地流体 AI)利用卫星的预测移动性来促进网络中的流体水平和垂直任务/模型迁移。尽管卫星服务器具有很高的移动性,但这仍可确保无中断地提供 AI 服务。本文的目的是介绍(天地)流体 AI 技术。首先,我们概述了流体 AI 的网络架构和独特特性。然后,我们深入研究流体 AI 的三个关键组成部分,即流体学习、流体推理和流体模型下载。它们有一个共同点,即通过卫星间和天地合作来应对卫星移动性,以支持人工智能服务。最后,我们提出了一些实验案例研究,以证明流体人工智能的有效性并确定进一步的研究机会。索引词——人工智能技术、边缘智能、卫星网络、移动性、自适应调度。
高的问题,在全面进入 2D 数字屏幕界面阶段后,飞 机座舱只有少数的传统机械仪表被保留,大部分的飞 行信息数据都由计算机分析后再在主飞行显示器 ( PFD )上显示出来,这种获取信息的方式大大增强 了飞行员驾驶的安全性。平视显示器( HUD )是飞机 座舱人机交互界面的另一种形式。 HUD 可以减少飞 行技术误差,在低能见度、复杂地形条件下向飞行员 提供正确的飞行指引信息。随着集成化和显示器技术 的不断进步, 20 世纪末至今,飞机座舱有着进一步 融合显示器、实现全数字化界面的趋势。例如,我国 自主研发生产的 ARJ21 支线客机、 C919 民航客机, 其座舱的人机界面设计均采用触控数字界面技术代 替了大部分的机械仪表按钮 [2] 。 20 世纪 70 年代,美军在主战机上装备了头盔显 示系统( HMDs ),引发了空中战争领域的技术革命。 在虚拟成像技术成熟后,利用增强现实( AR )技术 可以直接将经过计算机运算处理过的数据和图象投 射到驾驶员头盔的面罩上。例如,美国 F-35 战斗机 的飞行员头盔使用了虚拟成像技术,将计算机模拟的 数字化信息数据与现实环境无缝融合,具有实时显示 和信息叠加功能,突破了空间和时间的限制。 20 世纪 90 年代,美国麦道飞机公司提出了“大 图像”智能化全景座舱设计理念,之后美国空军研 究实验室又提出了超级全景座舱显示( SPCD )的概 念,充分调用飞行员的视觉、听觉和触觉,利用头 盔显示器或其他大屏幕显示器、交互语音控制系统、 AR/VR/ MR 系统、手 / 眼 / 头跟踪电子组件、飞行员 状态监测系统等,把飞行员置身于多维度的显示与 控制环境中。此外,在空间三维信息外加上预测信 息的时间维度功能也是未来座舱显示器的发展趋势 [3] 。 2020 年,英国宇航系统公司发布了一款第六代 战斗机的概念座舱,去除了驾驶舱中所有的控制操 作仪器,完全依靠头盔以 AR 形式将操作界面显示 出来。由上述分析可知,未来基于 XR 环境下的虚拟 增强型人机界面将成为飞机座舱人机交互的全新途 径之一。 在学术界,有关飞机座舱人机交互界面的研究也 取得了较为丰硕的成果,其中代表性研究成果见表 1 。
2D 二维 3D 三维 3GPP 第三代合作伙伴计划 5G 第五代无线蜂窝技术 6G 第六代无线蜂窝技术 ADHD 注意力缺陷多动障碍 APA 美国心理学会 ACI 人工智能 A2G 空对地 AGI 通用人工智能 AI 人工智能 AIGO 人工智能治理工作组 (OECD) AIM 人工智能事件监测 (OECD) AR 增强现实 API 应用程序编程接口 ATM 空中交通管理 BERT 双向编码器 Transformers 表示 BRL 巴西雷亚尔 CEN-CENELEC 欧洲电子和电子技术标准化委员会 COVID-19 2019 冠状病毒病 CPU 中央处理器 DICE 危险、不可能、适得其反或昂贵 DISR 澳大利亚工业、科学和资源部 DSIT 英国科学、创新和技术部 DSUT 数字供应-使用表 EASA欧盟航空安全局 ETSI 欧洲电信标准协会 EU AI 欧盟人工智能条例 EUR 欧元 EuroHPC 欧洲高性能计算联合承诺 eVTOLs 电动垂直起降 FCC 美国联邦通信委员会 FOV 视场 GDP 国内生产总值 GenAI 生成人工智能 GEO 地球静止轨道 GHz 千兆赫 GPAI 全球人工智能伙伴关系 GPU 图形处理单元 GPT 生成预训练变压器 GPT 通用技术 GSMA 全球移动通信系统 HAPS 高空平台站
摘要 — 天线阵列已有一百多年的悠久历史,伴随电子信息技术的发展而不断演进,在无线通信、雷达等系统中发挥着不可或缺的作用。随着电子信息技术的快速发展,全时间、全域、全空间网络服务需求爆发式增长,对天/空/地各类平台提出了新的通信需求。为了满足未来第六代(6G)无线通信对高容量、广覆盖、低延迟和强鲁棒性等日益增长的需求,在天/空/地通信网络中采用不同类型的天线阵列(例如,相控阵、数字阵列和可重构智能表面等)和各种波束成形技术(例如,模拟波束成形、数字波束成形、混合波束成形和无源波束成形等)具有可观的天线增益、复用增益和分集增益等优势。然而,为天/空/地通信网络启用天线阵列提出了特定、独特和棘手的挑战,引起了广泛的研究关注。本文旨在概述天线阵列使能的空间/空/地通信和网络领域。首先介绍天线阵列支持的空间/空中/地面通信和网络的技术潜力和挑战。随后讨论天线阵列结构和设计。然后,我们讨论了天线阵列推动的各种新兴技术,以满足空间/空中/地面通信系统的新通信要求。在这些新兴技术的支持下,空间通信、机载通信和地面通信具有独特的特点、挑战和解决方案
智能运输系统通过实现车内通信来增强道路安全性至关重要。由于无线通信链接的性质,存在几种潜在的攻击风险,包括模仿,修改和重播。确保车辆临时网络(VANETS)的安全性免受恶意活动的安全性,安全性终端之间的安全数据交换,特定的车辆到所有东西(V2X)通信,成为需要关注的关键技术挑战。VANET应用程序的现有身份验证方法主要依赖于基于加密的技术。物理(PHY) - 莱默身份验证的出现已获得突出,利用无线通道和硬件瑕疵的固有特征来区分无线设备。基于Phy-Layer的身份验证不是加密方法的独立替代方案,但它显示出作为对货物中重新认证的补充方法的潜力,被称为“跨层身份验证”。这项综合调查彻底评估了基于加密的基于加密,基于PHY层和基于跨层的身份验证方法。此外,这项调查还深入研究了不同的第六代(6G)和超越技术,例如可重新配置的智能表面(RIS)和联合学习,以提高在有效攻击者的情况下增强PHY-Layer身份验证性能。此外,还提供了对跨层身份验证方法优势的深入见解,同时还探索了各种最新的Vanet安全技术。在这些高级方法上提供了详细的技术讨论,得出的结论是,它们可以显着增强智能运输系统的安全性,从而确保更安全,更有效的车辆通信。
摘要 - 非事物网络(NTN)对于无处不在的连通性至关重要,可在遥远和非层面区域提供覆盖范围。但是,由于目前NTN是独立运作的,因此他们面临诸如隔离,可扩展性有限和高运营成本等挑战。与地面网络集成卫星的明显,提供了一种解决这些局限性的方法,同时通过应用人工智能(AI)模型实现自适应和成本效益的连接。本文介绍了Space-O-Ran,该框架将开放式无线接入网络(RAN)原理扩展到NTN。它使用分布式空间运行智能控制器(Space-rics)的层次结构闭环控制,以动态管理和优化两个域之间的操作。为了启用自适应资源分配和网络编排,所提出的体系结构将实时卫星优化和控制与AI驱动的管理和数字双(DT)建模集成在一起。它结合了分布式空间应用程序(SAPP)和分离的应用程序(DAPP),以确保在高度动态的轨道环境中的稳健性能。核心功能是动态链接接口映射,它允许使用卫星上的所有物理链接适应特定的应用程序要求并更改链接条件。仿真结果通过分析不同NTN链接类型的LAS限制来评估其可行性,表明群集内协调在可行的信号延迟范围内运行,而将非实时时间任务降低到地面基础架构对地面基础设施的降低可以增强对第六代(6G)网络的可扩展性。
摘要 天线阵列已有一百多年的悠久历史,并且与电子信息技术的发展紧密相关,在无线通信和雷达中发挥着不可或缺的作用。随着电子信息技术的飞速发展,全时间、全域、全空间网络服务需求呈爆发式增长,对天/空/地各类平台提出了新的通信需求。为满足未来第六代(6G)无线通信对大容量、广覆盖、低时延、强鲁棒性等日益增长的要求,在天/空/地通信网络中采用不同类型的天线阵列(如相控阵、数字阵列、可重构智能面等)和各种波束成形技术(如模拟波束成形、数字波束成形、混合波束成形、无源波束成形等)将有望带来可观的天线增益、复用增益和分集增益等优势。然而,为天/空/地通信网络启用天线阵列提出了特定、独特和棘手的挑战,这引起了广泛的研究关注。本文旨在概述天线阵列启用的空间/空/地通信和网络领域。首先介绍天线阵列启用的空间/空/地通信和网络的技术潜力和挑战。随后,讨论天线阵列的结构和设计。然后,我们讨论天线阵列促进的各种新兴技术,以满足天/空/地通信系统的新通信要求。在这些新兴技术的推动下,空间通信、机载通信和地面通信具有不同的特点、挑战和解决方案。
摘要作为第六代(6G)的蜂窝网络出现,有希望的无与伦比的连接性和功能,但它扩大了对安全漏洞的担忧。这些网络与早期几代相比包含更广泛的设备和传感器,从而增加了攻击者利用弱点的潜力。现有的安全框架有助于保护企业免受网络外部以外的外部威胁。这些框架是在定义周围内部所有实体都是可靠的,其主要目标是根据分配的角色和权限授权访问资源。但是,今天的策略可能更有效,因为攻击可能源于任何来源,包括网络周长内。为了解决此问题,零值架构(ZTA)可能是一个潜在的解决方案,假设用户和设备既可以固有地信任,又可以始终如一地评估潜在风险以决定是否允许访问资源。本文将探讨零信任方法及其在当代网络安全中的意义。我们描述了身份验证和访问控制在ZTA中的作用,并在不同情况下对最先进的身份验证和访问控制技术进行了深入讨论。本文研究了零信任概念在6G网络中的适用性,并分析了相关的挑战和机遇。本文还研究了案例研究,证明了零信任范式在6G或可比网络中的实际应用。它探讨了研究范围,并试图识别该领域的相关研究差距。
摘要 — 第六代 (6G) 无线网络的核心愿景之一是积累人工智能 (AI),以实现万物互联 (IoE) 的自主控制。特别是,必须通过分析人员、数据、流程和事物等 IoE 的上下文指标来维护 IoE 服务交付的质量。然而,当 AI 模型为网络服务提供商带来解释和直觉的缺失时,挑战就随之而来。因此,本文为质量感知的 IoE 服务交付提供了一个可解释的人工智能 (XAI) 框架,该框架同时支持智能和解释。首先,通过考虑网络动态和 IoE 的上下文指标来制定质量感知的 IoE 服务交付问题,其目标是最大化每个 IoE 服务用户的信道质量指数 (CQI)。其次,设计一个回归问题来解决所提出的公式问题,其中通过 Shapley 值解释估计上下文矩阵的可解释系数。第三,通过使用基于集成的回归模型来确保对矩阵之间上下文关系的解释以重新配置网络参数,实现了支持 XAI 的质量感知 IoE 服务交付算法。最后,实验结果表明,AdaBoost 和 Extra Trees 的上行链路改进率分别为 42 .43% 和 16 .32%,而下行链路改进率高达 28 .57% 和 14 .29% 。然而,基于 AdaBoost 的方法无法维持 IoE 服务用户的 CQI。因此,与其他基线相比,所提出的基于 Extra Trees 的回归模型在缓解准确性和可解释性之间的权衡方面表现出显着的性能提升。索引术语 — 万物互联、可解释人工智能、上下文矩阵、Shapley 系数、回归、服务质量。