最新刊期
      2025年第41卷第3期

        专题：低空智联网与低空安全

      • 5G-A/6G+北斗通感导技术在低空经济中的应用与展望

        金耀, 张贺, 邓中亮, 唐雄燕, 王泽林, 胡雅静, 马重阳
        2025, 41(3): 1-16. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025045
        摘要：低空经济作为国家战略性新兴产业，将迎来重大发展机遇。然而，低空活动所需的通信、感知和导航等基础设施还不够完善。聚焦低空智联网中的5G-A/6G通感一体和北斗通导一体化技术，分析了二者的关键技术、融合思路及在低空经济中的应用和未来研究方向。首先，介绍了5G-A/6G通感一体技术和北斗通导一体化技术，并探讨了基于通信基站的通信、感知和导航3种技术的一体化融合思路。其次，研究了通信、感知、导航定位及授时技术在低空经济中的应用场景。最后，展望了面向低空经济应用的通信、感知及导航技术未来研究方向。  
        关键词：低空经济;北斗;通感一体;通导一体化;通感导一体化;低空智联网   
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        更新时间：2025-04-24

      • 面向协同感知的无人蜂群智能资源调度方案

        赵鹏程, 李天扬, 冷甦鹏, 熊凯
        2025, 41(3): 17-26. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025050
        摘要：随着低空经济的蓬勃发展，无人机在监测和感知领域得到广泛应用。然而，无人机有限的机载计算资源制约了感知数据的高效处理。此外，协同感知中产生的观测区域重叠进一步增加了冗余的计算负担。同时，无人机网络的高动态拓扑和节点资源的波动性大幅加剧了资源协同的难度。针对上述挑战，提出了一种面向协同感知的无人蜂群智能资源调度方案，通过自适应感知模式、分步卸载计算任务和竞价带宽策略，实现了通信、感知、计算（通感算）异构资源协同互补，提升协同感知效率。采用基于注意力机制的多智能体强化学习算法求解优化问题，以增强智能体提取环境关键特征的能力。仿真结果表明，与基准方案相比，该方案不仅有效降低了感知任务的执行时间，还提高了计算资源的利用率。  
        关键词：协同感知;无人蜂群;资源调度;多智能体强化学习;注意力机制   
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        更新时间：2025-04-24

      • 低轨卫星辅助的低空智联网架构分析及设计

        武燕燕, 吴松
        2025, 41(3): 27-37. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025039
        摘要：低轨卫星（low earth orbit satellite，LEO）与低空智联网（low-altitude intelligent network，LAIN）在覆盖范围、资源分配及网络调度等方面的深度协同，可显著提升低空网络的整体性能。基于LEO辅助的LAIN（LEO-assisted LAIN，LEO-LAIN）正逐步成为未来通信与智能化发展的重要方向。聚焦于两者融合的长远目标，系统性地梳理了LAIN技术的研究现状与面临的挑战，剖析了LEO-LAIN智能协同架构的能力体系，提出了一种LEO-LAIN智能协同新型架构。最后，就LEO-LAIN的广阔发展前景进行了展望。  
        关键词：低轨卫星;低空智联网;智能协同架构   
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        更新时间：2025-04-24

      • 面向低空智联网的无人机网络切片资源管理机制研究

        陈鸿杰, 郭昱甫, 吴凡, 张科, 熊凯
        2025, 41(3): 38-51. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025053
        摘要：在低空智联网中，无人机作为空中通信基站、数据传输中继节点和移动网络终端的重要组成部分，凭借其卓越的机动性和适应性，广泛应用于扩展网络覆盖和支持多种业务服务。然而，由于低空智联网面临着网络拓扑动态变化、空域资源稀缺以及多样化业务需求等挑战，实现有限资源的高效编排和管理仍然是一项艰巨任务。为解决这一问题，通过对无人机网络进行端到端切片，构建满足特定需求的逻辑无人机网络架构。首先，设计了一种分群轨迹预测模型，用于确定分群接入节点的位置，为网络切片的资源预留与优化提供支持。基于此，提出了一种双时间尺度的资源管理框架：在大时间尺度上，采用非线性规划方法将切片重配置问题转化为约束优化问题，优化整体切片效益并合理预留资源；在小时间尺度上，通过针对切片内业务需求的资源调度策略，满足具体业务的传输服务质量（quality of service，QoS）需求。仿真结果表明，该方法增强了低空无人机智联网络在动态环境中的适应性与服务质量，为低空智联网复杂场景下的资源管理和业务保障提供了有效支持。  
        关键词：无人机网络;网络切片;资源预留;双时间尺度   
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        更新时间：2025-04-24

      • 一种低空立体组网场景下简化的下行干扰模型

        周娇, 李新, 曹蕾, 陈蔚燕, 范雯, 张欣, 秦洁, 许乐飞
        2025, 41(3): 52-63. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025051
        摘要：为更好地保障低空立体组网的性能，可采用天线主瓣向上的方式覆盖低空。与传统地面组网场景相比，低空组网面临干扰小区数量多、干扰影响范围广、干扰受高度影响大等难题。分析了低空立体组网的分层特征，揭示了其干扰特性，并基于该特性，结合多小区三角投影的关系，对天线上倾场景下的低空组网的下行干扰进行了数学建模。该模型仅采用倾角以及用户与基站的相对位置信息，即可获得低空覆盖的性能，简化了低空场景下的性能和干扰分析过程。  
        关键词：低空立体分层组网;低空干扰模型;主服务小区和干扰小区分布   
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        更新时间：2025-04-24

      • 面向高动态城市空中交通网络的多径智能传输策略

        王煜婷, 冷甦鹏, 熊凯
        2025, 41(3): 64-72. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025099
        摘要：飞行汽车作为低空经济的重要载体，对于大力发展城市空中交通、构建高效的低空智联网具有十分重要的作用。然而，灵活和广泛的飞行范围导致飞行汽车网络通信链路不稳定，网络拓扑动态变化。针对这些问题，提出了一种多径智能传输策略，以实现高效的数据传输。首先提出了一种基于强化学习的多径智能路由算法，该算法不仅能有效提升路由效率、降低路由时延，还能够根据不同的传输需求动态划分数据包，以适应物理环境的变化。为进一步提高路由算法对动态环境的适应性，设计了一种环境检验机制来判断当前路由策略与动态网络的匹配程度，实现了在路由过程中自适应地调整路由策略。仿真实验表明，在不同情境下，基于强化学习的多径智能传输策略在有效降低端到端传输时延的同时，还提高了数据成功恢复的概率。  
        关键词：飞行汽车;多径智能路由算法;动态网络;强化学习;城市空中交通   
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        更新时间：2025-04-24

      • 分布式协作通感网络移动性管理

        魏浩, 张梦洁, 王东明
        2025, 41(3): 73-86. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025097
        摘要：分析通感一体化技术的工业界研究以及应用情况，基站自发自收感知模式是当前5G-Advanced（5G-A）阶段通感网络部署的普遍选择。基于基站自发自收感知模式，确定数据级融合的感知协作层级，根据感知特征测量精度定义感知置信度，并作为感知数据融合的合并权值，同时提出一种感知功能分布式部署的网络架构。设计非合作终端的分布式协作移动性管理方案，其锚点基站的建立、协作基站的选择和锚点基站的切换均由通感基站控制执行。设计合作终端的分布式协作移动性管理方案，其锚点基站的建立和协作基站的选择由通感中心控制执行，而锚点基站的切换由通感基站控制实现。  
        关键词：通感一体化;感知置信度;分布式网络;移动性管理   
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        更新时间：2025-04-24

      • 低空3.5 GHz双载波网络覆盖解决方案研究

        魏明烁, 谢伟良
        2025, 41(3): 87-95. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025098
        摘要：低空经济在现代社会中展现出巨大的发展潜力和战略价值。然而，低空经济的发展同样面临着诸多挑战。目前，地面网络对低空的覆盖主要依赖于波束的上旁瓣，这种覆盖方式难以满足低空立体、广域覆盖的需求。鉴于此，迫切需要对低空网络的覆盖质量进行提升。在低空经济活动中，无人机作为一种典型的应用工具，确保无人机能够实现网络的平滑切换和稳定接入，成为一个关键的研究议题。利用3.5 GHz频段覆盖低空，提出双载波空地异频和双载波空地同频两种方案，并探讨在无人机垂直起降过程中如何部署以保障其网络接入的稳定性与切换的平滑性。通过现场测试对所提方案进行了验证与分析，两种方案均可以提升低空覆盖的性能，同时针对无人机垂直起降提出了网络部署建议。  
        关键词：低空经济;广域覆盖;无人机;垂直起降   
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        更新时间：2025-04-24

      • 基于物理不可克隆函数的车云轻量级匿名认证协议

        柳亚男, 曹磊, 张正, 李戈, 邱硕, 王苏豪
        2025, 41(3): 96-107. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025096
        摘要：针对低空经济中车辆与云端应用服务器的通信场景，提出基于PUF-ECC-Kerberos的轻量级车云匿名认证协议PEKE。该协议利用物理不可克隆函数（physical unclonable function，PUF）改进传统Kerberos的认证模式，结合椭圆曲线密码学（elliptic curve cryptography，ECC）算法获得车辆假名，实现车辆与云服务器之间的双向匿名认证和密钥交换。结合Scyther形式化分析工具验证，该协议不仅能够有效抵御密钥泄露、伪装攻击、中间人攻击以及反射攻击等多种安全威胁，同时还能在低空经济环境中实现车辆通信的匿名性，提供可靠的安全保障。通过与其他协议进行性能分析比较，进一步证明了PEKE协议在计算和通信消耗方面具有显著优势，并能有效降低通信时延，从而提高系统的整体效率。  
        关键词：物理不可克隆函数;Kerberos;椭圆曲线密码学算法;匿名认证;车联网;低空经济   
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        更新时间：2025-04-24

        综述

      • 朱剑锋, 孙耀华, 冯昕澳, 彭木根
        2025, 41(3): 108-127. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025038
        摘要：由于低轨卫星网络具有覆盖范围广、建设成本低的优势，利用低轨卫星对现有陆地移动通信网络进行覆盖补充并构建星地融合网络，是实现未来全球泛在连接通信愿景的可行方案。然而，由于低频段频谱资源有限且卫星波束干扰范围广，高效的星地频谱共享与干扰管理策略是星地融合网络的核心。为此，首先从星地融合网络中不同干扰场景入手，阐述了研究进展、挑战及现有方案的优势及劣势。随后，针对现有研究的不足之处，提出创新的干扰管理与频谱共享解决方案，并通过仿真验证所提方案的有效性。最后，对未来潜在的研究方向进行展望，以期对低复杂度的星地融合网络管理提供启发性思路。  
        关键词：星地融合网络;干扰管理;频谱共享   
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        更新时间：2025-04-24

        研究与开发

      • 面向多模态网络的SONiC网元控制通道容器设计

        凃化清, 方徐鑫, 朱俊, 邹涛, 李传煌, 隆克平
        2025, 41(3): 128-141. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025026
        摘要：为解决SONiC（software for open networking in the cloud）交换机操作系统对多模态网络（polymorphic network，PINet）中模态适配及模态管控问题，提出了一个基于P4Runtime的SONiC网元控制通道容器p4runtime-pins，使多模态网元设备可以支持多种网络模态流表的配置。p4runtime-pins容器通过gRPC服务模块实现与控制器的连接，使用邻近网元发现算法实现控制器对链路的发现。设计了网元端口更新算法解决了网元设备在实际应用环境中存在的端口变更问题。同时，针对SONiC网元交换机中硬件转发处理单元存在的流表支持性差异问题，设计了内部流表转存和gRPC网元代理功能，实现了不同网络模态流表的部署。实验结果表明，p4runtime-pins容器资源消耗低，仅占用了1.70%的CPU资源和0.45%的内存资源。同时，部署p4runtime-pins容器的SONiC网元设备能够准确地接收并配置控制器下发的流表规则，流表配置延迟仅为0.027~0.037 s。  
        关键词：多模态网络;白盒交换机;交换机操作系统;网元控制通道   
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        更新时间：2025-04-24

      • 基于DMA异构码本循环卡尔曼滤波的抗抖动DOA估计

        刘武锭, 易鸣, 金梁, 焦世恒, 张炳奇, 吕浩宇
        2025, 41(3): 142-153. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025044
        摘要：动态超表面天线（dynamic metasurface antenna，DMA）已成为空基平台波达方向（direction of arrival，DOA）估计的优选技术，但其性能易受平台抖动的影响。针对空基平台在DOA估计中面临的角度随机抖动问题，提出了一种基于DMA异构码本循环卡尔曼滤波的抗抖动DOA估计算法。首先，针对角度随机抖动导致的接收端数据非线性问题，提出了一种非线性误差分离方案，将接收数据中的抖动误差转化为易于分离的线性分量，便于后续的抖动分量滤除。其次，为了使接收数据与卡尔曼滤波算法相匹配，提出了一种异构码本循环方案，通过在长时间尺度上构建相同的DMA码字，以支持卡尔曼滤波算法利用累积的时间信息来识别和滤除抖动误差。最后，卡尔曼滤波处理后的数据通过原子范数方法恢复出稀疏信号，并采用基于Hankel矩阵分解的多信号分类（multiple signal classification，MUSIC）方法进行空间谱估计。仿真结果证实，在相同信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）条件下，所提方案相较于传统的多次估计平均方案，估计精度提升了48%，估计结果更接近无抖动的理想状态。  
        关键词：空基;随机抖动;DMA;DOA估计   
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        更新时间：2025-04-24

      • 基于SUMT修正法的差分码偏差和电离层TEC估计

        廖思明, 尚俊娜, 苏明坤
        2025, 41(3): 154-166. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025028
        摘要：基于球谐函数，实现区域电离层建模，并对区域差分码偏差（differential code bias，DCB）与总电子含量（total electron content，TEC）进行解算。对于格网处垂直总电子含量（vertical total electron content，VTEC）出现的异常值，提出一种序列无约束最小化技术（sequential unconstrained minimization technique，SUMT）修正法进行修正，利用国际全球导航卫星系统服务（International GNSS Service，IGS）网络的6个测站双频观测数据，建立了电离层VTEC区域模型，并估算了31天的卫星频间DCB，将估算值与电离层分析中心中国科学院（Chinese Academy of Sciences，CAS）发布的产品进行对比分析，结果显示：所有的卫星差值都在0.42 ns以内，其中87.5%的卫星差值在0.4 ns以内，78.1%的卫星差值在0.2 ns以内，频间DCB的平均偏差基本小于0.4 ns。此外，估算的全球定位系统（global positioning system，GPS）卫星DCB序列的标准差（standard deviation，STD）值小于0.1 ns。建立了经纬度范围为5°E～25°E、40°N～60°N的电离层区域模型，将VTEC建模结果与CAS发布的全球电离层地图（global ionospheric map，GIM）产品做差比较，结果显示整体时间点的差值均处于4 TECU以内，且超过90%的区域差值在2 TECU以内，表明估算的结果与CAS产品具有良好的一致性。  
        关键词：差分码偏差;TEC估计;电离层建模;SUMT修正法   
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        更新时间：2025-04-24

        工程与应用

      • RFA-XGBoost模型在移动网络潜在投诉用户预测中的应用

        张鹏, 高源
        2025, 41(3): 167-178. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025036
        摘要：为了提前预测并减少移动网络用户投诉事件的发生，深入研究了多维数据分析在移动网络潜在投诉用户预测中的应用。采集移动网络用户广泛的业务域和运营域指标作为输入特征数据，成功构建了基于极限梯度提升（extreme gradient boosting，XGBoost）算法的潜在投诉用户预测模型，该模型在测试集上平均预测准确率达96.35%。同时，提出了迭代特征增强XGBoost（recursive feature augmented XGBoost，RFA-XGBoost）预测模型用于潜在投诉用户预测，即通过不断迭代将前一轮XGBoost模型的预测输出作为新的特征添加到特征集中，并重新训练新一轮的XGBoost模型，优化后的平均预测准确率可提升至98.89%。所提研究成果对于移动网络运营商而言，意味着能够更早地识别并介入潜在投诉情况，从而有效预防投诉事件的发生，进一步提升用户满意度和服务质量，具有重要的实践意义和商业价值。  
        关键词：潜在投诉用户预测;机器学习;XGBoost;数据挖掘   
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        更新时间：2025-04-24

      • 基于YOLO v8算法的变电站视频监控多目标智能跟踪方法

        李奕炜, 骆立实, 赵波, 何红亮, 李维江, 武建松, 王晋元, 周可新
        2025, 41(3): 179-189. DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2025025
        摘要：现阶段我国智能电网建设迅速发展，对变电站视频监控系统提出了更高的多样化、智能化需求。针对现有变电站视频监控摄像头对人员、车辆、异常入侵识别精度不足的问题，提出了一种基于YOLO v8算法的变电站视频监控多目标智能跟踪方法。首先，利用YOLO v8算法对变电站目标进行监测，通过采样算法加大感受野进而提升数据特征融合能力，采用注意力机制识别远处微小目标；然后，基于卡尔曼滤波器和变电站摄像头运动防抖，将YOLO v8监测到的信息输入BoTSORT 算法，完成多场景多目标下的变电站视频监控目标智能跟踪；最后，实验验证表明，该方法相比于YOLO v5、YOLO v7算法，目标识别平均精度均值分别提升了9.73个百分点、5.28个百分点，目标跟踪精度分别提升了12.34个百分点、8.41个百分点，提升了变电站视频监控系统智能化水平。  
        关键词：变电站视频监控系统;YOLO v8算法;多目标智能跟踪;注意力机制;卡尔曼滤波器   
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