物联网学报 ›› 2020, Vol. 4 ›› Issue (1): 12-18.doi: 10.11959/j.issn.2096-3750.2020.00153

所属专题: 6G

• 专题:物联网与6G • 上一篇    下一篇

面向航空6G的频谱认知智能管控

刘东1,吴启晖1,Tony Q.S.Quek2   

  1. 1 南京航空航天大学电磁频谱空间认知动态系统工业和信息化部重点实验室,江苏 南京 211106
    2 新加坡科技设计大学信息系统技术与设计学院,新加坡 樟宜 487372
  • 修回日期:2020-02-27 出版日期:2020-03-30 发布日期:2020-03-28
  • 作者简介:刘东(1995- ),男,河南商丘人,南京航空航天大学硕士生,主要研究方向为天地一体航空6G组网和认知物联网|吴启晖(1970- ),男,南京航空航天大学特聘教授、校长助理,教育部长江学者特聘教授,国家百千万人才工程入选者,国家有突出贡献中青年专家,工业和信息化部通信科学技术委员会委员,IET Fellow,电磁频谱空间认知动态系统工业和信息化部重点实验室主任,中国电子学会理事,中国通信学会云计算与大数据专业委员会副主任,主要研究方向为认知信息论、电磁空间频谱智能管控、天地一体化信息网络、无人机集群智能通信。主持无人机频谱认知仪国家自然科学基金重大仪器等国家级重大/重点项目10余项;发表IEEE期刊论文100余篇,ESI高被引论文10余篇(ESI数位列认知无线电领域中国学者第1位);获日内瓦国际发明展金奖1项;获国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步一等奖3项、二等奖2项、三等奖7项|Tony Q.S.Quek(1973- ),男,新加坡科技设计大学信息系统技术与设计学院教授、院长,IEEE Fellow,主要研究方向为无线通信优化与统计理论的应用、网络信号处理和资源配置问题等;发表IEEE期刊论文210余篇;2016—2019年连续4年获汤森路透高被引科学家称号,2018 年获得通信学会杰出讲师称号,并获得包括2012年度IEEE William R.Bennett Prize奖,2017年通信理论技术委员会早期成果奖,2017年IEEE通信学会亚太优秀论文奖, 2016年IEEE信号处理学会青年作者最佳论文奖
  • 基金资助:
    无人机频谱认知仪国家自然科学基金重大科学仪器项目(61827801);广域动态频谱态势基础理论与关键技术研究国家自然科学基金重点项目(61631020)

Spectrum cognitive intelligent management and control for aviation 6G

Dong LIU1,Qihui WU1,Quek Tony Q.S.2   

  1. 1 Key Laboratory of Ministry of Industry and Information Technology on Electromagnetic Spectrum Spatial Cognitive Dynamic Systems,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 211106,China
    2 College of Information System Technology and Design,Singapore University of Technology and Design,Changi 487372,Singapore
  • Revised:2020-02-27 Online:2020-03-30 Published:2020-03-28
  • Supported by:
    Development of Unmanned Aerial Vehicle Spectrum Cognitive Instrument(61827801);On the Fundamental Theory and Key Technologies of Large-range and Dynamic Spectrum Situation(61631020)

摘要:

随着空天地信息网络一体化的发展,卫星网络与地面移动网络作为常态化基础网络存在,而以无人机为代表的各类空中平台组成了天地之间的机动网络。航空6G作为6G的一种重要形态将包含空—空、空—地与空—天等新型通信与组网技术,需要解决的一个重要问题是如何高效利用频谱资源。基于航空6G与电磁频谱空间所面临的挑战,提出了面向航空6G的频谱认知智能管控体系架构,阐述了体系架构中频谱云、频谱控制链、设备用频软件定义、频谱传感网4个主要模块的功能作用。分析探讨了面向航空6G的频谱认知智能管控的3个关键技术,即三维频谱空间数字孪生、3D频谱智能决策、频谱图谱化快速协同学习,以期为后续航空6G与频谱智能管控的研究提供一些指导和建议。

关键词: 航空6G, 频谱认知智能管控, 频谱云, 数字孪生, 智能决策, 快速协同学习

Abstract:

With the development of the ground-air-space integrated information network,satellite networks and ground mobile networks serve as space and ground fundamental infrastructures,respectively.While various aerial platforms such as drones constitute air mobile networks to connect space and ground infrastructures.As an important form of 6G,aviation 6G will include new types of air-to-air,air-to-ground and air-to-space communication and networking techniques.An important issue for aviation 6G is how to efficiently use spectrum resources.Based on the challenges of aviation 6G and electromagnetic spectrum space,a spectrum cognitive intelligent management and control architecture for aviation 6G was proposed,and the functions were elaborated of the four main modules in the architecture,namely spectrum cloud,spectrum control link,device spectrum software defined and spectrum sensor network.Three key technologies of spectrum cognitive intelligent management and control for aviation 6G were analyzed and discussed,namely intelligent three-dimensional spectrum space digital twins,3D spectrum intelligent decision,and rapid collaborative learning of spectrum mapping.It is expected to provide guidance and suggestions for the subsequent research on aviation 6G and spectrum intelligent management and control.

Key words: aviation 6G, spectrum cognitive intelligent management and control, spectrum cloud, digital twins, rapid collaborative learning

中图分类号: 

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