摘要:随着具身智能从单体自主向群体协作演进,群具身智能体系统通过信息交互和协作执行,在复杂开放环境中展现出超越个体能力之和的群体智能。然而,现有移动通信网络和物联网(Internet of things,IoT)分别以提升总速率和扩大连接设备数量为核心目标,难以支撑基于“感知-交互-决策-行动”闭环的群具身智能体系统在开放物理世界中协作执行任务。因此,研究以具身智能体为节点、由物理世界任务驱动的群智网络,是实现群具身智能体系统的核心方向。首先,阐述了群具身智能体系统的主要特点与关键技术,并提炼其对通信网络的核心需求,包括物理世界任务驱动、高价值语义交互、拓扑敏捷重构以及感通算控协同等。其次,梳理了移动通信网络和物联网的发展概况,分析了其支撑群具身智能体系统的局限性。在此基础上,提出了面向群具身智能体系统的群智网络,明确了语义驱动的轻量化通信、任务为中心的网络调度、自组织的动态拓扑管理以及资源自适应的感通算控协同增强等主要特性。对于群智网络,从基础效能和适应性能的角度,构建了由协作任务完成率、闭环响应时长、群体能量效率、协作重构时效与性能保持率和开放场景泛化性组成的评价指标体系,并阐明了在实际网络设计优化时指标间的折中关系。从安全可信、异构智能体互操作、网络规模扩展、实时控制稳定性以及标准化5个方面,提出主要挑战。最后,以空地具身智能体协作追踪与群具身智能体协作导航为典型应用场景,结合生物启发的空地低时延通信和基于信息瓶颈的具身智能体语义通信等代表性研究进展,初步验证了群智网络中关键技术的可行性。该研究旨在为群智网络的理论研究与产业实践提供系统性的参考框架。
摘要:毫米波通信凭借大带宽和低时延的优势得到了研究者的广泛关注。与此同时,信息年龄(age of information, AoI)作为反映目的节点数据实时性的关键性能指标被提了出来。然而,在毫米波网络中,针对多播调度的AoI优化机制仍缺乏充分研究。因此,针对毫米波网络中优化AoI的多播调度问题展开了研究,以最小化系统广播信息年龄(broadcast age of information,BAoI)。首先,构建了一个包含多基站、多用户设备及多播组的系统模型,并且形式化定义了通过毫米波通信方向性选择及多基站协同调度来最小化BAoI的问题;其次,针对波束参数优化的高维非线性优化问题,提出了一种基于差分进化(differential evolution,DE)的元启发式多播调度算法,通过融合自适应变异策略等技术,增强算法在高维非线性搜索空间中的全局搜索能力和收敛效率。仿真实验表明,所提算法在不同系统参数设置下均能显著降低BAoI,验证了其在多基站毫米波网络中优化BAoI的有效性。
摘要:近年来,深度学习技术被广泛地应用于基于信道状态信息(channel state information,CSI)的指纹定位领域,并展现出高可靠的定位精度。然而,基于深度学习的指纹定位方法大多依赖于多层次的网络模型结构来提取具有判别性的位置特征,此过程伴随着大量的模型参数和密集的计算操作,对设备的硬件资源占用较高。特别是对于资源有限的智能手机而言,这会为其带来不容忽视的负担。为此,提出了一种新颖的智能手机CSI轻量级指纹定位模型。首先,通过设计简洁高效的特征提取模块,仅用少量参数的线性层与卷积层结合特征融合机制,兼顾模型轻量化与特征提取能力;其次,引入数据增强模块,通过生成非参考点CSI数据,扩充训练样本空间,显著提升模型对未经训练位置的鉴别能力;最后,在两种典型的室内场景下开展实验,与最优的基准模型进行对比。实验结果表明,所提定位模型在两种场景下的均方根误差(root mean square error,RMSE)降低了12.5%,并且单次定位的推理时间仅为0.08 s,说明该模型不仅能够有效提高定位精度,还明显缩短了定位所需时间。
摘要:大语言模型(large language model,LLM)凭借卓越的跨领域知识泛化能力与强语言理解生成能力,在众多应用场景中展现出了广泛的价值。然而,在智能驾驶、人机交互等对低时延与高数据隐私有严苛要求的边缘场景中,传统的云端集中式推理范式面临根本性挑战。因此,大语言模型部署于边缘环境已成为关键发展趋势,同时,分布式并行技术作为突破边缘设备算力与内存瓶颈的核心手段,是边缘大语言模型落地的关键支撑之一。聚焦边缘大语言模型分布式并行推理,从技术方法、部署实践与关键挑战3个方面展开分析,系统地阐述了并行技术在边缘环境中的必要性与可行性,详细地对比分析了不同并行策略的效率特性,进而结合实际边缘部署剖析了相关挑战及优化方向,以期为边缘大语言模型高效推理提供理论参考与技术路径。
摘要:随着物联网(Internet of things,IoT)的快速发展,海量异构设备持续接入物联网系统,随之而来的安全风险已成为亟待解决的关键问题。特别是资源受限的嵌入式设备,由于传统安全方案通常依赖较高的计算资源,难以直接适用于此类设备。针对上述挑战,提出了一种嵌入式环境中集群设备的安全证明方案。该方案采用设备主动发起证明的机制,有效地防范拒绝服务(denial of service,DoS)攻击。证明过程中,通过控制流证明技术保障嵌入式设备在运行时的安全,并引入区块链存储海量证明报告,既减轻了嵌入式设备的存储压力,也增强了验证数据防篡改的能力。通过基于多时段权重的计算方法来评估设备的可信度,从而更准确地判断设备的可靠性。此外,该方案集成在线探测机制,基于心跳协议检测因物理攻击导致的设备不可达情况。安全性分析与性能评估结果表明,该方案在保障安全性的同时,适用于资源受限的嵌入式设备环境。
摘要:无源物联网(ambient Internet of things,AIoT)、低功耗广域覆盖(low power wide area,LPWA)、低功耗唤醒信号和接收机(low power wake up signal and radio,LP-WUS/WUR)等技术,是低功耗系统设计的关键使能技术。面向第六代移动通信(6th generation mobile networks,6G)低功耗系统,需要设计一种低功耗、广覆盖的波形技术。幅度键控(amplitude shift keying,ASK)、相位键控(phase shift keying,PSK)等波形虽然实现简单,但因其抗干扰能力差而无法满足6G广覆盖需求;正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的波形技术存在实现复杂且功耗较高的缺点。基于此,主要论述基于啁啾(Chirp)波形的6G低功耗系统统一波形设计,包括原理介绍、性能分析、硬件架构、6G标准化分析等,并讨论了基于Chirp波形的未来研究方向和技术挑战。
摘要:水下物联网(Internet of Underwater Things, IoUT)中目标节点的协同追踪是实现水下感知网络持续覆盖与数据采集的关键环节。针对多AUV协同追踪目标节点任务中高维观测冗余、关键特征动态识别困难及多智能体协同决策稳定性不足等问题,本文在多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)框架基础上,提出基于因果注意力机制的CAM-MADDPG算法。该方法利用PC算法构建状态、动作与奖励之间的有向无环因果图,依据特征节点的因果连通关系生成注意力权重掩码,实现对关键观测特征的自适应聚焦,并引入KL散度约束与反事实干预机制保障权重稳定更新。在此基础上,设计多层次综合奖励函数,构建面向水下物联网场景的多AUV协同节点追踪决策框架,并在理想化协同信息可用条件下验证所提方法的决策性能。仿真结果表明,CAM-MADDPG在追踪精度、速度一致性及回报收敛稳定性等指标上均优于MADDPG、MAAC、MASAC、MATD3等基线方法,验证了所提方法的有效性与鲁棒性。
摘要:第六代移动通信技术(6G, sixth generation mobile communications)正推动无线网络从传统信息传输向环境感知与空间智能融合系统演进。电磁空间作为6G网络与物理环境交互的核心载体,其精准认知直接决定感知、通信与决策的协同效能,是实现6G网络按需服务的关键前提。然而,复杂电磁空间难以实现高精度、实时可预测的数字化表征,制约了6G网络电磁空间智能孪生技术的发展。传统建模方法难以兼顾精度、实时性与泛化性,且现有研究多聚焦辐射源(源)、传播环境(境)、电磁场(场)三要素中的单一要素,缺乏对三要素耦合关系的系统刻画。针对上述问题,提出了电磁空间智能孪生“源-境-场”一体化认知模型。该模型通过参数估计、行为识别等技术实现“源”的精细化表征,依托三维几何重构与电磁传播效应建模完成“境”的物理重构,采用多尺度策略与物理-数据融合方法开展“场”的孪生建模。进一步,本文从一体化认知视角对现有技术在三类协同链路中的作用进行归纳:可微射线追踪、神经辐射场及生成式电磁地图(RM, radio map)等现有技术主要可为“源、境到场”的正向预测环节提供方法支撑;源定位与参数反演方法可支撑“场、境到源”的反向求解;环境结构与电磁材质反演方法则可支撑“场、源到境”的逆向推演。然后,结合6G网络、空天地一体化通信、应急救援及国防安全等典型场景,探讨了电磁空间智能孪生的潜在应用。最后,本文总结了当前研究面临的主要挑战,并展望面向6G的电磁空间统一建模理论、物理约束数据驱动方法及与大模型协同演化的发展方向。