知识驱动的无人机网络频谱资源群智优化研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

项目摘要

With the development of artificial intelligence technology, the intelligent coordinated UAV swarm turns to be an important force in the military and civilian fields such as future wars and emergency rescue. The optimization of communication, especially the spectrum resources, is one of the foundations for realizing the group intelligence of drones. However, existing optimization methods cannot be well adapted to the characteristics of large-scale, strong heterogeneous, high dynamics of the UAV cluster. Therefore, this project aims at the new requirements of the intelligent cooperative UAV group for spectrum resources, and the knowledge-driven group intelligence optimization as the guiding ideology. Based on the group consensus excitation and gather, the deployment of UAV group formation and spectrum resources under large-scale conditions is optimized. The matching degree between spectrum and requirements under strong heterogeneous conditions is improved based on scenario perception such as business and trajectory. Based on the knowledge migration framework, the efficiency of spectrum access decision in high dynamic scenarios is increased. Finally, the stable allocation of resources, collaborative sharing and fast access are realized. In order to achieve breakthroughs in the theory of group intelligence optimization and key technologies of spectrum resource intelligent management, knowledge-driven spectrum resource group intelligence optimization is realized. Overall, this project aims to provide communication foundation and guarantee for the group intelligence of the drone group, and to make positive contributions to the future intelligentization of our army.
随着人工智能技术的发展,智能协同无人机群已经成为未来战争、应急救灾等领域中的重要力量。其中,通信资源的优化,尤其是频谱资源,是实现网络群体智能的重要基础。然而,现有的优化方法不能很好地适应无人机集群大规模、强异构、高动态的特点。本项目瞄准无人机网络中的频谱资源优化问题,以知识驱动的群智优化为思路,基于群体共识的激发和汇聚,优化大规模无人机群编队资源与频谱资源的部署和配置;基于业务、轨迹等情景知觉,提高强异构条件下的频谱资源和业务需求的匹配程度;基于知识迁移框架,增加高动态场景中频谱接入决策效率,实现资源的协同分配,高效共享和快速接入。以期在频谱资源智能管控关键技术方面取得突破,实现知识驱动的频谱资源群智优化,从而为无人机群的智能协同提供通信基础和保障,为推动我军未来信息化智能化建设做出积极贡献。

结项摘要

随着人工智能技术的发展,智能协同无人机群已经成为未来战争、应急救灾等领域中的重要力量。其中,通信网络资源的优化,尤其是频谱资源,是实现网络群体智能的重要基础。本项目以提高无人集群通信网络资源利用效率为优化目标,深入研究了基于博弈论的频谱资源优化方法,取得的主要研究进展和成果包括:.1. 针对无人集群在任务共识和内容共识方面等方面的共同性需求,基于共识汇聚的频谱分配优化思路,研究了基于联盟形成博弈的功率控制和干扰消除、基于内容相似性的多子任务负载均衡等问题,有效消除了集群内部干扰,提升了频谱资源分配效率;.2. 针对无人集群在业务传输、时延、能量等方面的差异化需求,基于情景知觉的频谱共享优化思路,研究了基于计算负载约束下基于业务知觉的频谱-计算联合优化、面向节能的无人机群组播通信资源优化等问题,提高了频谱资源利用效率;.3. 针对无人集群在电磁信号调制识别、辐射源识别等问题,通过基于深度学习算法的特征提取能力,研究了基于电磁感知网络的轻量级信号调制方式识别、基于电磁信号数据集扩充的辐射源识别,有效提升了电磁信号识别能力。.项目结题已在IEEE Transactions on Wireless Communications、IEEE Systems Journal等高水平期刊和会议上发表论文12篇,申请发明专利4项,完成了预期研究目标和预期研究成果。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(4)
Opportunistic Utilization of Dynamic Multi-UAV in Device-to-Device Communication Networks
动态多无人机在设备间通信网络中的机会利用
  • DOI:
    10.1109/tccn.2020.2991436
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Dianxiong Liu;Yuhua Xu;Jinlong Wang;Jin Chen;Qihui Wu;Alagan Anpalagan;Kun Xu;Yuli Zhang
  • 通讯作者:
    Yuli Zhang
Energy Efficiency Optimization in U2U Multicast Networks: A Hypergraph-Based Matching Approach
U2U 组播网络中的能效优化:基于超图的匹配方法
  • DOI:
    10.1109/jsyst.2022.3202157
  • 发表时间:
    2023-06
  • 期刊:
    IEEE Systems Journal
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Qian Jia;Yuli Zhang;Runfeng Chen;Dianxiong Liu;Haichao Wang;Yutao Jiao;Huoxin Li
  • 通讯作者:
    Huoxin Li
Content-Aware Multi-Subtask Offloading: A Coalition Formation Game-Theoretic Approach
内容感知多子任务卸载:联盟形成博弈论方法
  • DOI:
    10.1109/lcomm.2021.3078519
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    IEEE Communications Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tao Fang;Jiaxin Chen;Yuli Zhang
  • 通讯作者:
    Yuli Zhang
Joint Computation Offloading, Channel Access and Scheduling Optimization in UAV Swarms: A Game-Theoretic Learning Approach
无人机群中的联合计算卸载、信道访问和调度优化:一种博弈论学习方法
  • DOI:
    10.1109/ojcs.2021.3100870
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IEEE Open Journal of the Computer Society
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Runfeng Chen;Li Cui;Meng Wang;Yuli Zhang;Kailing Yao;Yang Yang;Changhua Yao
  • 通讯作者:
    Changhua Yao
Joint Task Assignment and Spectrum Allocation in Heterogeneous UAV Communication Networks: A Coalition Formation Game-Theoretic Approach
异构无人机通信网络中的联合任务分配和频谱分配:联盟形成博弈论方法
  • DOI:
    10.1109/twc.2020.3025316
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Chen, Jiaxin;Wu, Qihui;Xue, Zhen
  • 通讯作者:
    Xue, Zhen

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其他文献

二仙汤对顺铂损伤后小鼠卵巢功能调节作用研究
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    薛晓鸥
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    张涵祎;王可嘉;张玉立;叶曦;刘劲松;杨振刚;汪盛烈
  • 通讯作者:
    汪盛烈
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  • 发表时间:
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  • 发表时间:
    2019
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    --
  • 作者:
    张玉立;王可嘉;刘劲松;杨振刚
  • 通讯作者:
    杨振刚

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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