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Joint Task Allocation and Resource Optimization for Blockchain Enabled Collaborative Edge Computing

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China Communications 2024年第4期21卷 218-229页

作者： Xu Wenjing Wang Wei Li Zuguang wu qihui Wang Xianbin College of Electronic and Information Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 211106China Key Laboratory of Dynamic Cognitive System of Electromagnetic Spectrum Space Ministry of Industry and Information TechnologyNanjing 211106China Department of Electrical and Computer Engineering Western UniversityCanada

Collaborative edge computing is a promising direction to handle the computation intensive tasks in B5G wireless ***,edge computing servers(ECSs)from different operators may not trust each other,and thus the incentives for collaboration cannot be *** this paper,we propose a consortium blockchain enabled collaborative edge computing framework,where users can offload computing tasks to ECSs from different *** minimize the total delay of users,we formulate a joint task offloading and resource optimization problem,under the constraint of the computing capability of each *** apply the Tammer decomposition method and heuristic optimization algorithms to obtain the optimal ***,we propose a reputation based node selection approach to facilitate the consensus process,and also consider a completion time based primary node selection to avoid monopolization of certain edge node and enhance the security of the *** results validate the effectiveness of the proposed algorithm,and the total delay can be reduced by up to 40%compared with the non-cooperative case.

关键词： blockchain collaborative edge computing resource optimization task allocation

Privacy-preserving location authentication for low-altitude UAVs: A blockchain-based approach

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Security and Safety

Security and Safety 2024年第02期 58-72页

作者： Hengchang Pan Yuanshuo Wang Wei Wang Ping Cao Fangwei Ye qihui wu College of Electronic and Information Engineering Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Key Laboratory of Information Fusion Technology (Ministry of Education) School of AutomationNorthwestern Polytechnical University College of Computer Science and Technology Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Efficient and trusted regulation of unmanned aerial vehicles(UAVs) is an essential but challenging issue in the future era of the Internet of Low-altitude Intelligence, due to the difficulties in UAVs' identity recognition and location matching, potential for falsified information reporting, etc. To address this challenging issue, in this paper, we propose a blockchain-based UAV location authentication scheme, which employs a distance bounding protocol to establish a location proof, ensuring the authenticity of UAV positions. To preserve the privacy of UAVs, anonymous certificates and zero-knowledge proof are used. The security of the proposed scheme is analyzed. Experiments demonstrate the efficiency and feasibility of the proposed scheme.

关键词：

以重大项目群为牵引的空天信息人工智能课程体系建设

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高等工程教育研究 2024年第2期 84-90页

作者：周福辉吴伟张小飞吴启晖南京航空航天大学电子信息工程学院南京邮电大学通信与信息工程学院南京航空航天大学

在人工智能和空天信息技术的新一轮技术革命和产业变革中,发展智能化的空天信息技术是有效应对未来智能变革的关键,同时也对高等教育人才培养提出了新要求。现有空天信息人工智能课程建设存在理论教学与实践应用脱节、知识体系不够系统... 详细信息

在人工智能和空天信息技术的新一轮技术革命和产业变革中,发展智能化的空天信息技术是有效应对未来智能变革的关键,同时也对高等教育人才培养提出了新要求。现有空天信息人工智能课程建设存在理论教学与实践应用脱节、知识体系不够系统、教学方式较为传统以及缺乏行业应用导向等问题。针对这些问题,瞄准空天信息领域高层次人才培养目标,推进人工智能教育发展,本文在“新工科”建设和“人工智能+X”新模式背景下,提出一种空天信息技术人工智能课程体系改革方案。该方案以重大项目群为牵引,融合空天信息领域特色以及人工智能基础知识,从课程体系建设、实践教学驱动、教材体系改革和协同育人平台搭建四个方面阐述教学创新方法以及取得的教学成效,为打造具有空天信息特色的一流课程和人才培养体系奠定坚实基础。

关键词：人工智能空天信息技术重大项目群课程体系建设

基于自由空间光的无人机通信网络关键技术与发展趋势

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2311-2322页

作者：冯斯梦赵一迪董超吴启晖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南京211106

在当前电磁频谱拥堵和无线电干扰严重的情况下,基于自由空间光(FSO)的无人机(UAV)通信网络作为推进空天地一体化进程的重要一环,得到了学术界和工业界的广泛关注。与传统射频通信相比,FSO通信具有高数据传输速率、低时延和高安全性等优... 详细信息

在当前电磁频谱拥堵和无线电干扰严重的情况下,基于自由空间光(FSO)的无人机(UAV)通信网络作为推进空天地一体化进程的重要一环,得到了学术界和工业界的广泛关注。与传统射频通信相比,FSO通信具有高数据传输速率、低时延和高安全性等优势。然而,FSO链路易受大气信道条件影响,同时UAV高移动性、网络高动态性以及机载资源的有限性给FSO的稳定连接与可靠通信带来了巨大挑战。因此,该文在介绍了FSO传输特性的基础上,着重分析了提升基于FSO的UAV通信网络稳定性与通信质量的关键技术,在此基础上,归纳出高可靠、强智能、长续航的发展趋势,以期为基于FSO的UAV通信网络发展提供参考与借鉴。

关键词：空天地一体化无人机通信网络自由空间光通信

内蒙古阿巴嘎旗查干诺尔铜多金属矿区矿化带特征及矿床成因

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中国锰业 2024年第4期42卷 81-86页

作者：柳国良吴启慧中国冶金地质总局第一地质勘查院河北三河065201

查干诺尔铜多金属矿成矿地质优越,找矿潜力巨大但勘查程度尚浅。在研究区域基础地质和前人工作的基础上,通过野外地质调查、采样与测试分析等手段,研究了查干诺尔铜多金属矿矿床地质特征,探讨了矿床成因。研究结果表明:查干诺尔铜多金... 详细信息

查干诺尔铜多金属矿成矿地质优越,找矿潜力巨大但勘查程度尚浅。在研究区域基础地质和前人工作的基础上,通过野外地质调查、采样与测试分析等手段,研究了查干诺尔铜多金属矿矿床地质特征,探讨了矿床成因。研究结果表明:查干诺尔铜多金属矿矿化体发育于二长花岗岩侵入岩与灰岩外接触带的矽卡岩体内或蚀变二长花岗岩枝附近。矿区主要发育Ⅰ号和Ⅱ号矽卡岩矿化带,带内局部发育铜、钼(钨)矿化。工业铜矿体主要分布在近东西向Ⅰ号和Ⅱ号矽卡岩矿化带内。区内矿体以隐伏矿体和盲矿体为主,矿石主要为原生矿石,氧化矿石较少。矿物成分金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿、磁铁矿,其次为白钨矿、钛铁矿,偶见方铅矿、闪锌矿;地表见孔雀石、铜兰。矿石有益元素以铜为主,最低品位为0.20%,最高品位为3.15%,平均品位为0.58%。矿体围岩蚀变褐铁矿化、孔雀石化、矽卡岩化、硅化、绿帘石化、绿泥石化、高岭土化等发育地段。矿床成因类型为中高温热液-矽卡岩型叠加成因,有4大找矿标志。

关键词：查干诺尔铜多金属矿地质特征矿床成因找矿标志

有人机/无人机智能协同目标搜索和轨迹规划算法

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通信学报 2024年第1期45卷 31-40页

作者：卢卓吴启晖周福辉南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京210016

基于有人机/无人机智能协同平台,针对多个位置未知的干扰信号源搜索及轨迹规划进行了研究。考虑到搜索过程的实时性和动态性,提出了一种基于多智能体深度强化学习的有人机/无人机智能协同目标搜索和轨迹规划(MUICTSTP)算法。各无人机通... 详细信息

基于有人机/无人机智能协同平台,针对多个位置未知的干扰信号源搜索及轨迹规划进行了研究。考虑到搜索过程的实时性和动态性,提出了一种基于多智能体深度强化学习的有人机/无人机智能协同目标搜索和轨迹规划(MUICTSTP)算法。各无人机通过感知接收干扰信号强度在线决策轨迹规划,同时将感知信息和决策动作传给有人机来获得全局评估。仿真结果表明,该算法相比其他算法在长期接收干扰信号强度、碰撞等方面表现出更好性能,且获得更优的学习策略。

关键词：有人机/无人机智能协同多智能体深度强化学习轨迹规划接收干扰信号强度

基于对抗互易点学习的无人机通信干扰开集识别方法

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信号处理 2024年第4期40卷 639-649页

作者：李佳浩杜子铭周博李婕吴启晖南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京211106

无人机通信由于空对地无线信道的开放性,易受到各种有源或无源的物理层干扰,这些干扰会严重影响无人机通信的性能,导致无人机通信质量下降甚至通信中断等问题。因此,为保障无人机在复杂环境下能实现安全可靠的通信,对各类干扰的有效检... 详细信息

无人机通信由于空对地无线信道的开放性,易受到各种有源或无源的物理层干扰,这些干扰会严重影响无人机通信的性能,导致无人机通信质量下降甚至通信中断等问题。因此,为保障无人机在复杂环境下能实现安全可靠的通信,对各类干扰的有效检测和精准识别尤为重要。传统的无人机通信干扰识别方法通常考虑闭集干扰场景的假设,即只能识别训练过程中使用过的干扰模式,而难以有效判断新出现的未知干扰模式。然而,在实际复杂电磁环境中,由于无法事先获知所有可能的干扰模式,无人机通信系统需要同时应对已知和未知的干扰,即面临开集干扰场景。为此,本文提出了一种基于对抗互易点学习的无人机通信干扰开集识别方法。首先设计了基于残差神经网络(ResNet)的对抗互易点学习框架,以从I/Q数据中有效地提取干扰特征,并确保已知和未知干扰类在特征空间中的良好分离。接着,考虑到在不同干信比和不同干扰信号的特征分布的差异性,设计了联合自适应阈值开集分类器,实现对已知和未知干扰模式的准确识别。为验证所提方法的有效性,考虑无人机空对地通信的多种因素,并基于双射线传播模型生成了一个无人机通信干扰数据集。仿真结果表明,所提方法在不同干信比情况下识别性能均优于基线方法,在干信比为10 dB时,达到了88.1%的归一化识别精度,实现了对无人机通信干扰的有效开集识别。

关键词：干扰检测无人机通信开集识别机器学习

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区块链赋能的低空智联网

数据采集与处理 2024年第1期39卷 2-14页

作者：金永光叶方伟卢晓珍吴启晖马凯光南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106 南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106

低空智联网是低空经济发展的重要基础设施,在这种复杂的系统中,无人机的安全控制面临着空域安全、数据安全及频谱安全等多重安全挑战。为了同时解决这3个问题,本文提出了一个基于区块链的三面协同监管架构,同时使用链上和链下信息。链... 详细信息

低空智联网是低空经济发展的重要基础设施,在这种复杂的系统中,无人机的安全控制面临着空域安全、数据安全及频谱安全等多重安全挑战。为了同时解决这3个问题,本文提出了一个基于区块链的三面协同监管架构,同时使用链上和链下信息。链上包含无人机身份和注册等信息,而链下包含广播式自动相关监视(Automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)和频谱等信息。为解决跨域认证问题,提出了一种基于ADS-B信息和无证书的高效签名算法。由于ADS-B协议中缺乏纠错机制,ADS-B信息在传输过程中容易受到信道噪声和干扰而产生错误,因此哈希验证可能会失败。为了缓解这种签名失败,设计了一种基于纠错码的跨层签名算法进行纠错。经实践验证,基于区块链的三面协同监管平台已成功试用于长江低空示范试验区。

关键词：区块链低空智联网广播式自动相关监视

Joint 3D Trajectory and Resource Optimization for A UAV Relay-Assisted Cognitive Radio Network

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China Communications 2021年第6期18卷 184-200页

作者： Zhen Wang Fuhui Zhou Yuhao Wang qihui wu School of Artificial Intelligence Beijing University of Posts and TelecommunicationsBeijing 100876China School of Information Engineering Nanchang UniversityNanchang 330031China Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing211106China Shaanxi Key Laboratory of Information Communication Network and Security Xi’an University of Posts and TelecommunicationXi’an710061China

In this paper,we consider a new spectrum sharing scenario for a cognitive relay network,where a secondary unmanned aerial vehicle(UAV)relay receives information from the ground secondary base station(SBS)and transmits information to the ground secondary user(SU),coexisting with the primary users(PUs)at the same wireless frequency *** investigate the optimization of the UAV relay’s three-dimensional(3D)trajectory to improve the communication throughput performance of the secondary network subject to the interference constraints of the *** information throughput maximization problem is studied by jointly optimizing the UAV relay’s 3D trajectory and the transmit power of the SBS and the UAV,subject to the constraints on the velocity and elevation of the UAV relay,the maximum and average transmit power,and the information causality,as well as a set of interference temperature(IT)*** efficient algorithm is proposed to solve the admittedly challenging non-convex problem by using the path discretization technique,the successive convex approximation technique and the alternating optimization ***,simulation results are provided to show that our proposed design outperforms other benchmark schemes in terms of the throughput。

关键词： cognitive radio UAV communication 3D trajectory design mobile relaying power allocation