项目名称宽带无线通信中的多域多点协同传输理论研究项目完成人
协同宽带无线通信研究进展
协同宽带无线通信研究进展◇陆建华清华大学电子工程系通信与微波研究所,北京100084收稿日期:2009-9-24 修回日期:2009-12-1本文作者:陆建华,教授,l u j h @w m c .e e .t s i n g h u a .e d u .c n 。
研究资助:国家973计划(2007C B 310600)。
摘 要 国家973计划项目“多域协同宽带无线通信基础研究”于2007年立项。
该项目围绕国家“新一代宽带无线通信网络”重大专项等发展需求,探索从根本上提高频谱资源利用有效性的基础理论,力争实现宽带无线通信技术体系及核心关键技术的创新。
本文介绍了该项目的立项背景、科学问题和研究课题设置,以及项目在多域协同通信系统体系框架、低信噪比信号同步、多极化天线小型化、异构网络融合等方面取得的主要创新研究成果。
最后,对该项目下一阶段的研究工作进行了展望。
关键词:多域协同 宽带无线通信 研究进展中图分类号:T N 92 文献标识码:A 文章编号:1009-2412(2009)06-0022-03一、引 言 以移动通信、无线局域网等为代表的无线网络已成为世界各国重要的高新技术支柱产业[1]。
然而,已有的和即将推出的系统在无线资源综合优化利用等方面存在局限性,仍然不能很好地解决有限的频谱资源与迅速增长的业务需求之间的矛盾,由此产生的无线通信瓶颈问题日益突出[2]。
出现这些问题的根源在于这些系统的多业务宽带化技术演进往往受到“边界效应”的制约。
“边界效应”源于经济学的概念,指单一品种投资的后期收益空间越来越小,趋于饱和[3]。
与之类似,传统的无线通信体系框架主要基于资源独立优化的使用模式,在此基础上演进和发展的技术具有局部优化的特征,进一步提升频谱资源利用率往往受到各种“边界效应”的制约。
较大幅度地提高频谱资源利用的有效性需要构建新的体系框架。
协同宽带无线通信将为构建这种新型的体系框架提供可供探索的理论和技术途径。
中国电信相关技术及文件
中国电信相关技术及⽂件第⼀部分中国电信（2011）89号《中国电信集团⽹络发展指导意见（2010版）》（节选）前⾔当前及今后⼏年，国民经济平稳较快发展、社会信息化需求持续旺盛和国家培育发展新⼀代信息技术新兴产业政策为企业发展提供了有利的外部环境；移动互联⽹的迅猛发展和三⽹融合试点启动对⽹络的业务⽀持和差异化竞争能⼒提出了更⾼的要求；光纤接⼊、云计算、物联⽹、LTE、下⼀代互联⽹等新技术逐渐成熟，给⽹络演进注⼊了新的驱动⼒。
同时，企业EVA提升和节能减排的严峻形势，要求进⼀步优化投资结构，盘活挖潜现有资源，降低⽹络成本，突出⽹络发展效益。
集团各级⽹络发展部门应充分认清形势，准确把握企业"⼗⼆五"深化战略转型对⽹络发展的要求，抓住今后2-3年重要的战略发展机遇期，在加快推进基础⽹络的宽带化、IP化、融合化、扁平化和业务⽹络整合的基础上，构建新⼀代全业务智能⽹络和统⼀开放的综合业务平台体系。
要做⼤做宽通道，提升⽹络智能⽔平，保持3G和宽带能⼒领先优势；做强做优平台，推进平台整合，加强能⼒开放，⽀撑内容与应⽤的快速引⼊，提升⽹络与平台价值，实现产业链的合作共赢。
要关注新增⽹络资产的结构和价值、存量资产的挖潜盘活，推进共建共享和节能减排、降耗增效，⽀撑企业 EVA 的改善，实现可持续发展。
做⼤做宽通道，实现⽹络能⼒的规模发展。
充分认识光进铜退的战略意义，统筹规划、系统组织、⼤⼒实施FTTH建设与改造，在"⼗⼆五"末实现南⽅城市地区光纤接⼊全覆盖，按需提供百兆接⼊。
积极实施铜缆退⽹，推进语⾳接⼊IP化。
加快部署具备多业务接⼊和远程管理能⼒的家庭⽹关和企业⽹关。
扩⼤3G⽹络覆盖，优化资源配置，提升⽹络利⽤率；加强WiFi有效覆盖，扩⼤对3G的分流⽐例，提⾼WiFi⽹络的可运营、可管理能⼒。
根据接⼊宽带提速、三⽹融合、移动互联⽹等带来的流量尤其是视频流量的快速增长，加强IP、传输城域⽹与⾻⼲⽹的扩容优化，提升IP⽹络的全业务承载能⼒，做好全⽹IDC、CDN的统⼀规划建设。
提名国家自然科学奖项目公示
提名国家自然科学奖项目公示提名国家自然科学奖项目公示项目名称移动终端协作通信基础理论研究提名单位教育部项目简介：未来无线数据流量增长将超出网络负载能力，由于“固定基础设施数量以及接入信道”的限制，传统通过密集部署提升网络容量的方案受到严峻挑战。
因此，要从进一步提高无线频谱资源利用的有效性，需要改进现有的无线通信体系框架，引入新的“通信自由度”，这是一个挑战性的问题，解决该问题将为蜂窝网络发展提供重要科学支撑。
该项目在国家自然基金委优秀青年基金和青年973等项目的持续支持下，在传统蜂窝网络中增加“移动终端直通协作层”，揭示了通过终端复用提升网络容量机理，建立了协作信道模型，提出了高效传输和优化方案。
主要科学发现如下：1. 揭示了移动终端复用提升网络容量机理：发现了移动接入点数量和网络容量指数递增的规律，首次提出了通过在蜂窝网络中引入终端通信自由度提升网络容量的方法，建立终端直通局域网络架构和优化理论，逼近了蜂窝网络容量极限。
2. 建立了移动终端间协作通信信道模型：提出了基于动态散射体密度的终端间直通几何统计信道建模方法，首次给出了区域散射体密度的概念，建立了一套完整的终端间协作信道模型，已被广泛作为无线终端间协作通信技术理论研究的统一信道平台。
3. 提出了移动终端网络安全传输和优化方法：阐明了动态拓扑结构的多跳终端协作系统中路径选择对网络性能的影响，剖析了移动中继信道安全容量，提出了自适应无线网络安全编码，大幅度提升无线中继系统的鲁棒性。
8篇代表性论文被SCI 论文他引700余次，其中5篇入选ESI高被引用论文, 1篇获IEEE ComSoc的伦纳德•亚伯拉罕奖（Leonard G. Abraham Prize，IEEE JSAC最佳论文奖）。
共发表SCI 论文50 余篇，相关工作获得专利8 项，5项联合提案被第四代移动通信国际标准规范采纳（3GPP LTE）。
第一完成人是杰青以及首届青年973项目负责人，第二完成人是获得国家自然基金委优秀青年基金和IEEE亚太地区杰出科学家奖。
宽带通信和新型网络重点专项2019年度项目申报指南
附件3“宽带通信和新型网络”重点专项2019年度项目申报指南为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》《2006—2020年国家信息化发展战略》提出的任务，国家重点研发计划启动实施“宽带通信和新型网络”重点专项（以下简称“本重点专项”）。
根据本重点专项实施方案的部署，现提出2019年度项目申报指南。
本重点专项总体目标是：开展新型网络与高效传输全技术链研发，使我国成为普适性IP网络和媒体网络技术与产业未来发展的重要主导者，B5G与6G无线移动通信技术和标准研发的全球引领者，并在光通信领域研发达到国际先进水平，为“网络强国”和“互联网+”国家战略的实施提供坚实的技术支撑。
在网络通信核心芯片、一体化融合网络、高速光通信设备、未来无线移动通信等方面取得一批突破性成果，制定产业标准，开展应用示范，打造完善的技术协同创新体系。
本重点专项按照新型网络技术、高效传输技术、一体化综合网络试验与示范3个创新链（技术方向），共部署24个重点研究任务。
专项实施周期为5年（2018-2022年）。
—1—本重点专项部分项目采用部省联动方式组织实施（项目名称后有标注）。
应用示范类部省联动项目，由广东省科技厅推荐，广东省科技厅应面向全国组织优势创新团队申报项目。
基础研究类、共性技术类部省联动项目，各推荐渠道均可推荐申报，但申报项目中至少有一个课题由广东省有关单位承担。
2019年度项目申报指南在新型网络、核心设备、卫星通信、无线通信、光通信、应用示范6个技术方向启动21个研究任务，拟安排国拨经费概算9.7亿元。
凡企业牵头的项目须自筹配套经费，配套经费总额与专项经费总额比例不低于1：1。
各研究任务要求以项目为单元整体组织申报，项目须覆盖所申报指南方向二级标题（例如：1.1）下的所有研究内容并实现对应的研究目标。
除特殊说明外，拟支持项目数均为1~2项。
项目实施周期不超过4年。
基础研究类任务，下设课题数不超过4个，参与单位不超过6个；共性技术类和应用示范类任务，下设课题数不超过5个，参与单位不超过10个。
北邮继续教育学院导师介绍
北京邮电大学原继续教育学院导师介绍(2008)专业：通信与信息系统丁炜教授，博士研究生导师宽带通信网研究中心领衔教授自1986年以来培养研究生（含博士、硕士）近百人，发表论文150余篇，完成重大科研项目10项，申请专利3项，荣获省部级以上奖项共5项。
目前正在研究的项目：“广义MPLS实现和安全路由器研究”，并与美国INTER 公司合作建立联合实验室，对下一代网络关键技术进行跟踪和预测。
丁炜教授所负责的北京邮电大学培训中心通信网科研室（现更名为宽带通信网研究中心）成立于1985年。
该科研室的宗旨是跟踪世界通信网络新技术的发展，开展对其前沿课题的研究，掌握相关理论和先进技术，力求创新，为我国通信事业的发展和培养优秀的高级通信科学技术人才做出自己的贡献。
目前，为了紧跟国际宽带通信网络新技术的发展，实验室正在进行MPLS协议软件和路由软件的开发、“具有MPLS功能的多业务边缘路由器的研制”、“INTEL网络处理器应用的研究与开发”等项目，其中边缘路由器的研制项目中采用了具有自主知识产权的芯片设计来实现各种网络协议的处理和不同速率接口数据流的转发。
温向明教授，博士研究生导师研究方向：博士研究生：宽带通信网络理论与技术、无线宽带网络理论与技术硕士研究生：IP宽带通信网络技术、移动通信网络技术毕业于北京邮电大学，获通信与信息系统工学博士学位；现任北京邮电大学校长助理兼研究生院常务副院长；校学术委员会委员和校学位委员会委员；教育部归国留学评审专家；北京市信息化专业人才合作培养项目负责人；中国电信网络资源管理专家组副组长；中国通信学会高级会员；北京市大学生电子竞赛组委会副主任等。
长期从事通信与信息系统专业方面的科研与教学工作，主持和参与完成了国家级项目6项，前邮电部项目3项，校级项目1项，横向项目8项。
其中：国家863项目“宽带光纤用户网总体技术研究”，得到国家科委专家的好评，总评结果为Ab;另外，“我国接入网发展战略的研究”获邮电部科技进步二等奖；国家重大项目“移动增值业务网络安全协议方案研究与实现”和“具有V5接口的DLC网元管理设备”已进行成果转化，取得了很好的经济效益和社会效益；“V5接口用户接入系统的监控技术研究”已在通信网中应用。
附表1近五年实验中心承担国家重大科研项目列表
26. 国家自然科学基金重大项目--新型多维光学信息传输关键技术研究
闫连山 2014-2018 260
27. 国家重大专项子课题--稀疏分解在地震信号去除噪声中的应用
尹忠科 2009-2010 50
28. 国家 863 计划军口部分重大课题-- “涉密”
闫连山
5. 973 课题--提高 SP 光刻图形质量的原理和验证方法研究
闫连山
6. 973 课题--双 SPP 吸收突破光学衍射极限的物理问题及其应用
闫连山
7. 973 子课题—表面等离子体超分辨成像光刻基础研究
闫连山
8. 863 重大项目子课题--列车在途监测数据大容量传输技术
范平志
9. 国家Байду номын сангаас然科学基金重大项目课题--基于新型人工电磁媒质的可调谐新型天线 及射频器件研究
附表 1 近五年实验中心承担国家重大科研项目列表
到位
项目名称
主持人
年份
经费
1. 国家自然科学基金重点项目--地面超高移动性宽带无线通信关键问题研究
范平志
2. 973 项目(首席)--高移动性宽带无线通信网络重点理论基础研究
范平志
3. 973 课题--无线通信网络中的干扰分离机理与干扰避让方法
范平志
4. 973 课题--非线性链路微波光子信号可调控传输研究
2010-2013 100
2011-2013 80
2011-2013 20 2008-2010 69 2009-2010 70 2009-2010 90 2008-2009 84
16. 863 项目--城市轨道列车在途监测与安全预警关键技术 17. 863 项目--汽车及工程机械多产业链业务协同服务平台研发 18. 863 项目--5G 移动通信技术评估与测试验证技术研究 19. 国家杰出青年科学基金项目--信息光子与通信
协作通信系统基本理论
协作通信系统基本理论研究摘要：无线通信发展至今，人们对无线传输的数据速率和服务质量的要求不断提高。
与主要传送语音业务的第一、第二代无线通信系统不同，第三代及第四代系统的主要业务将变成多媒体宽带数据业务，这就要求系统支持100m-1gbit/s 乃至更高的数据传输速率。
因此，进一步扩大信道容量、改善通信质量成为目前国内外学术界普遍关注的问题。
协作通信作为一种新型的通信模式越来越受到人们的关注，它通过不同网络元素之间的相互合作来实现网络资源的共享，进而提高传输可靠性和系统吞吐量，有效改善用户的服务质量，因此受到了广泛的关注。
关键词：协作分集误码率 mimo技术中图分类号：tn92 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）03-0021-011、协作通信技术的研究意义随着无线电通信时代的发展，人们对无线传输的数据速率和服务质量的要求也不断提高，因此寻求进一步扩大信道容量、改善通信质量的新技术是国内外学术界普遍关注的问题。
近年来提出的多输入多输出（mimo）天线技术可以提供分集增益，从而对抗多径衰落。
因此，mimo技术得到越来越广泛的应用。
但是某些设备由于尺寸大小或者硬件复杂度以及成本的原因一般仅有单根天线。
为了改善这种情况，一种新的分集技术——协作分集，该方法可以使具有单根天线的移动台获得类似于mimo系统中的某些增益。
其基本思想是在多用户环境中，具有单根天线的移动台可以按照一定的方式来共享彼此的天线，从而产生一个虚拟mimo系统，从而获得分集增益。
协作通信的出现，在保证较小的布网开销的条件下，极大地提升了系统性能，因此，协作通信技术作为未来移动通信系统的关键技术已受到了广泛的关注，协作通信技术不仅可以改善小区边缘用户的通信质量、扩大小区覆盖范围、消除覆盖盲点，还可降低网络运营成本和投资风险，有利于3g网络向4g网络的平滑过渡。
2、协作通信的相关技术在协作通信技术的基础理论研究的基础上，近年来出现了大量关于协作通信技术更深层次的研究，包括多个节点间的协作通信传输方式额协作通信与其他技术的结合等。
无线通信工程中的MIMO系统应用与性能分析
通信网络技术无线通信工程中的MIMO系统应用与性能分析马远航（日海恒联通信技术有限公司，河南郑州文章深入分析多输入多输出（Multiple InputMultiple Output，MIMO）系统在无线通信工程中的应用及其性能，重点探讨其关键技术和应用场景。
MIMO系统通过空间复用和阵列增益提升通信系统的容量和可靠性，尤其在空间复用方面，通过向量偏转传输技术实现在同一时频资源上传输多个独立数据流，从而大幅提高频谱效率。
此MIMO系统可靠性和抗衰落能力上的重要作用，分析了基于最小均方误差（Minimum Mean Square Error，MMSE）算法的信道估计与均衡技术在保证系统性能上的关键应用。
仿真结果显示，系统在信噪比较高时实现了显著的吞吐量提升，验证了其在无线通信领域的优越性。
多输入多输出（MIMO）系统；空间复用；信道编码；信道估计；无线通信Application and Pperformance Analysis of MIMO System in Wireless CommunicationEngineeringMA Yuanhang(Rihai Henglian Communication Technology Co., Ltd., Zhengzhou维度资源，扩大了通信系统容量，提升了通信系统可靠性，成为现代无线通信技术进步的重要支撑力之一。
系统关键技术分析实验室提出的向量偏转传输技术，系统的空间复用，从而获得多径增益[2]。
个天线看作一个发射向量空间，个天线看作一个接收向量空间，通过个正交基矢量，并根据信的奇异值进行分解，得到发射端和接。
经过预编码矩阵V变换个正交的个不同的数据流且不发生的严格要求。
2.3 信道估计与均衡为跟踪间的快速时变信道，需要进行准确可靠的信道估计。
本设计采用基于训练序列的据传输之前，发送已知的训练序列，接收端获得经信道冲激响应的序列。
接收序列为式中：N为提高估计准确性，训练序列之间采用循环移位设计，接收端收集多个传输块的训练序列进行联合信道估计。
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项目名称：
宽带无线通信中的多域多点协同传输理论研究
项目完成人：
杨绿溪，黄永明，金石，李春国，傅友华(南邮)，刘陈(南邮)，俞菲
项目完成单位：
东南大学，南京邮电大学
申报奖种：
自然科学奖
项目简介(1000字)：
高速可靠的宽带无线通信是现代信息社会的基本需求，也是我国基础研究重大战略方向之一，但其面临着无线频谱资源日益紧缺以及能源消耗急速增长的瓶颈问题，为寻求突破，多域多点协作的新型宽带无线传输成为重要研究课题，它以多天线MIMO传输为基础，充分挖掘和协同利用空间、时间、频率、功率、终端和网络等多域与多点资源，大幅度提升系统的频谱效率与能量效率。
本项目在国家863计划、国家科技重大专项以及国家自然科学基金等重要课题的支持下，重点围绕宽带无线通信中的多用户MIMO协作、中继协作和多点协作网络场景，研究多域多点协作的新型宽带无线传输理论及系统架构，提出了适应复杂无线传播环境的高效能
分布式多域多点协作理论与关键技术，取得系列原创性成果，形成较为完整的多域多点协作传输理论体系。
主要研究成果概括如下：
1. 针对多用户MIMO传输面临的信息理论问题、传输效率提升问题，提出了综合利用统计和瞬时信道信息的MIMO自适应传输理论方法，构造了分层结构码本和干扰码字伴随反馈方法，解决了多天线多用户协作信道环境自适应传输难题。
2. 针对多基站协作传输中由于协作节点增加引发的信道信息获取及交互的瓶颈问题，将多用户上下行链路对偶原理拓展至多基站协作 MIMO场景，并发展出能效域对偶理论，进而提出了高效能多基站分布式协作MIMO传输理论方法，大幅提升了多基站协作网络中的能量效率和频谱效率。
3. 突破了协作中继网络中涉及的系统性能分析、最优传输理论方法和高效实现技术，提出了分布式协作中继MIMO传输理论方法，解决了蜂窝网络下中继应用所涉及的实现复杂度、高效信道反馈和链路自适应难题。
本项目在IEEE等国际核心刊物发表论文32篇，获授权国家发明专利21项，授权美国发明专利5项。
相关理论成果受到国际上的广泛关注和正面评价，被国际上一批著名学者引用。
所发表的论文共被引用1234次，其中SCI他引361次。
所提出的分层码本预编码方法在移动通信4G国际标准增强MIMO传输中得到应用；所提出的干扰码字伴随反馈方法已通过华为公司提交IEEE 802.16m国际标准提案并被采纳。
通过所承担的国家科技重大专项等项目的实施，成果被广泛应用于华为公司IEEE 802.16m（WiMAX）产品，显著提升了系统性能，技术水平业界领先，产生了显著的经济效益，为提升我国宽带无线通信技术研发水平做出了重要贡献。