[00699355]信息密度非均匀下的异构无线组网新技术

据预测，业务量高速增长将导致1O年后移动通信系统容量新增一千倍。容量增长的维度包括无线组网架构的变革、新频谱资源的开发和更高效的无线传输新技术的发明。历史上，三者对容量增长的贡献比例约为64：1：1。因此，无线组网架构是移动通信系统的基础，涉及多个交叉学科，决定了技术走向，是国际竞争的焦点。在国家项目支持下，北邮和中兴组成产学研课题组对此进行了长期研究攻关，在国际上率先发明了“信息密度非均匀”下的无线组网架构，并研究提出该新架构下的信道建模、自适应传输等多项发明成果，获得国际标准化组织认可，形成3项国际标准，这些源头性成果为解决未来移动通信系统发展的瓶颈难题及我国在新一轮竞争中占据国际领先地位奠定了坚实基础。课题组的部分技术发明和标准已通过企业完成了产业化，为中兴通讯等国内企业的无线产品在全球市场竞争中取胜起到了关键作用。主要发明点如下：针对信息密度非均匀的无线环境，发明了将控制与业务平面分离的认知导频信道(CPC)、小区边缘协作和新频率复用等技术，解决了异构组网下系统间相互干扰、热点区域资源要求高与小区边缘频谱效率低下等难题，是对传统蜂窝组网的全新突破，使得控制信道平均利用率提高近20％，边缘用户频谱效率提升50％。该发明已被国际标准ITU-R M．2225采纳，其验证系统获2009年ACM Mobi-com‘Honored Mention Award’(与斯坦福大学并列获高校组第一名)。针对模型复杂的无线环境建模及多域认知难题，发明了既能多天线间灵活切换又能完成宽频带和高采样率的信道数据采集方法、高精度参数估计算法和可信信道建模方法、搭建了世界先进水平的实验系统；建立的信道模型已成为国际上广泛使用的国际标准ITU-R M.2135，彻底改变了中国只能被动使用国外信道模型的窘境。课题组提出的多域认知数据库与美国联邦通信委员会地理认知数据库被并列为ITU-R的标准。针对无线网络难于适配环境变化的难题，发明了面向不同时间粒度的端到端无线网络重构技术，解决了快速自主重构的难题，使得无线传输在组网层面有了环境的自适应性。课题组自研的Gbps系统创造了中国无线通信的最高传输速率，频谱效率是3G HSPA的5．2倍，入选2009年度“中国高等学校十大科技进展”。形成了中国的数字集群技术体系并成为国际标准ITU-R M.2014。项目获授权发明专利40项，发表SCI论文27篇、EI论文65篇，其中1篇被评为JCN 2011唯一年度最佳论文，1篇被IEEE ISCIT评为唯一最佳论文；在Springer等出版专著3部；作国际大会特邀报告6次。项目组2009年被国家自然科学基金委评为“创新研究群体”。项目成果已应用于中兴通讯的CRAN、协同基站、超级小区、应急通信和对空接力通讯等新产品，近三年累计销售额216亿元，其中“对空接力通讯”集群系统已由中兴通讯独家承建并覆盖美国全境。新型应急通信系统已成功应用于汶川大地震、日本地震等自然灾害的救助中。项目部分专利转让给星河亮点公司后，有效提升了该公司产品的科技含量，产品被国内相关单位广泛使用，并出口至美、欧、韩等国，填补了产业空白。项目成果获2011年度教育部技术发明奖一等奖。