受控無線網路系統的協同設計研究

《受控無線網路系統的協同設計研究》是依託北京工業大學，由張延華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：受控無線網路系統的協同設計研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張延華
• 依託單位：北京工業大學

項目摘要

本項目提出在現有無線網路系統架構中嵌入反饋控制策略，建立網路的閉環調節機制，實現對無線網路的全局控制和最佳化。基於這種新型的受控網路架構，本項目擬研究的新方法及關鍵技術包括：（1）針對無線網路，研究嵌入反饋策略後對系統設計帶來的新問題，以及對系統的全局影響，提出受控無線網路的系統架構和建模方案，給出使網路性能達到某種最優解時滿足期望的網路服務質量NQoS。（2）針對受控無線網路的模型、算法失配問題，提出通過通信/控制聯合設計減少或者補償失配的新方法，給出受控無線網路控制層和通信層協同設計方案。（3）提出映射無線網路系統結構和狀態到系統策略空間的方法，構建網路系統性能靈敏度分析的統一框架，提出基於反饋策略尋找網路最優性能的方法，研究網路系統性能指標和性能勢的關係，設計新的針對受控無線網路性能指標的學習和最佳化方法。

結題摘要

本項目按照研究計畫書的要求，全面，按時，超額完成了契約中所規定的研究內容，達到並超過了契約中的預期指標要求。在核心期刊和國際會議上發表（包括錄用）論文32篇，其中SCI檢索10篇，EI檢索26篇，期刊論文20篇，會議論文12篇。申請發明專利12項，獲批發明專利5項，申請軟體著作8項。形成了自主智慧財產權；在國內外學術界產生了重要的學術影響。培養博士生4名、碩士生26名（其中已授予博士學位2名，碩士學位11名）。按照項目計畫全面實現課題研究目標：提出了基於軟體定義網路的受控無線網路系統架構，將反饋控制策略嵌入無線網路系統並對異構無線網路中的資源管理進行最佳化；研究了網路控制器的無線通信網路最優控制策略最佳化；研究了5G網路中C/U分離、基於大規模MIMO技術的基站選擇以及基於事件相關性和認知控制的無線網路系統能效最佳化等。提煉出了可形成具有自主智慧財產權的綠色無線通信網路的核心算法和專有技術與發明專利。本課題在以下幾方面提出了具有創新性的研究成果：（1）研究受控無線通信網路架構模型。針對無線通信網路，基於軟體定義網路和反饋控制策略等，提出受控無線網路的系統架構和建模方案，給出使網路性能達到某種最優解時滿足期望的網路服務質量。（2）研究受控無線通信網路系統中的反饋控制策略。針對受控無線網路的模型、算法失配問題，提出基於分散式多控制器的最優控制策略設計方案，並針對當控制器狀態不能完全可知的狀態下，研究了基於卡爾曼濾波算法的多控制器最優狀態估計等多種網路控制策略。（3）研究面向5G網路並基於反饋控制策略的網路性能最佳化方法。通過基於C/U分離、大規模MIMO等技術，對受控無線通信網路中的基站選擇進行研究，並基於事件相關性和認知控制等策略，最佳化無線通信網路的系統能效性指標，設計出新的針對受控無線網路性能指標的學習和最佳化方法。