基於軟體定義的智慧型光載無線組網模型與控制機理研究

《基於軟體定義的智慧型光載無線組網模型與控制機理研究》是依託北京郵電大學，由楊輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於軟體定義的智慧型光載無線組網模型與控制機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊輝
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

在光載無線技術的發展過程中，傳輸設備種類繁多、支撐業務愈發多樣、節點數量逐漸增大，由此產生了光載無線所面臨的規模擴展受限與資源利用低效的挑戰，迫使光載無線由封閉系統到開放組網、由僵化配置到靈活控制發展。本項目立足光載無線通信組網與控制領域前沿和國家戰略發展需要，針對組網套用過程中多樣業務對有限頻譜競爭博弈、多約束低複雜多維資源最佳化的關鍵科學問題，提出了一種基於軟體定義的智慧型光載無線網路新型體系結構，重點研究基於軟體定義智慧型光載無線組網模型與控制機理，攻克可軟體定義的業務處理、資源調度及傳輸設備等研究難點。以控制體系開放靈活的視角，藉助網路元素可重構、可程式控制思想，將微波光子模組調諧過程與面向業務認知和光波微波資源最佳化的動態組網有機結合，採用系統分析、組網建模、協定仿真等多種手段，實現業務動態需求與開放資源控制的最佳適配，為智慧型光載無線網路的發展奠定理論基礎。

結題摘要

隨著光載無線技術的快速發展，設備種類繁多、業務愈發多樣、節點數量激增，產生了光載無線所面臨的規模擴展受限與資源利用低效難題，迫使光載無線由封閉系統到開放組網、由僵化配置到靈活控制發展。 本項目針對上述科學問題，提出了基於軟體定義的智慧型光載無線網路架構，開展了組網結構、業務認知、資源調度及傳輸設備的系列研究工作，重點攻克了基於軟體定義的可重構智慧型光載無線組網結構、針對業務認知的智慧型光載無線頻譜控制模型、面向跨層最佳化的光波微波資源聯合調度算法、智慧型光載無線網路可調諧載波交換模組等四個技術要點，形成了對應研究內容的四項創新成果：（1）針對規模擴展受限問題，提出了基於軟體定義的雲光載無線組網架構，設計了可重構光與無線異構融合網路統一控制機制，解決了光載無線網路控制僵化的問題。（2）從業務特徵需求出發，提出了基於深度學習的流量預測機制，針對探知與預測結果，設計了網路中頻譜控制最佳化方法，提出了基於遷移學習的多維資源分配機制，實現了業務對資源的最優適配。（3）針對資源利用低效問題，提出了多維資源動態聯合調度算法，設計了基於軟體定義的泛在光接入與微雲模型，提出了基於霧計算的光載無線網路模型，降低了業務回響時延，提升服務質量。（4）從傳輸設備層需求出發，提出了基於多維資源聚合的可重構光載無線選擇交換機制，設計了基於區塊鏈的雲光載無線可信認證機制，解決了光載無線設備靈活交換問題。 依託上述創新成果，發表IEEE Commun. Mag.、Opt. Express等SCI論文20篇，包含一區論文2篇、二區論文5篇，最高影響因子10.435；發表EI論文18篇，包含OFC/ECOC/ICC領域頂級會議8篇；出版專著入選“十二五”國家重點出版物出版規劃項目。申請專利11項，授權專利15項，提交國際標準提案3篇。成果被多位國家工程院院士和IEEE Fellow正面評價，獲中國電子學會優秀博士學位論文獎和IEEE ICOCN2017青年科學家獎，參與獲得中國電子學會技術發明獎一等獎和中國通信學會科技進步獎一等獎，併入選中國科協青年人才托舉工程、博士後創新人才支持計畫及北京市優秀人才培養資助。