[01845479]无线宽带网络能效机理研究

无线宽带网络带来高速上网便利的同时也导致无线网络能耗的快速上升,中国三大电信营运商能耗支出已超过总成本60%以上,降低无线宽带网络能耗是实现我国信息化社会发展必须解决的问题。2010年以来IEEE通信学会发表的论文中近1/3涉及能效研究,然而受制于网络拓扑、无线传输和业务等因素与无线网络能效之间的多维非线性耦合复杂问题,如何建立无线宽带网络能效优化理论方法,跨越无线网络信息与能量在空间、时间、频率域之间的鸿沟,揭示无线数据与用户行为、内容之间传输机理,是长期困扰学术界极具挑战的科学难题。 在国家自然科学基金等重大项目支持下,项目组从无线网络信息与能量微观作用机制和宏观分布规律入手,揭示了网络能效与无线网络拓扑、传输和业务流间耦合机理,建立了以去中心化聚类融合为核心的无线网络能效优化通用模型,主要发现点如下： 1、能效耦合：发现了无线网络信息与能量在空间、时间和频率域的多维多尺度分布本质规律,阐明了网络能效优化受无线网络拓扑、业务流、信道约束的交互耦合机理,基于泛函级数理论解决了网络能效多维非线性解耦优化问题,实现了宽带无线通信能效从局部信道优化到全局信息与能量协调的跨越,为提升无线宽带网络能效奠定理论基础。美国科学院/加拿大工程院双院士A.Boukerche教授认为揭示了无线宽带网络空间、频谱和能效内在关系,代表性论文荣获IET学会2017年度最佳论文奖。 2、传输聚类：阐明了无线大数据与用户移动性、请求内容特征之间聚类融合机理,解决了移动大数据聚类共享最大化中非线性规划NP难题,实现了移动大数据传输由中心化分类向去中心化聚类的突破,为移动大数据高能效传输提供了重要理论依据。移动缓存技术被美国工程院/以色列科学院双院院士S. Shamai教授认为是提高网络传输效率降低时延的代表性工作,代表性论文荣获2017年度IEEE通信学会弗莱德 W.艾勒思科最佳论文奖（该奖颁发给IEEE通信学会旗下所有Magazine期刊前三年中最佳原创性研究论文,该奖项自设立24年以来首次颁给国内学者）。 3、业务降维：阐明了多维信道空间与多尺度业务质量之间能量映射机理,解决了传统拉格朗日分解方法难以实现多媒体等效容量中功率弱约束对偶分解降维的难题,构建了无线业务服务质量保障下的多尺度信道功率映射通用模型,为高能效多媒体宽带无线通信设计开辟了新途径。欧洲科学院院士Kin K. Leung教授指出我们的研究工作针对未来无线多媒体网络高能效和高速率方面提出了一种新途径。 依托上述成果构建了无线宽带网络能效核心理论体系及方法,技术成果已被北方烽火通信公司应用到宽带无线接入和网络产品中。10篇代表作中8篇是ESI高被引论文,其中3篇入选ESI热点论文,SCI他引921次,单篇最高SCI他引217次。第一完成人是国家绿色通信与网络国际联合研究中心主任,第二/四完成人为国家青年千人。