摘要：5G的大规模部署伴随着网络能耗呈指数级增长,与此同时,国家提出了"碳达峰"与"碳中和"的"双碳"目标,因此移动网络的节能减排已刻不容缓.然而,一方面随着人工智能等技术的发展,未来6G网络中计算类业务预期将迎来大幅增长;另一方面,实现绿色低碳需要提升可再生能源的利用率,但绿色新能源供能不稳难以保证服务质量.为应对以上挑战,本文提出一种能量与信息服务深度融合的低碳网络架构,通过构建一个协调异质资源的智能控制面,充分利用并调度移动网络中泛在的算力、通信和储能,在保证6G个性化业务服务质量要求的同时,以期大幅降低网络能耗与碳排放.本文同时还讨论了该架构下的调度机制设计以及可能的未来研究方向.

摘要：为有效利用无线多跳网络中的多用户(链路)分集以提高系统吞吐量,提出了一种考虑链路间冲突关系的链路调度最优化分析模型,并设计了一套分布式机会传输算法。该最优化模型以链路间冲突关系为约束条件,以系统效用函数作为最大化目标,通过求解该模型获得了最优的中心式调度策略。基于对最优策略的图论分析,设计了适用于无线多跳网络的可实现的分布式机会链路调度算法。仿真实验证明,该算法能有效利用无线信道的独立衰落特性,在保证链路间公平性的同时,较已有算法获得30%以上的系统容量增益。

摘要：调度的目标是尽可能降低语音分组时延,同时最大化数据业务的总吞吐量。采用串行调度的方法:先进行语音调度,再进行数据调度。通过一个可调参数Vmax体现语音和数据业务在资源分配上的折衷。算法设计时考虑了可变分组长度给调度带来的影响与约束,提出了一种载波补偿方案以保证在每个调度帧内传输尽可能多的分组,并利用了语音业务特性。仿真结果表明:与Ahmed和Gkkw算法相比,该算法降低了语音分组时延。

摘要：为了在无线网络中保证实时多媒体业务的服务质量(QoS),基于IPv6在无线局域网中设计并实现了差分QoS测试平台,实验测试各种支持QoS调度策略。测试平台核心部件为实现差分QoS调度的IPv6路由器。路由器由Linux操作系统来实现,采用可加载内核模块编程,使用Netfilter中钩子函数截获网络数据包,根据业务的不同优先级进行调度,合理分配网络资源,保证实时业务的服务质量。在此平台上,进行了多媒体业务差分QoS的演示和测试。实验表明,测试平台运行稳定,可以为QoS研究提供一个开放式开发测试环境。

摘要：近年提出的云无线接入网,通过集中化改善了小区为中心无线接入网在成本和灵活性方面的瓶颈.但是,云无线接入网需要通过前传网大范围汇聚带宽极高的前传采样,造成了过高的建设与运营成本.本文针对云无线接入网过度依赖前传通信资源的问题,依据控制与数据分离的思想设计了一种软件定义超蜂窝网络新型架构,并提出了在该架构下通过通信与计算协同的资源部署大幅降低前传汇聚带宽的具体方案.首先基于排队论给出了虚拟基站池中计算资源统计复用增益与池规模的定量关系,并依据统计复用增益边际效应迅速递减的性质得到了部署中等规模基站池更经济的指导方针.然后基于图聚类框架针对基带处理功能分割部署问题给出了一种遗传算法,该算法给出的分割方案可以根据设计偏好在前传带宽成本与计算代价间进行灵活折衷.

摘要：超蜂窝架构通过控制覆盖与业务覆盖的适度分离,使得业务基站休眠成为可能,实现按需调节业务覆盖,提升网络能效.但业务基站休眠会对业务延时带来潜在影响.为此,定量分析基站休眠机制对系统能效、业务延时的影响,并权衡二者给出最优休眠机制成为重要的研究课题.本文总结了笔者课题组针对此问题的一系列研究成果:针对业务基站休眠场景,借助休假排队模型给出了系统平均功率与业务延时的闭式表达式,并总结二者存在折中的条件;进一步在给定延时约束下给出能效最优的基站休眠策略,由此得到最优能效延时折中关系,同时分析了探测能耗对能效延时折中关系的影响.同时,在突发业务到达模型下,给出基站休眠机制设计,并将其与功率匹配机制相结合;基于部分可观测的Markov决策过程(partially observable Markov decision process,POMDP),给出突发业务到达下的最优基站休眠策略.

摘要：信道信息作为刻画无线信道状态的重要信息,在新一代基于大规模多天线技术的系统中扮演了极其重要的角色.而在超蜂窝架构中,业务基站需要动态休眠以提高系统的能效.当基站休眠时,传统的基于导频的信道信息获取方法无法使用.本文针对这一问题提出了基于机器学习的信道信息获取策略,通过活跃基站多维度的信道信息来推测休眠基站的信道信息.我们以用户选择业务基站为例,利用人工神经网络架构设计了一套具体的信道学习解决方案.与位置辅助信道估计方案不同,该方案采用控制基站侧的信道信息作为输入,避免了用户定位过程中存在的一些问题.通过基于随机地理散射物的信道模型,我们对该方案进行了仿真验证,发现其预测准确率优于K近邻等其他预测算法,性能接近于已知准确用户地理信息的位置辅助估计方案.

摘要：针对移动通信网络数据业务急速增长带来的频谱资源紧张和系统能耗增加的问题,超蜂窝网络架构通过控制覆盖和业务覆盖的适度分离,引入基站的动态休眠和资源调度,从而大幅度提高网络的频谱效率和能量效率.但如何在不破坏用户终端协议栈的前提下实现蜂窝网络控制覆盖和业务覆盖的分离,是需要解决的问题.本文分析了GSM系统和LTE系统的主要信令流程及协议架构,提出了相应的超蜂窝网络设计方案,核心思路都是通过逻辑信道的划分实现基站功能的分离,进而实现控制覆盖和业务覆盖的分离.借助软件无线电设备,搭建了超蜂窝网络实验平台,对上述分离方案进行了初步的验证.本文还结合云计算技术和软件定义网络技术,设计了软件定义超蜂窝架构,并搭建了相应的云化超蜂窝网络演示平台.

摘要：提出了一种面向未来移动通信的超蜂窝网络架构设计,其核心技术包括:超蜂窝无线组网技术、接入网虚拟小区技术和云平台支撑技术。超蜂窝无线组网技术的特点是空口控制与业务覆盖的分离,进而演进为对空口资源和流程的重构;接入网虚拟小区技术的特点是处理逻辑与空口覆盖的分离,进而演进为以用户为中心、结合SDN(Software-defined networking,软件定义网络)技术的接入网处理重构;云平台支撑技术的特点是接入网处理与计算资源的分离,进而演进为面向运营、平台化和虚拟化的计算重构。超蜂窝网络架构的设计与大规模天线阵、高频段大带宽通信的新兴物理层传输技术有很好的统一性,并且衍生出了一些新颖的跨层跨域的统一研究方法。