未来宽带无线移动通信系统中基于时间反演的无线传输机制研究

In order to improve the capacity and transmission rate of future broadband wireless mobile communication system, this project will focus on the characteristics of time-space synchronization focusing and super-resolution focusing based on time reversal technology, from reducing and managing the system interference, against physical layer security threats, coping with the transmission with non-ideal channel state information (CSI), and establishing the scheme of adaptive radio resource management to study how to achieve a reliable, safe and efficient transmission mechanism. The research will fully tap the advantages of time reversal technology in the physical layer transmission, improve the relevant basis theory in the field of interference model establishment, re-mission and detection security stage, the transmission mechanism with non-ideal CSI, form a key technological breakthrough, provide a new way in order to improve the capacity of future broadband wireless mobile communication system and achieve low complexity, green communication, and future promote the development and application of wireless mobile communication systems.

本项目将以提高未来宽带无线移动通信系统的容量和传输速率为出发点，针对时间反演技术的时-空同步聚焦、超分辨率聚焦等特性，从降低和管理系统干扰、对抗物理层安全威胁、应对非理想信道传输、以及建立跨层自适应的无线资源管理方案四个方面研究如何实现可靠、安全、高效的传输机制。充分挖掘时间反演技术在物理层传输方面的优势，在干扰模型建立、再发射和探测阶段安全、非理想信道传输机制等研究领域完善相关理论基础，形成关键技术突破，为提高未来宽带无线移动通信系统容量，实现低复杂度、低成本的绿色通信提供一种新思路，从而推动无线移动通信系统的发展与应用。

时间反演电磁波传播具有时-空同步聚焦、超分辨率聚焦等特性，基于这些特性构建的新型电磁波应用技术将为无线信息通信带来突破性的进步。因此，基于时间反演电磁波的宽带无线通信具有广阔的发展前景，受到了学术界广泛关注。本项目研究充分挖掘时间反演技术在物理层传输方面的优势，在研究所涉及的领域中完善相关理论基础，形成关键技术突破，为实现安全可靠、低复杂度、低成本的绿色通信提供新思路，从而推动无线移动通信系统的发展与应用。主要研究内容包括：.(1) 基于时间反演的干扰控制与管理方案：在分析时间反转信道时-空聚焦特征的基础上，并结合新型传输机制，实现了无线通信系统的干扰的抑制和消除。.(2) 不同场景下时间反演通信系统的物理层安全方案：充分利用时间反演聚焦区域内外信号的分布特征并考虑系统资源受限，实现不同场景下物理层安全性能的提升。.(3) 针对时间反演空-时聚焦特性的无线传输技术：利用时间反演的电波传播特征，与物理层传输技术结合，以提升系统在容量、抗衰落、误码率等方面的性能。.(4) 时间反演条件下的无线资源管理机制：以频谱、能量、功率作为无线资源，研究无线资源管理机制，从而提升系统的频谱效率、能效、吞吐量以及用户的公平性等性能参数。.本项目的研究成果能够有助于解决系统内和系统间的干扰问题，提升系统传输效率；实现物理层安全机制，确保物理层安全传输；实现的低复杂度、低成本的绿色通信，从而为未来新一代无线通信的发展和应用提供新的方法和技术支撑，具有较好的应用前景。.发表学术论文32篇，其中SCIE期刊论文3篇，EI期刊论文14篇；申请国家发明专利20项，其中授权4项；培养博士研究生2名、硕士研究生22名。