结合智能电网技术的协同通信资源优化配置研究

基本信息
批准号:61671154
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:王昕
学科分类:
依托单位:复旦大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周小林,许崇斌,陈小静,胡淑彦,崔建明,马天辉,张荣升
关键词:
可再生能源智能电网技术资源优化配置绿色协同通信
结项摘要

Green coordinated transmissions play an important role in development of the next-generation energy- and spectrum-efficient cellular heterogeneous networks (HetNets). On the other hand, by fast evolution of the current power network infrastructure, it is expected that all future communication systems will be powered by a smart grid with high penetration of renewable energy sources (RES). Integration of smart-grid technologies and RES into system designs then holds the key to fully exploiting the potential of coordinated communications in future HetNets. This project is centered on analytical and algorithmic foundations for smart-grid powered coordinated communications. The vision is to establish a new paradigm to develop low-complexity online (real-time) control schemes for efficient utilization of the RES and wireless communication resources. Based on the stochastic optimization approach, the project aims to put forth a unified framework for modeling, analyzing, and designing efficient online resource management schemes in smart-grid powered coordinated communication systems. By cross-fertilizing the state-of-the-art optimization tools in relevant fields, the project will also build on the basic framework to explore the design and analysis of two-timescale, robust, distributed resource allocation schemes, as well as joint optimization with the dynamic clustering of base stations and unit commitment operations of smart grid. The proposed algorithms and schemes are expected to significantly improve the energy efficiency of the coordinated communication systems in practical stochastic and dynamic network environments. As a whole, the proposed works will impact basic theory in understanding and optimizing the next-generation “green” and “smart” power and communication networks, and benefit directly applications to emerging cellular HetNet architecture and system designs, as well as effective integration of wireless communication systems and smart grids.

绿色协同通信是实现能效与资源优化的下一代蜂窝异构网的重要手段。而随着传统电网的升级,未来通信系统将由大幅采纳可再生能源的智能电网供电。新兴智能电网功能的引入和可再生能源的采用,为更大限度地提升协同通信系统性能提供了可能。面向学科发展前沿,本项目致力提出结合智能电网技术的绿色协同通信设计新范式。针对智能电网驱动的协同通信系统的复杂、随机特性,拟运用随机优化方法设计在线控制算法,实现可再生能源和无线通信资源的高效、低复杂度调度;然后,在此基础上交叉融合相关系统优化领域的新理论工具,进一步探索多控制时间尺度、鲁棒、分布式在线资源调度算法的设计和分析,及与基站动态聚簇、电网发电机组组合的联合优化。所获得的算法机制期望在实际随机、动态环境大幅提高协同通信系统的能量效率。本项目工作将为绿色通信基础理论研究开辟新方向,并为新一代无线蜂窝通信网建设以及无线通信系统和智能电网的有效融合提供新技术和指导方案。

项目摘要

本项目提出了结合智能电网功能对混合(电网和可再生)电源供电的下一代通信系统进行可再生能源和无线资源联合调度的新思想,面向下一代无线通信系统设计开展了创新理论研究,以解决移动通信系统能量效率和频谱效率综合提升的关键性难题。系列创新性工作围绕可再生能源的采集与利用,将高能谱效率传输从单纯“节流”拓展为“开源”和“节流”的结合设计,在保证通信性能的同时,综合提升系统整体的能量和频谱效率;并建立了相应的软件模拟仿真平台,通过数值结果验证理论方法和关键技术的正确性和有效性。基于理论研究成果,在无线通信领域重要的IEEE期刊发表论文20篇,发表国际会议11篇;申请6项中国发明专利(3项已被授权)、1项美国发明专利。获得2019年上海市自然科学二等奖、2018年中国通信学会科学技术(自然科学类)三等奖、2020年IEEE马可尼论文奖提名、2017年WCSP国际会议最佳论文奖。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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