移动前传光网络资源协同模型与时延调控机制

With the development of high-bandwidth mobile service accessing, large-scale antenna arrays networking, and ultra-dense cellular cooperating, bandwidth and latency have always been the fundamental problems for the optical mobile fronthaul network. The needs of flexible bandwidth allocation and efficient latency control mechanisms are promising technologies to meet the requirement of the coming mobile fronthaul network with functional split. This project is based on the resource allocation and latency control as the two breakthrough points which actualizes the flexible adaptation of optical and wireless resources by utilizing a reconfigurable optical network. This project focuses on the following four research points: (1) the interface mapping model for the optical network with functional split. (2) The spectrum allocation strategy based on the sensing of user mobility. (3) The joint model of optical and wireless latency for the functional split. (4) The regulation mechanism of optical mobile fronthaul network for the low-latency connection. Through the above innovative research work, breakthroughs are expected to achieve in the aspects of the optical mobile fronthaul network with the variable bandwidth and controllable latency. Valuable research results and theoretical and technical guidance ought to be provided for the further research and development of the future mobile fronthaul theory and the convergence mechanism for optical and wireless networks.

随着高带宽移动业务接入，大规模天线阵列组网、超密集蜂窝复用与协同等技术发展趋势下，带宽和时延一直是困扰移动前传光网络的基础性问题。面向基带功能分割的新型移动前传迫切需要光网络能够提供更灵活的带宽分配机制和更高效时延调控方法。本项目以资源分配和时延调控为两个创新切入点，利用前传光网络的可重构特性实现光与无线资源的灵活适配。本项目将重点研究：（1）面向基带功能分割的光网络接口映射模型；（2）基于用户移动与流量感知的光谱分配策略；（3）基带功能分割下的光与无线时延联合建模；（4）面向低时延连接的前传光网络资源调控机制。通过以上创新性研究工作，拟在带宽可变时延可控的移动前传光网络方面实现突破，预期成果可为未来移动前传光理论和光与无线网络融合机制的进一步研究与发展提供有价值的研究结果和理论技术指导。

随着高带宽、低时延等差异化需求的移动业务接入激增，光与无线异构资源的协同共存加剧了资源联动调配的复杂程度，迫切需要移动前传光网络结构发生根本性变革。面向基带功能分割的前传光网络中存在的关键性问题可归结为多元化业务形态下带宽的灵活分配与传输时延的动态可控两点。针对功能分割的光与无线融合接入网资源特点，本项目创新性地提出面向多元化移动业务的网络带宽灵活调配理论，以及光与无线协同的前传时延自适应调控机制，借助软件定义可编程控制技术的灵活性、智能化和集中式优势，突破光与无线资源联合调度过程中的物理性约束壁垒，实现多元网络资源的协同控制，进而从整体上提升前传网络的灵活性与资源利用率。具体研究工作和主要创新成果如下：（1）在业务接口映射方面，研究并提出面向基带功能分割的光网络接口映射模型；（2）在业务处理决策方面，研究并提出基于用户移动与流量感知的光谱分配策略；（3）在业务端到端连接建立方面，研究并提出基带功能分割下的光与无线时延联合建模方法；（4）在业务带宽与时延联合优化方面，研究并提出面向低时延连接的光通信网络资源调控机制。通过以上创新性研究工作，在带宽可变时延可控的移动前传光网络方面形成系列研究成果，可为未来移动前传光网络理论和光与无线网络融合机制的进一步研究与发展提供有价值的研究结果和理论指导。通过上述研究工作，本项目共发表学术论文27篇（其中SCI论文15篇，本领域重要国际学术会议EI论文12篇），申请国家发明专利5项（其中3项已授权）。培养研究生13名，其中博士生5人，硕士生8人，已取得博士学位3人，硕士学位5人。