无线光通信网的协作传输机制研究

Wireless optical point-to-point transmission system in tradition will not satisfy the urgent demand for the traffic exchange among massive wireless optical communication devices in future. The trend of wireless optical communication networking is springing up. However, the impact of atmospheric turbulence on the transmission quality of wireless optical signal remains to be a challenging issue for the networked transmission of wireless optical communication. The success of cooperative transmission in wireless radio network inspires wireless optical communication network in breaking the technological bottleneck. Particularly, the directed transmission of wireless optical signal in line-of-sight provides a natural opportunity to extend the cooperative transmission technology into wireless optical communication system. Wireless optical cooperative communication network has been acknowledged as one of the most promising candidates for the wireless optical communication network architecture. In this proposal, we will study the cooperative transmission mechanisms in wireless optical communication network. The major works include, (1) design of the wireless optical communication network model with multiple relays and multiple cooperative transmission modes; (2) research on the signal transmission mechanisms in wireless optical OFDM cooperative communication system, (3) research on the wireless optical relay selection and link scheduling mechanisms for enlarging capacity, and (4) research on the end-to-end transmission utility aware wireless optical cooperative routing mechanisms. The research outcomes from this proposal will provide the abundant theoretical and technological references in the development of wireless optical communication network.

传统的无线光点对点传输系统将无法满足未来大量无线光通信设备之间业务交换的迫切需求，无线光通信的网络化发展趋势已初见端倪。然而，光信号传输质量受空间环境的影响仍然是限制无线光通信网络化传输的主要挑战。协作传输在无线射频网络中的成功应用启发了无线光通信网突破技术瓶颈的解决思路，尤其无线光信号的定向视距传输为协作传输向无线光通信网的推广提供了天然的契合点。无线光协作通信网有望成为未来无线光通信极具前景的候选网络架构之一。本项目研究无线光通信网的协作传输机制，主要研究内容包括：(1)多中继多协作模式的无线光通信网络模型设计；(2)无线光OFDM协作通信系统的信号传输机制研究；(3)面向网络扩容的无线光中继选择与链路调度机制研究；(4)端到端传输效用感知的无线光协作路由机制研究。相关研究成果将为无线光通信网的发展提供丰富的理论和技术参考。

传统的无线光点对点传输系统将无法满足未来大量无线光通信设备之间业务交换的迫切需求，无线光通信的网络化发展趋势已见端倪。然而，光信号传输质量受空间环境的影响仍然是限制无线光通信网络化传输的主要挑战。协作传输在无线射频网络中的成功应用启发了无线光通信网突破技术瓶颈的解决思路，尤其无线光信号的定向视距传输为协作传输向无线光通信网的推广提供了天然的契合点。无线光协作通信网有望成为未来无线光通信极具前景的候选网络架构之一。本项目研究无线光网通信网的协作传输机制，围绕协作网络模型、信号传输机制、中继选择与链路调度、协作路由等关键问题，提出了基于气象数据集的无线光信道预测模型、混合无线光/电传输系统与智能链路切换机制、相干无线光的非对称星座传输理论、无线光协作通信的降冗余传输理论等创新成果，并设计和开发了人工智能驱动的无线光协作传输系统可演示平台。在本项目的支持下，项目组共发表学术论文35篇，其中IEEE、OSA旗下知名国际期刊论文21篇，OFC、ICC、ICTON等知名国际会议论文14篇。申请发明专利3项。在相关研究成果的支持下，项目负责人入选了重庆市英才计划青年拔尖人才，作为骨干成员入选了重庆市教委科技创新研究群体，作为项目/课题负责人获批国家级项目1项、省部级项目2项、其他项目1项。依托智能通信与网络完全研究院，组建了“空间无线激光通信研究室”，形成了一支20人的无线光通信研究团队。项目负责人及主要成员赴长春、北京、杭州、武汉、西安、桂林、上海等地参加学术会议等交流活动50人次。与澳大利亚墨尔本大学、英国帝国理工学院、荷兰埃因霍芬理工大学、北京邮电大学、上海交通大学、长春理工大学等国内外知名高校及中国电子科技集团第三十四研究所、国家电网辽宁电力有限公司等企业建立了合作关系。作为指导教师或合作指导教师培养硕士研究生20名（已毕业9名）、博士研究生4人（已毕业2名）。