面向异质业务的功分多址接入技术研究

With the rapid development of multimedia and IoT (Internet of things) applications, mobile cellular networks are required to bear more service types (inhomogeneity) and support a higher service rate (high speed). However, the current network technologies have not been capable of handling the rigid demand for the mobile communication development. To cope with such issues, on one hand, we research the sensing method in cognitive radio to obtain the statistical information of the inhomogeneous traffic, which is valuable to radio resource management. On the other hand, for achieving higher speed, the power division multiplexing and power division multiple access are studied to utilize the degraded channel gain which has not been involved in TDMA (time division multiple access), FDMA (frequency division multiple access), and CDMA (code division multiple access). Based on such this, this project focuses on developing a new power division multiple access technology that could jointly utilize both the statistical information of inhomogeneous traffic and the degraded channel gain. Therefore, not only our research could help to realize intelligent match between the traffic QoS (quality of service) and the transmission scheme, but also gains evident better capability of serving the “inhomogeneous, high speed” traffic. Briefly, this project is positive to promote the development and standardization of the mobile communication network in China.

随着多媒体与物联网等新型业务的不断涌现，未来移动蜂窝网络需要承载更丰富的业务种类(异质)并支持更高的传输速率(高速)。然而，目前的网络技术尚无法完全满足上述需求，迫切需要研究新的技术，能够从新的维度中挖掘更多潜在的增益与先验信息。因此，本课题通过研究认知无线电中的感知技术，获取业务域上的统计先验信息，保障传输技术与业务需求相匹配，提高异质业务的服务效率；另一方面，通过研究功率域上的复用与多址技术，获取尚未被利用的退化信道增益，提高高速业务的传输能力。在此基础上，重点研究能够联合利用业务异质性和退化信道增益的新型功分多址技术，实现业务与传输的跨层智能化，大幅提高网络对于“异质、高速”业务的服务能力。本课题的研究成果将有助于推动国家未来移动通信网络技术与标准化的发展。

随着多媒体与物联网等新型业务的不断涌现，未来移动蜂窝网络需要承载更丰富的业务种类(异质)并支持更高的传输速率(高速)。通过为期四年认真、大胆、创新的研究，本项目按照研究计划进展顺利、获得了多项被业界认可的学术成果、推动了本学课本领域研究的发展。主要研究内容与重要结果总结如下：..一、本项目通过研究认知无线电中的智能感知技术，获取业务域上的统计先验信息，保障传输技术与业务需求相匹配，提高异质业务的服务效率。本项目提出的基于深度强化学习的学习方法，能够高效学习业务的统计特征和进行准确的统计趋势预测，相关成果获得了IEEE ICICN国际大会的最佳论文奖；..二、通过研究功率域上的复用与多址技术，获取尚未被利用的退化信道增益，提高高速业务的传输能力。本项目首次提出了在功分多址和功分复用系统中的星座点联合映射与解调方法，能够有效降低叠加码多级调制中的误差累积效应。并推导出了相应误比特率和误码率的闭式分析方法，为功率分配、速率控制、业务调度提供了基础支撑。相关研究成果被国内外同行专家普遍认可，发表在了本领域知名期刊IEEE TVT上并在IEEE ICICN国际大会宣讲时获得最佳演讲人（Excellent Oral Presentation）的学术荣誉；..三、重点研究了能够联合利用业务异质性和退化信道增益的新型功分多址技术，实现业务与传输的跨层智能化，大幅提高网络对于“异质、高速”业务的服务能力。本项目研究出的多天线功分复用技术，首次解决了多天线系统中如何高效进行功分复用服务多媒体业务的问题。部分相关研究成果发表在了本领域知名期刊IEEE TWC上，还有部分相关研究成果已做为硕士研究生论文进行发表且相关论文正在IEEE知名期刊审稿过程中。..在本项目经费的资助下，项目共有55项科研成果，其中：已发表期刊论文13篇、会议论文16篇；已申请和获得发明专利14项；已培养毕业硕士研究生10位；实现技术转移1项。在本项目的资助下，项目组成员申请获得了陕西省重点产业链项目。本项目的研究成果将有助于推动国家未来移动通信网络技术与标准化的发展。