干扰受限的协作无线网络中联合资源调度的分布式优化理论研究

在干扰受限的分布式无线网络中运用协作通信技术并进行联合资源调度是提高网络资源效率（如频效、能效）的重要手段，同时也是研究难点之一。本项目以近似分析和分布式优化为基本方法，研究基于协作通信的分布式无线网络中的干扰建模、联合资源调度的分布式优化理论，并进行分布式代价分析。本项目力图回答"在分布式无线网络中如何通过分布式优化算法实现或接近全局最优的资源调度"这一科学问题。项目研究成果将为构建节能高效的绿色无线通信网络提供理论和技术支撑，符合当前建设低碳、可持续发展社会的需求。与目前联合资源调度研究中常见的启发式算法相比，本项目研究分布式、协作网络中联合资源调度的分布式优化算法，研究目标比较新颖且有一定难度；本项目针对协作通信网络中的干扰建模理论提出了新的思考，针对联合资源调度问题的复杂性引入了近似分析、比传统博弈论适用范围更广泛的VI理论等新颖的数学工具，因此本项目还具有较高的理论和方法创新性。

本项目针对干扰受限的分布式无线网络，运用协作通信技术并进行联合资源调度以提高网络资源效率（如频效、能效）。通过研究基于协作通信的分布式无线网络中的干扰建模、联合资源调度的分布式优化理论，并进行分布式代价分析，旨在回答“在分布式无线网络中如何通过分布式优化算法实现或接近全局最优的资源调度”这一科学问题，进而为构建节能高效的绿色无线通信网络提供理论和技术支撑以满足当前建设低碳、可持续发展社会的需求。. 围绕这一总体目标，本项目已经取得了以下5个方面研究成果：i) 协作无线多媒体通信网络中的联合码率控制和中继选择策略，旨在利用物理层的协作通信技术在应用层上实现对多媒体通信网络传输能力的增强，研究结果将有助于在保证端到端多媒体服务质量的前提下通过协作通信降低每个节点的平均功率消耗进而延长整个网络的寿命；ii）干扰受限无线网络中的分布式排队博弈理论研究,沿着两条不同但互补的研究途径（以用户为中心的非合作优化和以网络为中心的合作优化）研究干扰受限无线自组织网络中的分布式排队博弈问题；iii）时频干扰非确定水声通信网络中的随机接入机制研究，旨在解决在水声无线通信组网协议设计方面如何应对干扰在时间域及空间域具有双重不确定性这一难题；iv）认知无线电网络中基于协作博弈论的公平、高效频谱共享机制，主要研究认知无线电系统中主用户网络和次用户网络的公平共存机制以及相应的无线资源管理策略；所提出的竞合策略能够在满足主用户系统服务质量要求的前提下使得次用户系统获得更多的无线资源；v）基于云计算的高能效多媒体传输网络架构设计，旨在将云计算技术和无线网络技术进行融合，设计高能效高容量的多媒体传输网络。. 基于上述研究成果本项目已完成10篇学术论文，其中6篇已经发表在国际知名期刊和国际学术会议上，包括IEEE/ACM Transactions on Networking, IEEE Computer, IJCS, IEEE ICC等， 4篇分别投稿至IEEE/ACM Transactions on Networking(2篇，均已过一审，其中1篇小修)， IEEE Transactions on Cloud Computing（已过一审） 和 ACM MobiHoc 2015；产生可申请专利研究成果2项；联合组织国际学术会议2次，应邀担任国际学术会议委员会委员若干。