新型密集异构无线网络中的多维资源联合优化技术研究

To satisfy the explosively increasing demand for mobile broadband communications, densification, heterogeneity, and wide application of advanced communication technologies will become the main features of the next-generation wireless networks. However, the network structure and interference environment are becoming extremely complicated, thus interference problem getting more severe. Meanwhile, the next-generation wireless networks will start with a paradigm shift from cell-centric toward user-centric design. Therefore, joint optimization of multidimensional resources in the dense heterogeneous wireless networks under the new user-centric framework plays a vital role in effectively managing interference and fully exploiting the potential benefits of the advanced communications technologies, so as to integrate the diverse access services of the next-generation wireless networks. To this end, this project investigates user-centric interference management in dense heterogeneous wireless networks to improve users’ communication experience and system performance. Particularly, this project focuses on the following key issues: 1) traffic and interference aware offloading in heterogeneous wireless networks, 2) user-centric and dynamic cooperation area based interference coordination, and 3) hybrid-duplex based and QoS-aware interference coordination in multihop wireless networks. The research results and deliverables of this project can provide valuable theoretical foundation and effective technique of multidimensional resource optimization based interference coordination for the practical deployment and application of the next-generation wireless communication networks.

为满足爆炸式增长的通信需求，密集部署、异构接入、广泛应用先进通信技术将成为下一代无线网络的主要特征。然而，网络结构与干扰环境也随之变得异常复杂，干扰问题更加严峻。同时，从以小区为中心向以用户为中心转变已成为下一代无线网络的一个重要发展趋势。围绕以用户为中心的通信架构，联合优化密集异构无线网络中的多维系统资源，从而有效管理各类干扰，充分发挥各种先进通信技术潜在优势，将多样化的接入服务融合成为一个协作的综合体，对于下一代无线网络的发展具有重要作用。为此，本项目以改善用户体验、提升系统性能为目标，着重研究：1)业务特征与干扰感知的异构无线网络流量卸载技术；2)基于以用户为中心的动态协作区域的干扰协调技术；3)基于混合双工与QoS感知的多跳无线网络干扰协调技术。本项目在基础模型与核心算法方面的研究成果将为下一代无线网络的实际部署与应用推广提供有效的基于多维资源联合优化的干扰协调理论模型与方法。

在本项目的研究中，针对新型密集异构无线网络中的多维资源联合优化问题，我们主要从密集小蜂窝网络中的干扰协调与多维资源优化技术、全双工无线网络中的干扰协调与多维资源优化技术、异构无线网络中的接入控制与资源优化技术、D2D通信系统中的资源共享与干扰协调技术等四个研究方向开展了具体的研究工作，提出了一系列相关理论模型与核心算法。本项目较全面地按计划完成了相关研究内容，并达到了各项指标要求。在国际期刊和国际会议上共发表学术论文11篇（含1篇已录用），其中SCI检索论文3篇，EI检索论文8篇；申请国家技术发明专利8项；培养博士生2名，硕士生5名。通过本项目的研究，我们对新型密集异构无线网络中的多维资源联合优化技术进行了深入的研究与分析，为后续研究工作打下了基础。本项目在基础模型与核心算法方面的研究成果可为下一代无线通信网络提供有效的基于多维资源联合优化的干扰协调理论模型与方法。