面向绿色无线通信的高能效无线传输技术研究

This project focuses on study of the green wireless communications and explores the theoretical meaning of green communications from the perspective of transmission technologies. In order to reduce the energy consumption of wireless communication systems for the pressing energy crisis of the world, this project firstly focuses on the energy efficiency evaluation of green wireless transmissions and studies a new multi-dimensional energy efficiency criteria based on overall balancing spectrum efficiency, energy efficiency and quality of communication, as the theoretical guidance to design the optimal green wireless communication technologies. Under the new multi-dimensional energy efficiency criteria, the project will deeply study MIMO transmission technologies and provide energy-efficient transmission schemes in the more complex environment of multiuser MIMO scenarios, including power control, beamformong, pre-coding, etc. For OFDMA networks, the joint optimal resource configuration methods will be studied to improve energy efficiency and spectral efficiency. Furthermore, this project will analyze and design the cross-layer optimization schemes to meet the goal of entire system energy efficiency to reduce the energy of the usable bits. In conclusion, this project will contribute not only to the theoretical exploration of future green wireless communications but also to the development of the next generation wireless communication systems.

本项目着眼于绿色无线通信研究，从传输技术角度探索绿色通信的内涵。针对目前全世界紧迫的能源危机，为进一步降低无线通信系统的能耗，首先着眼于绿色通信传输的高能效评估准则研究，综合考虑现有无线通信系统对于容量、频谱效率、服务质量等多个方面的诉求以及绿色无线通信对于能效的诉求，从系统层面研究多维度的能效评价准则，为绿色无线通信传输技术的优化提供理论指导。基于新的能效评估准则基础上，进一步围绕高效能MIMO传输方案设计、OFDMA系统高能效自适应技术、高能效跨层联合优化设计方案等方面展开深入的研究，力求为无线通信系统提供更加绿色的解决方案。本项目的研究将为绿色无线通信目标的实现进行积极的理论探索，并为未来无线通信系统的发展进行积极的探索并储备理论技术源动力，也将为国家绿色节能减排的目标做出社会贡献。

本项目面向未来5G通信系统，着眼于研究无线通信系统高能效的传输方案。针对无线通信系统多项性能评价指标，研究频谱效率与能效的联合评价准则；基于评价准则研究OFDMA多用户系统的最优资源分配方案，同时考虑跨层联合优化，在保证QoS和用户公平性条件下研究最优传输策略；考虑MIMO系统，研究系统中断性能评价准则，分析MIMO-OFDMA系统中断性能并研究低复杂度的系统中继配置方案。此外，面向未来5G系统的庞大移动数据量和终端连接数的应用需求，本项目研究海量用户接入问题，并基于NOMA技术研究多用户接入方案及最优资源分配问题。本项目有效执行了研究计划，完成了研究目标，研究成果面向无线通信实际系统应用场景，满足多评价指标的折中，得到联合优化传输方案，并保证系统实现复杂度，对降低无线系统能耗和资源有效利用方面提供理论和应用价值。面向未来5G系统大规模海量终端接入的应用场景，研究成果不仅提高用户终端成功接入数及接入效率，而且保证有限资源的优化利用，为5G系统关键技术探索研究提供理论与应用价值，也将为国家在5G标准化演进工作方面做出贡献。