光与无线融合接入网资源协同优化理论与实现机理研究

With the development of wireless access networks which are characterized by “optical-driven”, “cloud-enabled” and “software-defined”, multi-resource co-existing exacerbates the difficulty of implementation of resource management and allocation. The inefficiency of network resource utilization is becoming a crucial problem in a multi-dimension and heterogeneous network environment, which forces the transition of resource allocation from “single resource allocation” to “multiple resources collaborative allocation”. This project focuses on the diversity and heterogeneity in an optical and wireless converged access network, and researches on the resources collaborative optimization theories and implementation mechanisms. We propose two kinds of resource convergence modes to realize resources collaboration, namely “vertical convergence” and “horizontal convergence”. By exploiting Software-Defined Networking (SDN) technology, the two resource convergences can be implemented in a unified control manner. In this project, we mainly deal with three key problems which are the complexity of network resource versus high adaptation, the heterogeneity of service resource versus comprehensive planning and the closed resource information versus unified control. The goal of this project is to make a breakthrough and innovation on resources collaborative optimization theories, control plane implementation mechanisms and networking applications. It also aims to provide a theory foundation and technical support for optical and wireless converged access networks.

在以“光驱动”、“云使能”和“软定义”为特征的无线接入网发展趋势下，多种资源形式的共存加剧了资源管理与调配的实现难度，突显出多维异构网络环境下资源利用低效的问题，迫切需要资源调度模式由单一化向协同化方向发展。本项目针对光与无线融合接入网资源的多样性和异构性问题，探索资源协同优化理论与实现机理，首次提出以“垂直融合”与“水平融合”两种融合方式来体现资源协同的创新思想，并借助软件定义网络技术实现两种融合方式下多维异构资源的统一控制。重点攻克网络资源复杂性与高效适配、服务资源异构性与统筹规划、资源信息封闭性与统一控制的关键问题。在资源协同优化理论模型、控制平面实现机理与网络应用上取得创新与突破，为光与无线融合接入网的发展与应用提供重要的理论依据和技术支撑。

随着移动数字洪潮的出现，以及低功耗信息接入的国家需求，移动网络发展面临着容量提升、泛在接入、绿色低耗等诸多挑战，迫切需要无线接入网络结构发生根本性的改变。本项目针对光与无线融合接入网资源的多样性和异构性问题，探索资源协同优化理论与实现机理，提出以“垂直融合”与“水平融合”两种融合方式来体现资源协同的创新思想，并借助软件定义网络技术实现两种融合方式下多维异构资源的统一控制。重点攻克网络资源复杂性与高效适配、服务资源异构性与统筹规划、资源信息封闭性与统一控制的关键问题。具体研究工作如下：（1）在资源“垂直融合”方式下，研究微波与光波资源的虚拟化抽象建模及映射机制，开展了增强性无线多点传输优化与灵活可重构光前传理论建模的研究工作；（2）在资源“水平融合”方式下，研究基带处理资源（BBU）与网络传输资源的联合调度策略，开展了面向BBU高效聚合的资源与能耗优化模型、基于功能分割的基带功能部署与能耗优化等研究工作；（3）以软件定义网络技术作为支撑，研究“垂直”、“水平”两种融合方式下异构资源的统一控制机制，开展了无线多点传输优化、灵活可重构光前传组网、以及BBU聚合等关键技术的实验验证工作；（4）在光与无线融合下的时延调控与边缘计算协同方面，开展了基于无线业务感知的时延优化，以及网络/计算/存储联合部署的研究工作。针对上述研究工作形成了系列研究成果，共发表学术论文16篇，申请发明专利5项。其中SCI论文6篇（第一标注5篇），光通信国际顶级会议论文OFC/ECOC 5篇，其他EI会议5篇。协助培养研究生6名，其中博士生2人，硕士生4人，都已取得博/硕士学位。项目投入经费20万元，支出16.1968万元，各项支出基本与预算相符。