提名国家自然科学奖项目公示项目名称移动终端协作通信基础理论.PDF

提名国家自然科学奖项目公示 项目名称 移动终端协作通信基础理论研究 提名单位 教育部 提名单位意见： 随着移动互联网和智能手机技术的飞速发展，数据需求不断提升，未来蜂窝移动 通信网络将面临容量瓶颈的重大挑战。传统上提升网络容量主要基于以固定基础设施 为 “通信核心”的方法，但是由于固定接入站点设置位置以及自身服务能力的有限 性，不可能无限制部署固定接入点，从而导致网络容量趋近饱和。 该项目在国家自然基金杰青和科技部青年 973 项目的持续支持下，揭示了通过终 端复用提升网络容量机理，首次提出了通过增加移动手机接入点的数量，引入新的 “通信自由度”，在传统蜂窝网络中加入使用 “授权频谱通信”的 “移动终端直通 层”，形成蜂窝网控制下的移动自组织网络，以终端复用方式增加接入信道的数量， 实现更多资源 “层叠”共享，逼近了蜂窝网络容量，揭示了动态拓扑非同步网络的无 线多跳传输机理，解决了全局最优的协作中继系统跨层资源管理难题。 该项目 8 篇代表性论文被 SCI 他引 700 余次，其中 5 篇代表性论文被美国 Web of Science 的基本科学指标 ESI 列为领域学科十年来全球前 1%的高被引论文（Highly Cited Papers），1 篇代表性论文获得 IEEE 通信协会顶级期刊 IEEE Journal on Selected Areas in Communications 伦纳德•亚伯拉罕奖。项目共发表 SCI 论文 50 篇， 获得 IEEE 通信协会旗舰会议 ICC 和 Globecom 会议最佳会议论文 3 次，ACM 旗舰会议 Mohihoc 最佳演示奖 1 次；相关工作申请专利 17 项，其中 8 项已获授权。5 项联合提 案（北京大学-大唐电信）被第四代移动通信国际标准规范采纳（3GPP LTE），为推 动我国第五代移动通信 TD-LTE 的发展提供了有利技术支撑。 我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，并按照要 求，相关栏目符合填写要求。我单位同意推荐该项目申报国家自然科学奖。 项目简介： 未来无线数据流量增长将超出网络负载能力，由于“固定基础设施数量以及接入 信道”的限制，传统通过密集部署提升网络容量的方案受到严峻挑战。因此，要从进 一步提高无线频谱资源利用的有效性，需要改进现有的无线通信体系框架，引入新的 “通信自由度”，这是一个挑战性的问题，解决该问题将为蜂窝网络发展提供重要科 学支撑。该项目在国家自然基金委优秀青年基金和青年 973 等项目的持续支持下，在 传统蜂窝网络中增加“移动终端直通协作层”，揭示了通过终端复用提升网络容量机 理，建立了协作信道模型，提出了高效传输和优化方案。主要科学发现如下： 1. 揭示了移动终端复用提升网络容量机理：发现了移动接入点数量和网络容量指 数递增的规律，首次提出了通过在蜂窝网络中引入终端通信自由度提升网络容量的方 法，建立终端直通局域网络架构和优化理论，逼近了蜂窝网络容量极限。 2. 建立了移动终端间协作通信信道模型：提出了基于动态散射体密度的终端间直 通几何统计信道建模方法，首次给出了区域散射体密度的概念，建立了一套完整的终 端间协作信道模型，已被广泛作为无线终端间协作通信技术理论研究的统一信道平 台。 3. 提出了移动终端网络安全传输和优化方法：阐明了动态拓扑结构的多跳终端协 作系统中路径选择对网络性能的影响，剖析了移动中继信道安全容量，提出了自适应 无线网络安全编码，大幅度提升无线中继系统的鲁棒性。 8 篇代表性论文被 SCI 论文他引 700 余次，其中 5 篇入选 ESI 高被引用论文, 1 篇 获 IEEE ComSoc 的伦纳德•亚伯拉罕奖（Leonard G. Abraham Prize，IEEE JSAC 最佳 论文奖）。共发表SCI 论文 50 余篇，相关工作获得专利 8 项，5 项联合提案被第四 代移动通信国际标准规范采纳（3GPP LTE）。 第一完成人是杰青以及首届青年 973 项目负责人，第二完成人是获得国家自然基 金委优秀青年基金和 IEEE 亚太地区杰出科学家奖。第一完成人在国际重要会议做 Tutorial 报告 10 次。项目主要成果获得 2017 年度教育部自然科学一等奖。 客观评价： 该项目围绕移动终端间协作通信的基础理论开展了系统研究，提交的 8 篇累计被 他人引用 700 余次，其中 5 篇论文入选 Thompson ESI 相关领