[01560134]无线通信系统中的跨层干扰抑制技术

无线通信技术的发展在我国乃至世界都具有重要意义。随着3G系统以及4G LTE系统进入商用阶段,国内外研究人员正在进一步探索下一代无线通信系统,比如LTE+系统,甚至5G系统。未来的无线通信系统将具有高容量、高移动性、泛在覆盖、绿色节能等一系列特征,面对这些需求,无线通信亟待在核心技术上取得突破。 无线信号的广播特性使得干扰成为无线通信的主要瓶颈之一。干扰抑制技术具有很高的研究价值,受到了学术界和工业界的广泛关注。在干扰很弱或者很强的情况下,可以把干扰简单当做噪声处理,而实际系统中最常见的中等大小的干扰往往造成系统性能恶化。传统的干扰抑制方法有2G和3G系统中的干扰避免（FDMA,TDMA）和干扰平均（CDMA）,但效率较低,可扩展性差。本项目针对干扰问题寻求新的突破来满足未来5G系统的需求。具体项目内容如下： 内容1：基于多天线的干扰抑制 通过多个天线或多个基站之间的合作协调,可以把干扰转化为有用信号,但往往带来计算复杂度大、信号开销增加、对传输时延敏感等问题。本项目发掘多天线合作的本质,研究了反馈量和传输时延对性能的影响,设计了低复杂度的具有较好鲁棒性和扩展性的方法。 内容2：基于跨层优化的干扰抑制 传统的分层结构协议适合传输环境不随时间变化的有线网络。在无线系统中,很有必要跨层考虑信道质量、数据包队列、负载分布等动态系统状态进行无线资源分配抑制干扰。本项目基于随机优化进行跨层设计,提出低复杂度方法从系统级角度有效抑制干扰,提供了干扰抑制的新思路。 内容3：干扰感知的无线网络架构 传统上一般把干扰抑制当作物理层技术,但从跨层设计的角度,上层协议（MAC,路由等）在干扰抑制上也发挥了重要作用。本项目设计干扰感知的协议栈及网络架构,对物理层受到的干扰进行“配置”,使得物理层的信号处理算法在更有利的环境下进行干扰抑制。 内容4：考虑实际约束的性能分析和实现 在理论研究和算法设计的基础上,进一步研究理论结果和具体实现之间的差距。本项目搭建了2个基站和4个移动台的多天线硬件平台。在不同场景下对理论结果进行性能验证,并研究了分布式频谱偏移补偿和信令延迟等实际约束的影响。 项目研究成果获得了学术界和工业界的广泛认可。通过该项目,刘坚能教授在IEEE Transactions上发表论文60余篇,申请国际专利30项,并被大量引用（google scholar引用超过3500次）。项目负责人因其在具有信道反馈的无线通信方面的卓越贡献被评为IEEE Fellow,并当选“长江学者”讲座教授及Croucher高级研究学者。曾获得3项IEEE最佳论文奖,提出的4篇标准文稿成为IEEE 802.22强制性标准（超过75%的投票）。相关专利为香港科技大学和香港应用科技研究院（ASTRI）分别提供了300万港币和1000万港币的专利授权收入。以项目成果为核心技术的创业公司（Altai Tech）目前已经发展到200个工程师的规模。2009年与华为公司合作成立华为—香港科技大学联合创新实验室。项目成果之一,最早提出的多天线反馈机制已经被引用超过1000次,也在3GPP UMTS,LTE,IEEE 802.11n等多个标准中作为多天线反馈方面的标准方法。