项目名称：能效与资源优化的超蜂窝移动通信系统基础研究首席科学家：牛志升清华大学起止年限：2012.1-2016.8依托部门：教育部一、关键科学问题及研究内容2.1关键科学问题如前所述，如何以受限的频谱与能量大幅度提高网络容量是一个巨大的挑战为此需要从系统和网络的角度探索频谱与能量的高效利用机理与方法，并解决以下关键科学问题：科学问题1、网络能效成因关系与高能效覆盖机理：经典信息论主要关注有效辐射能量与信道容量之间的关系，但蜂窝网络的整体能耗中基站辐射能量只占一小部分，大部分能量消耗在了基站配套设备（基带处理、功放、空调等）和网络基础覆盖上。为此需要从网络综合能耗的角度探索能效的成因关系以及高能效覆盖的机理；科学问题2、异构蜂窝网络的高能效资源匹配机理：移动通信有限的频谱和能量资源被独立地分割在了功能各异的多个蜂窝网络中，但各种异构蜂窝网络中业务量的时空分布却呈现出越来越大的动态特性，使得每个网络中的频谱与能量资源都无法得到充分利用。为此需要针对异构蜂窝网络环境建立高能效的弹性资源匹配机理；科学问题3、多样性需求业务的高能效服务机理：未来移动通信的业务种类和服务质量需求会越来越多样化，但现有网络基本上还是针对某种特定业务优化的，难以同时满足各类不同业务的需求、或是为了满足最苛刻业务的需求而浪费大量的频谱与能量。为此需要针对多样化的业务需求分别建立高能效的服务机理2.2主要研究内容为了解决以上关键科学问题，本申请提出了一个超蜂窝网络的体系架构，通过控制信道覆盖与业务信道覆盖适度的分离引入网络的柔性覆盖、资源的弹性匹配、以及业务的适度服务机制，实现能效与资源的联合优化。为此，我们将着重研究控制覆盖与业务覆盖的分离机制与动态设计方法，建立超蜂窝网络的能量效率与各种网络资源之间的理论关系与评价方法，给出逼近其能效极限的资源优化配置方案，并针对多样化业务需求设计差异化适度服务机理。具体地，拟分成以下六个课题展开研究。1）网络能效理论与超蜂窝体系架构按照能效优先的原则重新审视无线通信与网络的体系架构与运行机理，从网络整体能效的角度研究网络能量效率的成因关系，并在此基础上建立能效与资源优化的移动通信系统体系架构与理论体系。1.1）网络能效建模与成因关系分析：明确网络能效的定义，建立无线通信链路的信息处理和信令开销能耗的理论模型，分析网络能效与网络覆盖能力、频谱效率、用户群体行为、业务特征及其服务质量要求...
