[01056583]广域宽带协同通信技术与应用

宽带无线通信是国内外高新技术前沿。其中，广域（覆盖半径几十公里至一百公里以上）宽带移动通信在海运、海防、公安、交通、物流、国防等信息化建设中具有迫切的需求。采用卫星通信解决广域宽带通信问题，实现费效比高；采用现有的3G、4G等面向城域覆盖的技术，面临覆盖范围受限等技术壁垒。该项目在国家973项目、国家科技重大专项等的支持下，针对大范围、远距离宽带覆盖面临的理论与技术难题，从通信系统架构、信号处理及异构网络融合等方面成体系开展了创新研究，形成了广域宽带协同通信技术体系，获得授权发明专利20项，主要发明点如下：1.发明了基于时/空/频多域协同的广域宽带无线通信系统架构与实现方法：针对广域宽带通信面临的多用户大跨度、大时差移动通信难题，提出了多域协同的无线通信架构，发明了基于时空信息融合计算的资源占用偏差修正方法、按需覆盖的时/空/频资源规则划分模型、基于对偶优化的聚焦调度算法，有效克服了多域耦合干扰并显著提高资源利用效率。研制成功广域宽带协同通信设备，覆盖半径可达150公里以上。该通信系统架构及实现方法未见国际同类技术报道。2.发明了越区动态无缝覆盖协同传输方法：针对越区连续通信时多站重叠覆盖导致的动态干扰难题，提出了稀疏多波束参数域信道表征与预测模型，发明了基于高维旋转和尺度伸缩的结构化预编码调制方法、基于稀疏结构因子图的快速迭代处理算法，有效提升系统功率效率并降低处理复杂度，系统实现的功耗、体积等指标优于国际最好水平。3.发明了异构无线网络资源协同调度机制与实现方法：针对宽带业务在不同网络中传输时面临的网络链路特性多变、带宽受限等难题，发明了多属性决策和群组决策的链路聚合方法，找到了有效兼顾聚合效率与处理复杂度的调度时间粒度的优化途径，实现了受限链路资源下高效实时的宽带聚合，与同类技术相比，不仅确保宽带服务的连续性，而且链路聚合利用率提高20%以上，达到最好水平。基于相关技术发明研制的广域宽带协同通信系统，成功应用于大连-烟台航线的安全监控与应急通信系统建设，为安全生产指挥调度提供了有力的信息保障，解决了长期困扰海运的宽带通信难题。此外，该技术发明还应用于海防、公安、交通等领域的无线图像传输系统、移动应急指挥平台、轨道专网通信设备、城市应急联动系统等产品中，技术成熟，并取得了显著的经济、社会效益。教育部组织的专家鉴定意见认为：该项目“在广域宽带协同通信系统架构、信号处理及异构网络融合等方面取得了重大突破，…,丰富了宽带无线通信的技术体系，填补了相关技术领域的空白，具有完全自主知识产权，取得了多项重大技术创新，达到国际领先水平。该项目成果还可应用于国防、公安、交通、物流、能源等行业信息化建设，应用前景广阔。”该项目成果获得2015年中国通信学会科学技术奖（技术发明类）一等奖。