[01328168]电磁频谱空间感知与通信融合机理

电磁频谱空间是国家第六维战略空间，电磁频谱资源是国家战略稀缺资源。

随着移动互联网、物联网、空天地网络等迅猛发展，万物感知与万物互联的需求不断增长，电磁频谱空间正面临资源日益紧缺、业务日趋多样、态势日渐复杂的三大挑战，迫切需要突破感知与通信烟囱林立的传统局面，探索感知和通信融合增效中尚不清晰的科学机理，推动电磁频谱利用和控制从静态规划模式向认知智能模式变革。

项目组在国家973计划、国家863、国家自然科学基金等项目支持下，从电磁频谱空间新特性、新规律、新效应发现入手，从资源、业务和态势三个层面揭示了感知与通信融合增效机理，形成了高效、智能、安全的感知与通信融合理论方法体系。

主要发现点为：（1）在频谱资源层面，揭示了多域资源感知与认知机会通信融合机理：发现了电磁频谱空间时-空-频-能多域资源异构分布特性，建立了面向认知机会通信的多域资源群智感知架构，提出了频谱感知和地理频谱数据库混合驱动的频谱资源利用新方法，系统吞吐量提升可达15倍以上。

获得了美国科学院/工程院H. V. Poor等4位院士的公开正面评价。

在频谱业务层面，揭示了多样业务感知与智能按需通信融合机理：阐明了电磁频谱空间承载的多样差异业务“重尾”统计规律，建立了均匀、无记忆的业务认知与分析模型，设计了面向通信-计算-存储高效协同的业务感知-预测-学习-决策闭环流程，提出了差异业务多维预测、多域资源按需配置等方法，资源配置能效提升了4倍IEEE/AAAS Fellow Andreas F. Molisch教授发表在《Proceedings of IEEE》的论文中评价其为智能通信领域的代表工作“great success”。

在频谱态势层面，揭示了多元态势感知与安全有序通信融合机理：发现了电磁频谱空间正常与异常信号共存、合法与非法行为交织的多元态势混叠效应，建立了检测-定位-跟踪-控制一体化认知物联网框架，提出了联合检测与分类的多元假设检验模型和方法，平均准确率可达95%以上。认知无线电领域开拓者、加拿大皇家科学院院士Simon Haykin评价其为物联网领域的重要突破“remarkable breakthroughs”。

经过10余年的持续不懈攻关，项目组在《科学通报》、《中国科学》、《中国通信》、IEEE Trans./Journal/Magazine等国内外知名期刊上发表论文100余篇，据Web of Science统计他引3000余次，据Google Scholar统计他引总计5000余次。

5篇代表性论文均发表在国内外权威期刊上，其中3篇连续3年入选ESI前1%高被引论文，Web of Science他引375次，单篇最高他引149次;

获美国科学院H. Vincent Poor、英国皇家工程院Mischa Dohler等10多位院士以及50余位IEEE/ACM/AAAS Fellow的正面评价;

获IEEE通信学会亚太区杰出青年研究学者奖、第80届IEEE车载技术协会旗舰会议最佳论文奖、IEEE WCSP2009/2018最佳论文奖等国际奖10项。

创新成果应用于北斗三号频谱态势构建等重大工程。

项目研究过程中，主要完成人入选中国科学院院士1名、国家有突出贡献中青年专家1名、教育部青年长江学者1名、军队高层次科技创新人才3名、江苏省杰出青年基金获得者1名、博新计划人才1名、省部级/国家一级学会优博5人次等，取得重大社会军事效益。