【正文】 源移動(dòng)性”控制理論和方法l 動(dòng)態(tài)資源管理的自適應(yīng)決策模型和機(jī)制l 網(wǎng)間資源聯(lián)合管理理論與方法l 智能資源矢量分配理論與方法研究?jī)?nèi)容四：基于認(rèn)知的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制研究在復(fù)雜的多域環(huán)境（無線、網(wǎng)絡(luò)和用戶環(huán)境）下充分利用認(rèn)知所獲得的資源分布及狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)整體傳輸容量和端到端效能的最大化，適應(yīng)未來異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢(shì)和需要，支持用戶根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和業(yè)務(wù)需求進(jìn)行可重構(gòu)的自主傳輸。圍繞上述三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題，本項(xiàng)目擬從如下方面開展研究工作：其中研究?jī)?nèi)容一“認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議研究”和研究?jī)?nèi)容五“端到端重構(gòu)機(jī)理研究”針對(duì)科學(xué)問題一，研究?jī)?nèi)容二“無線網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知基礎(chǔ)理論與方法研究”針對(duì)科學(xué)問題二，研究無線網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知的基礎(chǔ)理論、建模方法和關(guān)鍵機(jī)制；研究?jī)?nèi)容三“智能的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)資源管理模型與控制機(jī)制研究”和研究?jī)?nèi)容四“基于認(rèn)知的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制研究”針對(duì)科學(xué)問題三，探索認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)自主控制與優(yōu)化問題，為認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供深層次的理論與方法，指導(dǎo)研究認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議；研究?jī)?nèi)容六“認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證演示平臺(tái)建設(shè)與試驗(yàn)”將在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)、應(yīng)用示范的開發(fā)方法方面取得突破，從而為本項(xiàng)目各項(xiàng)理論和技術(shù)成果提供驗(yàn)證和應(yīng)用場(chǎng)景。這三層模型結(jié)合在一起，構(gòu)成了無線網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知基礎(chǔ)理論框架，解決多域認(rèn)知信息的獲取、表達(dá)、傳遞、共享、處理和預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)理論與科學(xué)方法，形成由單域認(rèn)知向多域認(rèn)知的飛躍。認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)與認(rèn)知無線電的明顯區(qū)別之一是認(rèn)知環(huán)境發(fā)生了變化，從無線環(huán)境拓展到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與用戶環(huán)境，形成多域認(rèn)知環(huán)境。進(jìn)而研究端到端可重構(gòu)的理論、機(jī)理、模型，建立可預(yù)測(cè)、可評(píng)估、可調(diào)節(jié)的協(xié)同工作環(huán)境，解決現(xiàn)有靜態(tài)無線網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)態(tài)變化無線環(huán)境、多樣性的業(yè)務(wù)間的矛盾問題；達(dá)到提升端到端效能和包容網(wǎng)絡(luò)間的異構(gòu)性的目標(biāo)。為了解決這些問題，本項(xiàng)目提出新型認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，將控制信息和認(rèn)知信息分離，提出“認(rèn)知平面”和“認(rèn)知流”的全新概念，為建立靈活的網(wǎng)絡(luò)框架、有效提高認(rèn)知和決策效率奠定了良好的基礎(chǔ)。科學(xué)問題一：認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的適變性問題以適變性為特征的體系結(jié)構(gòu)是認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的核心問題。這造成了網(wǎng)絡(luò)融合需求與當(dāng)前孤島式的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的矛盾，以及動(dòng)態(tài)環(huán)境與靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)工作模式間的矛盾。項(xiàng)目名稱：認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究首席科學(xué)家：起止年限：依托部門：一、研究?jī)?nèi)容高速增長(zhǎng)的寬帶無線業(yè)務(wù)需求對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求，無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)正處于重大變革的契機(jī)點(diǎn)：環(huán)境變化、需求差異、技術(shù)進(jìn)步、業(yè)務(wù)增長(zhǎng)、投資保護(hù)等因素造就了眾多異構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)并存的局面，給網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和建設(shè)帶來極大困難，又無法滿足用戶日益增長(zhǎng)的應(yīng)用需求；同時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)中普遍存在資源靜態(tài)管理，條塊分割使用等問題，可用資源分布高度不均衡、資源短缺和浪費(fèi)共存、使用方式不能根據(jù)需求和環(huán)境的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整等矛盾日益尖銳，造成了網(wǎng)絡(luò)使用方式僵化、資源利用效率低下。為了解決這些問題，使網(wǎng)絡(luò)從靜態(tài)工作模式發(fā)展到動(dòng)態(tài)自適應(yīng)工作模式，從單一封閉式網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)，必須具備對(duì)無線環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、用戶環(huán)境等的高度認(rèn)知能力。在研究傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組圍繞認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的適變性特征，通過對(duì)認(rèn)知理論與方法深入剖析，提出了新型無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型。其基本構(gòu)建是其一將認(rèn)知平面和業(yè)務(wù)平面、控制平面相分離，認(rèn)知流獨(dú)立于業(yè)務(wù)流和控制流；其二認(rèn)知流存在于認(rèn)知平面，承載認(rèn)知信息、學(xué)習(xí)和推理信息、資源優(yōu)化配置信息和智能決策信息，在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)、實(shí)體中傳遞。科學(xué)問題二：無線網(wǎng)絡(luò)多域環(huán)境的認(rèn)知性問題無線網(wǎng)絡(luò)多域環(huán)境的認(rèn)知性問題是認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)問題。其每一域都包含種類繁多的認(rèn)知信息，且域內(nèi)域間的認(rèn)知信息之間還存在錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，這樣如何實(shí)現(xiàn)認(rèn)知信息的海量攝入、認(rèn)知信息的傳遞融合、認(rèn)知信息的挖掘利用，是本項(xiàng)目必須解決的重要問題。科學(xué)問題三：認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)管理與控制的自主性問題認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)管理與控制的自主性是認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。研究?jī)?nèi)容一：認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議研究面向靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)工作模式與動(dòng)態(tài)環(huán)境的矛盾問題，圍繞異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合問題，研究認(rèn)知和控制分離的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，基于認(rèn)知平面和認(rèn)知流，構(gòu)建泛在的、異構(gòu)的和可重構(gòu)的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)框架，設(shè)計(jì)協(xié)議棧原型以支持網(wǎng)絡(luò)的適變性，研究跨網(wǎng)絡(luò)的、滿足端到端效能的認(rèn)知服務(wù)體系。主要研究?jī)?nèi)容如下：l 認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)傳輸容量分析l 逼近傳輸容量的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制w 支持空間頻譜共享的傳輸信號(hào)設(shè)計(jì)w 機(jī)會(huì)式干擾抵消（OIC）w 認(rèn)知多天線與認(rèn)知波束成形l 認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)傳輸自主控制和適變機(jī)制研究?jī)?nèi)容五：端到端重構(gòu)機(jī)理研究研究異構(gòu)多模系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律,建立高適應(yīng)性、高速、高效能、可管理、可控制、可運(yùn)營(yíng)的重構(gòu)系統(tǒng)模型及相關(guān)協(xié)議原型，研究協(xié)議系統(tǒng)、體系結(jié)構(gòu)針對(duì)重構(gòu)的優(yōu)化，建立網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)理論框架，給出重構(gòu)評(píng)估機(jī)制，以端到端效能為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)高效自主適變。在基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)方面取得一批具有原創(chuàng)性的研究成果并達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，面向ITU、IEEE、3GPP等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，形成認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目在五年時(shí)間內(nèi)的可量化指標(biāo)：1） 完成SCI可檢索的高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文100篇以上，授權(quán)國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利30 項(xiàng)以上，提交國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、草案10條以上，完成專著5本以上。5） 建立一個(gè)能夠展示項(xiàng)目理論成果的綜合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)。首先，為達(dá)到認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)可認(rèn)知性、適變性和自主優(yōu)化能力的內(nèi)在統(tǒng)一，本項(xiàng)目提出構(gòu)造基于多平面的、具有適變特性的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，將認(rèn)知平面從控制平面中分離，通過智能映射形成網(wǎng)絡(luò)的邏輯統(tǒng)一，增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知、自主和端到端重構(gòu)能力，并在此基礎(chǔ)上建立滿足端到端效能的認(rèn)知服務(wù)體系，從而達(dá)到有效解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的目標(biāo)。提出認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)決策理論和聯(lián)合資源分配方法，建立認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸模型和逼近網(wǎng)絡(luò)傳輸容量的傳輸體制設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以有效解決網(wǎng)絡(luò)資源差異性所引起的靜態(tài)、離散管理、可控性差的難題。認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的新型體系結(jié)構(gòu)模型。業(yè)務(wù)流在業(yè)務(wù)平面的各層協(xié)議間傳遞；控制流在控制平面的各層協(xié)議間傳遞。 （1）認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境信息是動(dòng)態(tài)變化的，需要研究智能映射機(jī)制對(duì)各種動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行統(tǒng)一處理?；谡J(rèn)知平面、業(yè)務(wù)平面和控制平面的劃分，建立各平面的交互模型，對(duì)各平面的功能和協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)。（4）滿足端到端效能的認(rèn)知服務(wù)體系在認(rèn)知服務(wù)體系中，本課題建立移動(dòng)業(yè)務(wù)的認(rèn)知模型、端到端效能評(píng)價(jià)方法以及認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化機(jī)制。而認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)通過端到端可重構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)適變方式，可以充分滿足端到端效能的指標(biāo)要求。多域認(rèn)知理論與方法的研究方案如圖3所示。三個(gè)空間域分別從參量、狀態(tài)、行為三個(gè)屬性域進(jìn)行認(rèn)知信息的獲取機(jī)理研究。（2）多域協(xié)同認(rèn)知理論與方法研究以數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)編碼等理論為基礎(chǔ)，進(jìn)行認(rèn)知信息的有效表達(dá)、高效傳遞、分布處理，融合等方面的研究。研究中以機(jī)器學(xué)習(xí)等理論為基礎(chǔ)，研究認(rèn)知參量隨環(huán)境變化趨勢(shì)，建立預(yù)測(cè)推理機(jī)制，將傳統(tǒng)的認(rèn)知溯源決策反應(yīng)環(huán)縮減為認(rèn)知反應(yīng)修正環(huán)；以環(huán)境認(rèn)知信息為基礎(chǔ)，考察已有的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，或?qū)追N學(xué)習(xí)方法進(jìn)行融合，選擇收斂性、穩(wěn)定性、處理能力等方面均能滿足認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)要求的學(xué)習(xí)方法。智能的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)資源管理與控制的研究方案： 1）動(dòng)態(tài)矢量資源的基本理論和構(gòu)建方法任何資源和資源需求都可以用廣義矢量資源空間網(wǎng)格中的一個(gè)矢量來表示。2）認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)管控理論為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的有序和優(yōu)化共用，面向異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源按需獲取的目標(biāo)，建立動(dòng)態(tài)無線資源智能管控的基本理論。將資源使用情況變化、資源的占用和釋放等動(dòng)態(tài)行為，抽象為資源移動(dòng)性特征，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的矢量建模，然后建立多個(gè)用戶之間“資源移動(dòng)性”的關(guān)系并進(jìn)行分析，研究“資源移動(dòng)性”對(duì)資源管理的影響，建立多用戶資源管理控制機(jī)制和方法。認(rèn)知傳輸體制部分則通過與控制和適變機(jī)制部分的交互，利用其獲知多域環(huán)境的認(rèn)知信息、資源配置信息和端到端效能目標(biāo)后，得到與認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相匹配的最優(yōu)傳輸參數(shù)和信息處理模式?；趥鬏斎萘康难芯拷Y(jié)果和逼近容量的傳輸體制的設(shè)計(jì)原則，研究適合于認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的新型傳輸方法，主要包括：1）支持空間頻譜共享的傳輸信號(hào)設(shè)計(jì)：由于認(rèn)知無線傳輸鏈路在頻譜共享的條件下實(shí)際上可以等效為收發(fā)狀態(tài)不完全一致且譜受限的隨機(jī)波形信道，因此必須在譜受限和次優(yōu)先級(jí)限制條件下，最優(yōu)地設(shè)計(jì)能滿足網(wǎng)絡(luò)干擾約束、并支持認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)多用戶接入并易于自主接收和分離的認(rèn)知傳輸信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)真正的共享傳輸；2）機(jī)會(huì)式干擾抵消（OIC）：為實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的頻譜共享，認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)可以在無線環(huán)境感知和自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上根據(jù)主網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的各種特征來自主地?fù)駲C(jī)抵消其干擾，從而實(shí)現(xiàn)自身的最佳傳輸。 另一方面，基于認(rèn)知的無線傳輸自主學(xué)習(xí)、自推理、自適變機(jī)制，研究無線傳輸與網(wǎng)絡(luò)模式匹配的自主適變機(jī)制和方法。這一過程的實(shí)現(xiàn)是提升端到端效能的重要途徑。這些功能模塊負(fù)責(zé)不同網(wǎng)絡(luò)域的網(wǎng)元重構(gòu)行為，通過規(guī)范化的信息交互、協(xié)調(diào)，并通過認(rèn)知、學(xué)習(xí)等過程，形成最佳的重構(gòu)策略。因此，本課題將自主控制引入到端到端重構(gòu)管理平臺(tái)，使其具有開放、靈活的信息交互和共享機(jī)制，并具有自主學(xué)習(xí)和決策能力，進(jìn)而形成自適應(yīng)的重構(gòu)策略，有效控制各網(wǎng)絡(luò)域中的重構(gòu)過程。此外，需要研究構(gòu)件模塊的描述方法和度量空間，具體化其構(gòu)件對(duì)重構(gòu)性能和服務(wù)的影響，構(gòu)造構(gòu)建模塊的度量矩陣和重構(gòu)的度量方法。在適變的無線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計(jì)思想下，根據(jù)無線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論、無線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)自主傳輸、控制與優(yōu)化的原理和方法，建設(shè)認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證演示平臺(tái)，驗(yàn)證并評(píng)估相關(guān)理論與關(guān)鍵技術(shù)。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)從無線環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和用戶環(huán)境對(duì)認(rèn)知信息的獲取、挖掘、組合、分析、推理，最終形成認(rèn)知流，并對(duì)這一認(rèn)知過程中的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵算法進(jìn)行驗(yàn)證； 3）認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)和方法的驗(yàn)證與演示。終端包括現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)制式的終端和基于軟件無線電和認(rèn)知無線電的可重構(gòu)終端。（2）提出具有預(yù)測(cè)推理能力的多域認(rèn)知理論與方法本項(xiàng)目創(chuàng)新性地提出了具有預(yù)測(cè)推理能力的多域認(rèn)知理論與方法。此外在資源博弈決策的基礎(chǔ)上，提出了認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)決策理論，并通過對(duì)需求、資源的多粒度建模，形成了支撐可變粒度的聯(lián)合資源分配方法，有效解決了網(wǎng)絡(luò)資源差異性所引起的靜態(tài)、離散管理和可控性差的難題。這既是對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)律的繼承，也是對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程的革命性創(chuàng)新，是符合無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的客觀規(guī)律的。因此研究具有認(rèn)知能力的新型無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)勢(shì)在必行。在認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，為了滿足無線網(wǎng)絡(luò)智能化要求，構(gòu)建了多域認(rèn)知基礎(chǔ)理論框架。上述理論與技術(shù)的原創(chuàng)性突破為項(xiàng)目的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。項(xiàng)目組在先前的重大研究項(xiàng)目中積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)以及多年形成的創(chuàng)新求實(shí)的科研精神，完全具備了承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目的能力。團(tuán)隊(duì)的各單位在學(xué)術(shù)研究方向上各有特色，形成了強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的優(yōu)勢(shì)，在項(xiàng)目實(shí)施過程中可優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、分工協(xié)作、共同進(jìn)取，這些都為項(xiàng)目的順利完成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。成果形式：1) 發(fā)表SCI、EI可檢索論文16篇；2) 提交專利或標(biāo)準(zhǔn)草案6項(xiàng)；3) 培養(yǎng)博士、博士后6名；4) 組織召開國(guó)際會(huì)議1次。成果形式：(1) 投出SCI、EI檢索源論文32篇；(2) 提交專利或標(biāo)準(zhǔn)草案11項(xiàng)；(3) 組織國(guó)際會(huì)議2次；(4) 培養(yǎng)博士、博士后14名；(5) 新加入新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃1人。成果形式：1) 投出SCI、EI檢索源論文32篇；2) 提交專利13項(xiàng)；3) 培養(yǎng)博士生、博士后13名。成果形式：1) 投出SCI、EI檢索源論文33篇；2) 提交專利或標(biāo)準(zhǔn)草案13項(xiàng)；3) 出版專著1本；4) 組織國(guó)際會(huì)議1次；5) 培養(yǎng)博士、博士后12名。成果形式：1) 投出SCI、EI檢索源論文30篇；2) 提交專利或標(biāo)準(zhǔn)草案8項(xiàng)；3) 出版專著3本；4) 新加國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年1人；5) 培養(yǎng)博士、博士后13名；6) 組織國(guó)際會(huì)議1次；7) 整理結(jié)題、結(jié)項(xiàng)等報(bào)告。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個(gè)課