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张平:认知无线网络研究进展

发表日期:2011年11月11日      共浏览 2107 次      编辑:


图为北京邮电大学教授张平

演讲全文:

张平:非常容幸做报告。研究通信本身是一个树木,但是要构筑网络就是一个森林,我们的973认知无线网络的研究和发展,今天几位领导在报告里面讲了很多的内容,未来网络的需求。我们简单的看一下移动用户和智能终端使用了以后,用户对网络资源的要求是日益增长了,有一个基本的数据,就是我们可以看到2010年到2015年区间,移动的数据将会上升26倍,就是每月6.3EB到每年75EB增长的量是非常大的,如何满足对需求的增长?这里面有几个点,一个从无线的角度来看,频谱是无线通信中不可再生的,有限的珍贵资源,刚才讲了频率的效率,功率的效率,我们的能量可以拿频率资源来换,也可以拿功率来换,这都是受限的,现在的频谱资源短缺已经是基本成形了,频谱使用的效率很低,另一方面也是闲置的,我们也做了测试,频谱的空洞非常多。另外一个就是我们讲从异构融合,从无线网络来说,我们也希望异构网的之间的资源可以共用,提高网络的效率,这就是我们研究的973两个基本的出发点。

一个就是如何弥补容量对带宽的要求,提高频谱的效率,另外一个解决使资源有效的利用起来,尤其是在异构网之间。对它基础的理论研究,我们是从任职无线网络的容量来考虑的,做什么都是要落实到用户身上的,只有效率提高才能最终的提高,所以我们需要理论指导和研究,尤其是加了认知以后,我们对外界的观测,信息的获取,决策,能够去识别在这个环境当中的变化,这里面就有了智能,这个智能和我们信息网络的概念是不一样的,信息网络的度量是用相溶进行定义的,智能是怎么定义呢?也是一直困惑我们的。

我们首先看一下链路容量,到了网络信息论的话,有广播的,多路接入的,自组织的,总的来说是和信息不一样的。加的认知以后,我们希望对认知的量有一定的定义,我们简单的说认知是一个智能的网络,能不能用一个定量的东西给它定义一下?所以我们看点对点链路是单用户的简单网络,认知无线网络要做一些定义了,我们就提出了认知信息量,或者叫认知量的概念,这个认知量的概念应该是我们原创的,主要是由于在网内和网之间流的话形成了一个认知流,在以前没有这样的概念的时候,我们看到异构网之间要通信的话,会受到一些障碍,假定有了认知是不是可以导通它呢?所以有了一个认知量的概念,我们网络通过认知的概念可以消除自身状态或者是其他状态的不确定性,我们把这个认知过程举了一个例子,借用相容的概念,我们提了网络的内容。比方说网络外的认知X,我们借用相同的定义叫互信息,信息量的获取是多大?做了一个定义,这个定义可以扩展网络的研究范畴,最大的一个就是可以讨论认知信息的冗余性。

如0表示频谱空闲,1表示频谱占用,频谱两种状态对认知用户来说是意义是不一样的,显然0的效用大于1,显然是把智能的量可以有效的表示出来,比如说认知信息流将打破异构网络间信息互通的壁垒,促进异构资源共享,提升网络容量。这里我们增加了一个认知面的概念,承载了认知流的概念,偶然把认知流通过认知信息量的概念可以定量的表示出来,从而表示我们对性能的提高。尤其是在异构网络当中,认知信息的高效传递,合理流动,实现纵向跨层,横向跨网,打破异构网络封闭型,解决网络传输瓶颈。