面向无线雾接入网的高能效传输理论研究及优化设计

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61901241
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    宋康
  • 依托单位：
    青岛大学
  • 学科分类：
    F0105.移动通信
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With edge caching and edge computing, fog radio access networks (FRANs) has attracted considerable attention in recent years, due to significant performance benefits in fronthaul burden decrease and spectral efficiency improvement. However, the energy consumption of the system will increase to a certain extent due to edge caching and edge computing. Therefore, the energy efficiency in FRANs needs systematical investigation. In this project, the energy efficient transmission theory in FRANs will be analyzed from the information-theoretic point of view and novel energy-efficient transmission schemes for FRANs will be designed and optimized. First of all, the performance analysis of the energy efficiency will be derived for FRANs. The trade-off between energy efficiency and latency will be studied, and cache based opportunistic cooperative transmission schemes in FRANs will be investigated. The performance bounds of proposed schemes will be theoretically analyzed. Then, based on the performance analysis results, the energy efficient precoding matrix and power allocation vector in FRANs will be optimized. Based on antenna selection, user selection and interference cancellation, the low-complexity energy efficient joint optimization for precoding and power allocation will be further designed. Finally, the experimental platform will be established for efficient transmission schemes in FRANs to validate the correction of analysis for the performance bounds and the effectiveness of proposed transmission schemes.
无线雾接入网络由于引入了边缘缓存和边缘计算两项新技术，可以降低前向链路负载，提升网络频谱效率，已经受到了广泛关注。然而边缘缓存和边缘计算的引入也会在一定程度上造成系统能耗的提升，因此需要对无线雾接入网中的能量效率进行系统研究。本项目拟从信息论角度研究无线雾接入网的高能效传输理论，并优化设计无线雾接入网新型高能效传输方案。首先，从信息论角度深入分析无线雾接入网络的能效性能，研究能效时延折中问题和基于缓存的无线雾接入网机会协作传输方案，并理论分析其性能极限；其次，基于性能分析结果，优化无线雾接入网高能效预编码矩阵和功率分配向量，并基于天线选择、用户选择和干扰消除技术设计低复杂度高能效预编码功率分配联合优化方案；最后，搭建无线雾接入网络高能效传输方案实验演示平台，验证推导出的理论性能极限的正确性和所提传输方案的有效性。

结项摘要

项目主要围绕着无线雾接入网高能效传输理论开展了4个方面的研究工作，包括：第一方面的研究是无线物接入网中能效时延折中的理论分析，第二方面的研究是基于缓存信息的机会协作传输方案设计，第三方面的研究是无线雾接入网络中高能效资源分配优化设计，第四方面的研究是无线雾接入网络中低复杂度高能效协作传输方案的设计。所提方法在系统性能与系统能耗之间进行了折中，有效提升了无线雾接入网的传输能效，形成了若干具有自主知识产权的无线雾接入网高能效传输方案。发表了SCI、EI论文10余篇，发明专利申请或授权6项。本项目最终研究成果有望为基于无线雾接入网的下一代移动通信系统高能效传输打下扎实的理论基础并提供关键技术储备。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（1）
专利数量（6）
Secrecy energy efficiency optimization for DF relaying IoT systems with passive eavesdropping terminal
具有无源窃听终端的 DF 中继物联网系统的保密能效优化
  • DOI：
    10.1016/j.phycom.2020.101254
  • 发表时间：
    2021-02-01
  • 期刊：
    PHYSICAL COMMUNICATION
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Song，Kang;Wang，Qingran;Wu，Xinzhen
  • 通讯作者：
    Wu，Xinzhen
An efficient sparse pruning method for human pose estimation
一种高效的人体姿态估计稀疏剪枝方法
  • DOI：
    10.1080/09540091.2021.2012423
  • 发表时间：
    2021-12
  • 期刊：
    Connection Science
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Mingyang Wang;Tianyi Sun;Kang Song;Shuang Li;Jing Jiang;Linjun Sun
  • 通讯作者：
    Linjun Sun
Energy-Efficiency for IoT System With Cache-Enabled Fixed-Wing UAV Relay
采用支持缓存的固定翼无人机中继的物联网系统的能效
  • DOI：
    10.1109/access.2020.3004843
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    IEEE Access
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Kang Song;Jifa Zhang;Zhengxia Ji;Jing Jiang;Chunguo Li
  • 通讯作者：
    Chunguo Li
多个可重构智能表面辅助的双向通信系统中断概率分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    电子与信息学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    宋康;董丹丹;李春国
  • 通讯作者：
    李春国
Resource allocation on secrecy energy efficiency for C-RAN with artificial noise
人工噪声下 C-RAN 保密能效的资源分配
  • DOI：
    10.1007/s11276-019-02160-x
  • 发表时间：
    2019-10
  • 期刊：
    Wireless Networks
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Lingquan Meng;Qingran Wang;Zhengxia Ji;Mengyun Nie;Baofeng Ji;Chunguo Li;Kang Song
  • 通讯作者：
    Kang Song

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其他文献

反式脂肪酸与内皮细胞凋亡研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    杜方岭
肺腺癌肿瘤相关巨噬细胞的免疫组织化学双标染色方法优化
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    2017
  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    卞修武
自噬抑制促进卡培他滨诱导肝癌细胞凋亡
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    樊嘉
多用户毫米波MIMO系统中基于信道互易性的混合模数预编码算法
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  • 作者：
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    杨绿溪
基于DF中继协作的车联网安全传输性能研究
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  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    信号处理
  • 影响因子：
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  • 作者：
    张雪茹;冀保峰;宋康;沈森;李春国
  • 通讯作者：
    李春国

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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