课题基金 / 基金详情

面向时间敏感网络的高可靠低时延无线接入关键技术

批准号:
62071275
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
刘琚
依托单位:
学科分类:
移动通信
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘琚

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
智能制造的核心技术之一是工业通信,它通过互联网和物联网等将生产中的供应、制造和销售信息数据化、智慧化,从而满足快速、高效和个性化的产品需求。第五代移动通信是工业无线接入的使能技术,但仍存在如何实现高可靠、低时延接入以及计算与通信融合等挑战性问题。本课题针对关键任务的工业通信需求和问题,从物理层、接入层、网络层和计算等不同层面研究面向时间敏感网络的有线与无线融合、控制与通信融合以及计算与网络融合的异构通信理论与技术。具体包括:面向时间敏感网络的无线桥接和时间同步、基于空间编码调制的大规模天线预编码/波束形成和非相干接收、非正交多址接入、智能网络资源管理等关键技术和算法。最后通过计算机仿真和基于通用硬件的软件定义无线电和软件定义网络来实现技术验证和方案评估,最终实现基于计算通信融合的无缝工业无线算法与协议,为新一代无线通信在工业制造领域的应用和相关标准的制定提供技术支撑和理论依据。
英文摘要
One of the key technologies in intelligent manufacturing is industry communication. Data collected in processes of supply, manufacture and sale are transferred by using industrial Internet and internet of things (IoT), which satisfied people with speedy, efficient and personalized productions generating requirements. The fifth generation mobile communication (5G) is an enabled technology for realizing industry radio access. While there still exist challenges in ultra-reliable, low latency wireless access and integration of computation and communications. Focus on the requirement and problems in critical mission industry communications, in the project, we will study the theories and technologies of heterogeneous communication for time-sensitive networks (TSN) and the integration mechanisms of wireless and wire, control and communications, computation and networks. The research will cover different layers from physical layer, access layer, networks layer to computation. The detailed content including but not limited the technics and algorithms in wireless bridge and time synchronization for TSN, generalized spatial coding and modulation, precoding/beamforming, and non-coherent receiving in massive MIMO, non-orthogonal multiple access (NOMA), intelligent network resource management. Finally, we will study the technics validities, scheme evaluations by using computer simulations and general hardware platform such as software defined radio (SDR) and software defined networks (SDN). And we will try to realize the algorithms and protocol of seamless service for industry wireless by designing the integration of computing and communication system. The contributions of the research will provide the theoretical and technical supports for new generation of wireless communication and its applications in manufacturing and related standards.
工业通信网络是智能制造的关键技术,高可靠和低时延特性对工业通信至关重要。时间敏感网络(TSN)可实现高效的时间同步,并允许周期性与非周期性数据在同一网络中传输,使得标准以太网具有确定性传输的优势;5G通信采用了大规模天线、毫米波、网络切片以及边缘计算等关键使能技术,保证了大规模机器类连接下更高的通信性能。TSN与5G技术的融合能够实现从物理层到网络层的超可靠低时延通信,已成为工业通信的重要使能技术。本项目面向智能制造对工业物联网高可靠低时延无线接入的需求,从物理层、接入层、网络层和控制层等不同层面融合TSN与5G技术,主要研究了TSN的无线接入、时间同步、流量调度、大规模天线波束形成和非相干接收、以及非正交多址接入等技术的异构融合,并在异构网络的环境搭建与测试等方面取得重要进展。具体研究了软件定义网络与通信技术的融合,将软件控制端与工业物联网设备通过高可靠低时延通信技术连接,保障统一管理和灵活配置的同时,实现更高效的工业通信。研究了基于软件定义网络的流量调度方案,将数据流量划分不同优先级并提出对应调度算法,实现了流量的高效调度。研究了基于时间敏感网络的时延优化方案,根据时延需求划分数据,并提出对应的时延优化算法,有效降低了工业互联网的通信时延。研究了基于大规模天线的非正交多址接入技术,提高了工业通信的传输容量和可靠性,增强了抗衰落和资源复用的能力。研究了基于星座设计和数据加密的安全通信技术,从物理层和网络层有效保障了工业数据传输的安全性。为了验证研究方案在工业互联网中的适配性和有效性,项目组搭建了异构时间敏感融合网络实验平台来模拟工业物联网环境,并在实验平台上对链路层和网络层数据传输进行技术测试,将OSI网络参考模型中数据链路层的队列调度和网络层的路由选择进行了跨层结合,验证了所提的量调度、帧传输、路由选择、以及数据安全传输等技术在工业物联网中的可行性。
大规模多天线(L-MIMO)无线通信系统中预编码和低复杂度检测方法
  • 批准号:
    61371188
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    刘琚
  • 依托单位:
网络感知的无线多媒体处理方法和应用技术研究
  • 批准号:
    60872024
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    刘琚
  • 依托单位:
多输入多输出(MIMO)系统物理层可重配置和可演化技术研究
  • 批准号:
    60572105
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    刘琚
  • 依托单位:
新一代无线通信系统中可重配置天线分集关键技术研究
  • 批准号:
    60372031
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    7.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    刘琚
  • 依托单位:
国内基金
海外基金