2022年度湖南省自然科學(xué)獎公示材料

2022年度湖南省自然科學(xué)獎公示材料一、項目名稱同頻同時全雙工中繼協(xié)作通信理論與方法二、提名單位（專家）及提名等級提名單位：湖南科技大學(xué)提名等級：湖南省自然科學(xué)獎三等獎三、提名意見針對移動通信網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)量及業(yè)務(wù)的激增，以及接入的泛在化需求，必須進(jìn)一步提升無線通信網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率及可靠性。該項目圍繞四個方面的內(nèi)容開展研究：(1)建立多全雙工中繼協(xié)作通信系統(tǒng)模型，提出最優(yōu)信道容量全雙工中繼選擇方法；(2)研究同頻同時全雙工中繼協(xié)作通信系統(tǒng)保密信道容量優(yōu)化方法，提出中繼協(xié)作分集安全傳輸機(jī)制；(3)研究多天線全發(fā)全收模式下的全雙工自干擾消除方法，揭示收發(fā)一致性機(jī)理；(4)研究異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中全雙工中繼協(xié)作傳輸機(jī)制，提出邊緣宏蜂窩用戶選擇全雙D2D（Device-to-Device）用戶作為中繼的協(xié)作通信方法。研究成果能夠為實現(xiàn)高頻譜效率、高可靠性、高覆蓋率無線泛在通信提供良好的技術(shù)支撐和理論基礎(chǔ)。該項目在國內(nèi)外著名期刊公開發(fā)表包括提交的5篇代表作在內(nèi)的一系列學(xué)術(shù)論文。5篇代表作論文都被SCI所收錄，受到本領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注與正面評價，被IEEEJSELAREACOMM、IEEETWIRELCOMMUN、IEEETCOMMUN等著名國際期刊所引用，在美國《WebofScience核心集合：引文索引》（網(wǎng)絡(luò)版）中，累計被引用956次，其中他引870次，單篇最高他引450次，ESI高被引論文2篇。該項目在無線通信網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率及可靠性提升方面起到了較大的推動作用，在一定程度上促進(jìn)了無線通信技術(shù)的進(jìn)步。四、項目簡介面向未來智能移動終端數(shù)量的激增、泛在化接入，且移動業(yè)務(wù)多樣化發(fā)展趨勢，要求移動通信網(wǎng)絡(luò)提供高吞吐量、低時延、高可靠性服務(wù)。然而，指數(shù)增長的移動業(yè)務(wù)需求受相對短缺的頻譜資源所制約。國內(nèi)外學(xué)術(shù)界及工業(yè)界借助全雙工協(xié)作通信技術(shù)提升頻譜效率和信號覆蓋范圍，為無線通信網(wǎng)絡(luò)容量提升及安全可靠數(shù)據(jù)傳輸提供了機(jī)遇。本項目依托國家自然科學(xué)基金項目、湖南省自然科學(xué)基金，以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)容量、提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、增?qiáng)無線信號的覆蓋率為主要目標(biāo)，利用同頻同時中繼協(xié)作通信傳輸技術(shù)，在最優(yōu)容量中繼選擇技術(shù)、協(xié)作分集安全傳輸機(jī)制、全雙工自干擾消除機(jī)理等方面開展了系統(tǒng)研究。獲得以下創(chuàng)新成果和科學(xué)發(fā)現(xiàn)：1.建立多全雙工中繼協(xié)作通信系統(tǒng)模型，提出最優(yōu)信道容量全雙工中繼選擇方法，并能夠降低無線網(wǎng)絡(luò)的干擾和延遲，有效地實現(xiàn)了多中繼協(xié)作通信系統(tǒng)中“高頻譜效率”與“低復(fù)雜度”這兩個技術(shù)指標(biāo)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。2.研究同頻同時全雙工中繼協(xié)作通信系統(tǒng)保密信道容量優(yōu)化方法，提出中繼協(xié)作分集安全傳輸機(jī)制，有效地解決了通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中“可靠性”與“頻譜效率”相互制約的矛盾。3.研究多天線全發(fā)全收模式下的同頻同時全雙工自干擾消除方法，揭示收發(fā)一致性機(jī)理，為實現(xiàn)通用型全雙工中繼收發(fā)信機(jī)的設(shè)計與優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。4.研究全雙工中繼協(xié)作機(jī)制提高異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)覆蓋率方法，提出邊緣蜂窩用戶利用全雙工D2D（Device-to-Device）用戶作為中繼的協(xié)作接入機(jī)制，有效地增強(qiáng)了無線信號的覆蓋范圍。研究成果通過同頻同時全雙工中繼協(xié)作接入方式，降低無線網(wǎng)絡(luò)的干擾和延遲，實現(xiàn)無線協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能優(yōu)化，為達(dá)到“（相對于傳統(tǒng)半雙工協(xié)作通信模式）無線網(wǎng)絡(luò)頻譜利用率倍增”這一目標(biāo)提供機(jī)理與模型支撐，研究成果具有重要的科學(xué)價值。項目成果在ProceedingsoftheIEEE、IEEECOMMUNMAG、IEEESYSTJ和IEEECOMMUNLETT等國內(nèi)外著名期刊上發(fā)表包括提交的5篇代表作論文在內(nèi)的一系列高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文。其中5篇代表性論文都被美國《科學(xué)引文索引》（SCI-EXPANDED，網(wǎng)絡(luò)版）所收錄，被IEEEJSELAREACOMM、IEEETWIRELCOMMUN、IEEETCOMMUN等國內(nèi)外該領(lǐng)域高水平期刊所引用，受到王江舟院士、陳山枝、彭木根等通信專家的廣泛關(guān)注與正面評價，在美國《WebofScience核心集合：引文索引》（網(wǎng)絡(luò)版）中，累計被引用956次，其中他引870次，單篇最高他引達(dá)450次，ESI高被引論文2篇。五、代表作目錄序號代表作名稱/刊名/作者年卷頁碼（xx年xx卷xx頁）發(fā)表時間（年月日）通訊作者（含共同）第一作者（含共同）國內(nèi)作者（排序）他引總次數(shù)檢索數(shù)據(jù)庫知識產(chǎn)權(quán)是否歸國內(nèi)所有1OpportunisticTwo-WayFull-DuplexRelaySelectioninUnderlayCognitiveNetworks/IEEESystemsJournal/鐘斌，張中山2018年12卷725-734頁2018年3月23日張中山鐘斌鐘斌，張中山45美國《WebofScience核心合集：引文索引》（網(wǎng)絡(luò)版）是2SecureFull-DuplexTwo-WayRelayingNetworksWithOptimalRelaySelection/IEEECommunicationsLetters/鐘斌，張中山2017年21卷1123-1126頁2017年5月6日張中山鐘斌鐘斌，張中山41美國《WebofScience核心合集：引文索引》（網(wǎng)絡(luò)版）是3Full-DuplexWirelessCommunications:Challenges,Solutions,andFutureResearchDirections/ProceedingsoftheIEEE/張中山，隆克平，AthanasiosV.Vasilakos，LajosHanzo2016年104卷7期1369-1409頁2016年2月29日張中山張中山張中山，隆克平326美國《WebofScience核心合集：引文索引》（網(wǎng)絡(luò)版）是4FullDuplexTechniquesfor5GNetworks:Self-InterferenceCancellation,ProtocolDesign,andRelaySelection/IEEECommunicationsMagazine/張中山，柴曉萌，隆克平，AthanasiosV.Vasilakos，LajosHanzo2015年53卷5期128-137頁2015年5月1日張中山張中山張中山，柴曉萌，隆克平450美國《WebofScience核心合集：引文索引》（網(wǎng)絡(luò)版）是5CoverageProbabilityAnalysisforFull-duplexRelayAidedDevice-to-DeviceCommunicationsnetworks/ChinaCommun./鐘斌，張佳佳，曾倩，戴曉明2016年13卷第11期60-67頁2016年11月15日戴曉明鐘斌鐘斌，張佳佳，曾倩，戴曉明8美國《WebofScience核心合集：引文索引》（網(wǎng)絡(luò)版）是合計870

主要完成人姓名鐘斌排名1技術(shù)職稱副教授工作單位湖南科技大學(xué)行政職務(wù)無主要完成單位湖南科技大學(xué)對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：參與了科學(xué)發(fā)現(xiàn)1、2、4的主要研究，針對全雙工協(xié)作通信基礎(chǔ)理論進(jìn)行研究，提出中繼協(xié)作分集優(yōu)化機(jī)制，實現(xiàn)提升無線通信網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率、提高無線通信網(wǎng)絡(luò)信道容量；在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，利用共享頻譜資源機(jī)制，機(jī)會利用頻譜空洞，進(jìn)行無線全雙工中繼協(xié)作通信，為高頻譜效率無線通信提供基礎(chǔ)理論支撐；研究保密信道容量優(yōu)化方法，設(shè)計全雙工中繼機(jī)會選擇協(xié)作接入機(jī)制，實現(xiàn)保密信道容量優(yōu)化，從而提高無線通信網(wǎng)絡(luò)“可靠性”及“頻譜效率”。主持完成國家自然科學(xué)基金（附件9.1）、湖南省自然科學(xué)基金（附件9.2）。為第1、2、5篇代表作的第一作者（附件1.1、附件1.2、附件1.5）。

姓名張中山排名2技術(shù)職稱教授工作單位北京理工大學(xué)行政職務(wù)無主要完成單位北京理工大學(xué)對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：參與了科學(xué)發(fā)現(xiàn)1、2、3的研究，針對多全雙工中繼協(xié)作通信系統(tǒng)模型，將傳統(tǒng)半雙工協(xié)作通信信道模型拓展到全雙工模式，提出全雙工中繼選擇方法；研究同時同頻全雙工中繼協(xié)作機(jī)制，揭示了全雙工中繼節(jié)點自干擾消除機(jī)理。為第1、2、3、4篇代表作的主要作者之一（附件1.1-1.4）。姓名戴曉明排名3技術(shù)職稱教授工作單位北京科技大學(xué)行政職務(wù)無主要完成單位北京科技大學(xué)對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：參與了科學(xué)發(fā)現(xiàn)3、4的研究，研究多天線全雙工節(jié)點自干擾消除機(jī)理，為實現(xiàn)通用型全雙工中繼的收發(fā)信機(jī)的設(shè)計與優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)；將傳統(tǒng)半雙工協(xié)作通信信道模型拓展到全雙工模式，并在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中引入全雙工中繼協(xié)作接入機(jī)制。為第5篇代表作的主要作者之一（附件1.5）。七、主要完成單位：湖南科技大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京科技大學(xué)八、主要完成人合作關(guān)系說明湖南科技大學(xué)（第一完成單位、鐘斌工作單位）、北京理工大學(xué)（第二完成單位、張中山工作單位）、北京科技大學(xué)（第三完成單位、戴曉明工作單位、張中山原工作單位）之間有著長期的合作關(guān)系。完成人之間的關(guān)系為：鐘斌（第一完成人）是張中山（第二完成人）的博士研究生；戴曉明（第三完成人）為鐘斌（第一完成人）讀博士所在學(xué)校團(tuán)隊合作研究老師；張中山（第二完成人）與戴曉明（第三完成人）原來為同事關(guān)系。本項目完成人合作關(guān)系說明如下：完成人鐘斌（第一完成人）長期在其博士生導(dǎo)師張中山(第二完成人)的指導(dǎo)下進(jìn)行科學(xué)研究，師生之間保持長期合作研究關(guān)系，在本項目研究中合作發(fā)表論文“Opportunistictwo-wayfull-duplexrelayselectioninunderlaycognitivenetworks[J].IEEESystemsJournal,2018,12(1):725-734.”（代表作1）、“Securefull-duplextwo-wayrelayingnetworkswithoptimalrelayselection[J].IEEECommunicationsLetters,2017,21(5):1123-1126.”（代表作2）。完成人戴曉明（第三完成人）長期為北京科技大學(xué)團(tuán)隊畢業(yè)博士研究生鐘斌（第一完成人）提供專家指導(dǎo)，保持長期合作研究關(guān)系，在本