1.论文成果：通信网络与测试团队刘利兰等最新成果在IEEE Transactions on Wireless Communications发表

刘利兰、张治中、张海君、张余、许尧等在IEEE Transactions on Wireless Communications发表题为"Two-Timescale Dynamic Resource Management in Smart-Grid Powered Heterogeneous Cellular Networks"的论文。

高能源成本和碳中和目标强调了移动通信的经济性和可持续性。该文研究了智能电网供电的异构蜂窝网络（SG-HCNs）的长期平均能量交易支出最小化问题，其中引入了可再生能源。可再生能源和无线信道动态在不同的时间尺度上演变。在SG-HCNs中寻求一种双时间尺度的动态资源管理解决方案，其中考虑了可再生能源的实时流量控制、功率分配和能量共享的联合问题，以及提前进行的双向能量交易。基于双层Lyapunov框架，针对所提出的问题开发了一种双时间尺度动态优化（TTDO）算法。具体来说，实时联合问题被分解为两个子问题，分别通过线性规划和连续凸逼近方法解决。提前进行的双向能量交易的近似解决方案通过随机次梯度方法实现，其中相关随机事件的过去数据被用作先验知识，这些数据是必要的但难以获取。从理论上讲，所提出的TTDO算法可以达到渐近最优并确保队列稳定性。仿真结果验证了理论分析，并表明所提出的TTDO算法可以获得比基准更低的能量交易支出。此外，所提出的TTDO算法表现出节能特性。

图1：智能电网供电的异构蜂窝网络及其双时间尺度资源管理的示意图

2.论文成果：通信网络与测试团队林鹏等最新成果在IEEE Transactions on Wireless Communications发表

林鹏，宁兆龙，张治中，刘艳，F. Richard Yu，Victor C. M. Leung等在IEEE Transactions on Wireless Communications发表题为“Joint optimization of preference-aware caching and content migration in cost-efficient mobile edge networks”的论文。

当前的移动网络由于流媒体业务的繁荣导致无线流量急剧增长。边缘缓存技术通过感知空间、时间用户请求差异，在边缘节点处缓存热点内容，能够大大降低内容传输时延、缓解网络负载、有效增强流媒体业务体验质量。然而，基站节点之间频繁共享与存取内容会消耗带宽和能耗等运营成本。因此，在提升业务服务质量的同时，性能成本的权衡成为新的挑战。

该研究提出了一种用户偏好感知的内容缓存和迁移方案。在这个方案中，内容缓存和迁移时考虑了动态用户请求偏好和长期内容迁移成本预算。为了达到性能与成本权衡点，该研究将内容缓存和迁移过程建模为一个长期优化问题。然后，使用Lyapunov优化方法将问题分解为一系列实时优化。由于分解后的问题是NP-Hard问题，该研究设计了一种改进型集体强化学习（CRL）算法，通过训练节点之间的经验交互实现在线高效决策。实验结果显示，CRL算法具有较高的收敛速度，所提出的方案在用户感知的延迟、缓存命中率和视频卡顿率方面可以实现近似最优性能。文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10287270

图2：移动网络内容缓存与迁移场景

3.XX仪器重大型号：通信网络与测试团队李鹏等成功研制“信道模拟器”（型号：NX4941）。

李鹏、张治中、冯姣、周华、乔杰等成功研制仪器重大型号项目——NX4941信道模拟器，现已唯一列装。NX4941是一种通用多通道无线通信信道模拟解决方案，是南京信息工程大学自主研发的可满足移动通信、无线局域网、车载通信、卫星通信等不同测试需求的一款高性能通信仪表。NX4941支持最多8块信号处理模块，最大支持1024个独立通道的MIMO无线信道模拟，广泛支持各类SIMO、MIMO信道模型，信道模型丰富、测试灵活度高、具有射频指标优异等特点，尤其在多普勒信道模拟（15MHz）、多径数量（标准48条，扩展90条）、路径延迟模拟方面具有较好的性能，部分指标处于国际领先地位。产品创新的采用了模块化的射频前端和信号处理单元结构，全面满足从SISO到大规模MIMO系统，从点对点通信到MESH网络等高信道密度测试需求。

4. XX科技攻关，雷达技术团队王杰等成功研制“基于5G基站的主动式探测技术”

项目成功研制了5G-A通感一体化基站样机，解决了高稳定多通道宽带系统研制、5G协议框架下的通信感知一体化信号调制与解调、强地杂波遮挡下的“低小慢”目标检测与稳定跟踪等关键难题，满足通感同时、同频、同波束等强约束条件，在江苏省南京市江北新区完成了5G移动通信与低空目标复杂轨迹跟踪一体的能力验证试验，实现了优于1km的微弱目标感知距离等性能指标，支持商用5G手机接入，感知模糊函数与chirp信号的模糊函数一致。据报道，该系统是继华为、中兴的第三家自主研制的通感一体化基站样机，实现的低于2%的感知资源占比优于现有水平1个数量级，将有望助力5G-A预研和国家低空经济建设。样机覆盖2GHz-5GHz频率范围，支持信号波形、系统参数和处理算法自定义，具备4路发射通道、4路接收通道，支持NR TDD、NR FDD制式。相关成果得到多家媒体报道。为推动通信感知一体化从理论探索走向工程实践，课题组拟向学术界和工业界开放样机所有软硬件接口，并为通感一体新信号、新算法等无偿提供测试验证服务。

图3：5G-A通感一体化近程测试结果

图4：5G-A通感一体化系统及远程测试结果(右上图为PD图，右下图为航迹图)

5. XX科技攻关：装备预研教育部联合创新团队涂刚毅等获批研制“XXXX信号分布式联合侦收中XXXX目标协同定位技术”

该项目面向重点区域无人机防控、低空通航飞行管控、航线飞行保障以及战场隐蔽监视的应用需求，研究基于星链非配合通信信号的中低空目标探测等关键技术。研制原理样机，开展探测试验。支持采用小型便携式星链接收机设备构建网络化系统，实现对中低空民航飞机、空飘气球、无人机等目标全时、全天候预警监视，为重点区域防护、星链卫星侦察定位及低空空域开放提供技术支撑。

6. 江苏省双创团队重点项目：通信网络与测试团队张治中等获批研制"5G/6G及卫星通信信道模拟器"

针对移动通信、卫星通信一体化网络建设需求，本项目以大气和地理环境影响电磁信号特性的机理研究为切入点，发挥团队在移动通信、气象反演、环境探测等方面的技术优势，基于前期5G信道模拟器研制基础，攻克6G通信、卫星通信高精度信道建模的技术难题，建立5G/6G及卫星通信的全频谱全场景信道建模理论。重点解决三方面的关键科学问题，即通用5G/6G非静止三维MIMO高精度信道建模，结合气象要素、高移动性及长距传输特点的卫星通信信道建模，高密度小型化宽频射频收发技术。搭建实验验证平台完成关键技术验证，研制出“5G/6G及卫星通信信道模拟器”，为我国研制5G/6G/卫星/通信信道模拟器奠定坚实的理论基础，为未来空天地一体化网络的设备开发、终端组网和网络运营提供测试手段。

项目目前已完成技术方案论证，同步开展结合气象要素的地面与非地面网络的信道建模理论研究，设计具有多场景大容量大规模线程处理能力的基带数据板，以及研究多输入多输出高密度小型化宽频射频技术，目前完成高水平论文12篇、发明专利16项。

图5：信道模拟器架构和双创团队证书

7. 国家重点研发计划项目：雷达技术团队万发雨等成功研发"面向5G通信系统GaN功率器件电磁干扰关键技术"

项目建立了GaN功率器件模型，深入研究了其非线性机理。得出影响GaN功率器件线性度的主要参数为跨导、源漏饱和电流、膝点电压和击穿电压的结论。通过优化器件栅指结构，提高散热能力，降低器件自热效应；通过优化器件势垒层、帽层等结构，降低界面陷阱态从而抑制器件电流崩塌，提高器件输出特性和线性度；通过栅场板设计对器件表面电场进行优化，抑制反向漏电，提高器件的击穿电压和输出特性。构建了基于功率器件非线性的5G通信系统测试平台，得到了功放非线性对5G通信系统性能的影响规律。通过自动多频测试系统，创新的提出了毫米波功率放大器非线性的多频三阶交调表征，通过实际多调制信号和信道实验，与3GPP标准相互验证。相关成果得到第三方检测认证。

图6：毫米波GaN 功率放大器 (a) IC (b) 装配 (c)封装

8. 国家重点研发计划项目：信号检测与仪器团队行鸿彦等成功研发"基于深度学习的海洋气象传感器网络入侵检测关键技术"

重点研发项目介绍：针对海洋气象观测网络缺乏相应的专用数据保护技术与预警机制问题，研究了高维海洋气象传感器网络入侵检测、数据安全保障与防范对抗机制，解决了高维和海量数据传感器网络的入侵检测问题；建立了基于随机几何的高动态异构海洋气象传感器网络多维度连通概率模型，解决了海洋气象传感器网络节点计算能力和能耗敏感度差异性问题，突破了海洋环境下的长距离边缘数据卸载以及岸基近海一远海“云边”自洽等关键技术，有助于支持海洋气象传感器网络的广泛应用，实现海洋气象传感器网络信息传输中的数据保护，推动“一带一路”国家海洋战略实施。

9.江苏省重点研发计划项目：通信网络与测试团队张治中等获批研发"数字矢量信号在线测量仪器"

项目针对我国基于PXIe总线的数字矢量信号在线测量仪器关键技术指标落后，功能不完善等问题，研制出PXIe数字矢量信号在线测量仪器，开展应用示范，服务于下一代无线通信、雷达、卫星、信息安全、汽车、导航等领域的产品研发及生产。开发PXIe总线结构高密度小型化宽频射频模块，突破射频高密度小型化，提升射频模块的频率动态范围及带宽；开发PXIe总线结构矢量信号分析部分及任意矢量信号发生部分的数字中频模块，完成信号的模数/数模转换、数字上/下变频、快速傅里叶变换，突破高速DAM算法、多点FFT算法等，提升中频处理速度；基于跨平台开发环境，研发PC端矢量信号分析专用软件，联合硬件部分实现数字矢量信号的时域、频率域、调制域等多域分析及任意矢量信号的生成。项目最终解决大频率动态范围及宽频带小型模块化，全数字中频高速化，配套上位机软件易用、流畅、功能健全化等难题，尤其是攻克高性能测量仪器国产化难题。最终产品在中国泰尔实验室进行检测认证并完成中国移动通信研究院、华为公司等权威用户的测试。

图7：PXIe总线的数字矢量信号

10.国家自然科学基金委重点项目：智能网络与信息系统团队潘成胜等成功研发"天地一体化智能网络流量理论与关键技术"

本项目构建了特征、边界和规律“三位一体”的天地一体化智能网络流量理论，解决了新一代智能通信网络体系构建缺乏理论支撑的难题，提升了天地一体化智能网络系统实时性和网络重组能力。在此基础上，突破了基于天地一体化智能网络流量理论的异构链路汇聚的关键技术，有效解决了网络拥塞导致的网络性能骤降问题；突破了基于天地一体化智能网络流量理论的网络融合的关键技术，有效提升了网络融合与分发效率。搭建了天地一体化智能网络流量分析与关键技术验证系统完成关键技术验证，为我国天地一体化智能网络的建设奠定坚实的理论基础。

项目目前已发表SCI论文18篇，产出专利37项。

图8：天地一体化智能网络架构

图9：天地一体化智能网络流量分析与关键技术验证系统