2021年国家技术发明奖提名项目

1、2021年国家技术发明奖提名项目公示内容一、项目名称：热点区域高容量无线网络的协同自组织技术及应用二、提名单位意 见：无线网络是国家重大科技创新的重点发展方向，而热点区域高容量的密集无线网络则 是实施“智慧城市”和“提速降费”的重要支撑。在国家科技重大专项、863、973等项目 资助下，为解决“蜂窝组网机理难以适配密集高容量无线组网”科学问题，该项目提出了 异构协同自组织机理，形成了高容量无线网络协同自组织技术发明，解决了热点区域基站 密集导致组网容量低、成本高、建设周期长等难题。主要创新点包括：发明了基于异构 自主控制环的一体化协同自组织网络结构，实现了绿色、低成本、便捷快速组网；发明 了异

2、构干扰分层协同控制方法，解决了密集基站布置下干扰突发和严重难题；发明了异 构无线网络自组织方法，提升了异构无线网络的健壮性和智能组网能力。获中国授权发明 专利60项、美国授权发明专利6,软件著作权9项，颁布国家标准3项、行业标准21项。 项目成果已在全国除西藏外30个省市及欧美等80多个国家地区得到了广泛应用和大规模 部署，取得了十多亿元的经济效益。该项目于2021年获北京市科学技术奖一等奖，对照 国家技术发明奖授奖条件，提名该项目申报2021年国家技术发明奖二等奖。三、项目简介：无线网络是网络强国的重要组成，也是国家重大科技创新的重点发展方向。热点区域 的高容量无线网络是实施“宽带中国”和“

3、提速降费”的重要支撑。高层楼宇、大型商场、 体育场馆等热点区域数据业务占比逾70%，受建筑结构和业务分布等影响，热点区域的基 站能力差异大且非规则蜂窝布置，无法采用传统规则蜂窝机理，引发“蜂窝组网机理难以 适配密集高容量无线组网”科学问题，导致容量低、耗时长、成本高等挑战。为此，在国 家科技重大专项、973、863、国家自然科学基金等项目资助下，该项目提出了异构协同自 组织理论，发明了高容量无线网络的协同自组织技术，实现了热点区域的高容量、便捷、 低成本无线组网，为实施“智慧城市”和“提速降费”实施提供支撑。核心发明点有：针对传统无线网络无法适应业务的潮汐变化及容量剧增难题，发明了分层的一体化

4、 无线组网方法，实现了多种无线网络设备的共用和小型化；在传统控制环中增加了评估步 骤以进行异构传输性能预测，提出了异构自主控制环，发明了异构协同自组织结构，提升 了异构无线网络的可扩展性；针对异构无线网络干扰突发且严重，传统时频空资源处理增益有限难题，发明了接 入层面分级动态干扰协调自优化方法，突破了自适应分组业务迁移和窄频带传输，提出了 统一控制的共虚拟小区组网机制；针对异构无线网络基站密集化和即插即用导致的网络拓扑动态变化等挑战，发明了 物理小区自配置、邻区关系自优化、容量覆盖自协同、小区中断自治愈方法，提升了网络 的健壮性和智能组网水平。获中国授权发明专利60项、美国授权发明专利6项、软

5、件著作权9项，牵头制订并 颁发国家标准3项，行业标准21项。研发的异构基站获科技部“国家战略性创新产品” 证书，热点自组网系列产品已在全国除西藏外30个省市及欧美等80多个国家地区得到了 广泛应用和大规模部署，取得了十多亿元的经济效益，显著提升并带动了我国在热点区域 无线智能组网的自主创新和国际竞争力。项目部分成果分获北京市科学技术奖一等奖、教育部技术发明一等奖、中国通信学会 技术发明一等奖。四、客观评价：专家验收意见2021年11月，国家863计划项目“异构无线接入网的协同机理研究”在北京进行了 验收，验收意见主要包括：该课题给出的异构协同通信理论性能界以及影响理论性能的关键因素是对现有协同

6、通 信理论的重要补充。课题组从理论分析、协议标准、算法设计等方面的研究成果为异 构协同中继技术在未来的标准化工作以及产业应用提供了基础。圆满完成了合同要求 的目标与主要指标。（附件*）2021年12月，国家科技重大专项“IMT-Advanced自组网（SON）关键技术研发”在 北京进行了验收，验收意见主要包括：提出了 IMT-Advanced系统自组织网所需的自配置、自优化和自治愈的技术解决方 案和相关流程；搭建了一个基于TD-LTE的SON动态系统级仿真平台和硬件演示验证环境; 课题通过了第三方测试。提出了一种增强的自主控制环，实现了基站设备的自启动；提出了类的PCI自 配置方法，给出了基于

7、用户测量的邻区关系自优化方法，实现了 PCI自配置和ANR自优化; 采用多参数联合优化算法，实现了系统自优化；采用动态仿射传播聚类算法，实现了网络 自治愈。申请了 55项国内发明专利，2项国际PCT发明专利，获得1项计算机软件著作权， 提交国内标准提案41项，3GPP提案36项，发表学术论文107篇。验收得分89.67分，同意通过验收。（附件*）2.同行评价异构分层协同自组织理论被本领域56名IEEE Fellow等著名学者正面引用和评价， 获IEEE通信学会亚太区杰出青年科学家奖，3次国际学术会议最佳论文奖。异构协同自组 织理论成果被印度技术学院电子系主任R.K. Mallik在其IEEE

8、TCOM论文中评价为“在一 个多用户多中继场景中给出7AF和DF的SEP的渐进表达式”。加拿大无线通信研究会主 席R.Schobe和两院院士/IEEE通信协会主席V. K. Bhargava在其IEEE TWC论文中评价“证明了在通用N用户M无线中继场景，AF和DF中继的协同分集度为MN+N”。（附件*）协同网络架构成果被加拿大两院院士X. Shen引用并评价为“提出的基于现有网络的互补性进行网络融合，是非常有吸引力的”，也被专刊客座编委评价为“提出了一种分层协同中继异构网络来支撑单播组播业务，实现了高经济效率的覆盖扩 展”。（附件*）干扰协同控制成果被美国两院院士 H.V. Poor和英国皇

9、家工程院院士 L. Hanzo正面 引用并评价为“让更多用户和中继一起协作，以提升整个网络性能，这是非常有启示意义 的”。（附件*）网络自组织成果被列为2021年IEEE Com. Mag.两期异构网络专刊的头篇文章，被异 构网络专刊编委评价为“全面总结了后4G异构网络自组织技术，通过演示平台证明了自 组织带来的性能增益”（附件：XXX）； IEEE Com. Mag.编委Y. Kouch。在其JSAC论文 评价为“是未来5G异构组网最有吸引力的先进技术”。（附件*）3.标准制定及评价牵头起草并颁发了无线智能组网相关国家标准3项，主导参与了异构基站相关的全部 21项行业标准。此外，研究成果还向

10、ITU-R、3GPP和国内标准化组织提交标准提案75篇， 写入3GPP标准5项，提出异构分层无线网络自组织技术，CCSA接收证明23篇，其中该项 目组18篇。（附件*）4.第三方测试评价“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项办公室委托上海无线通信中心在北 邮和中国移动怀柔试验外场完成了 “IMT-Advanced自组网（SON）关键技术研发（编号 2021ZX03003-002-01） ”第三方测试，针对4个测试对象共完成3个仿真指标项、11个测 试指标项的33个测试例，所有测试例的结果都为通过，且也全部满足中国移动TD-LTE扩 大规模试验测试与攻关项目-SON测试规范要求。而在中国移

11、动TD-LTE扩大规模试验中对 该发明部分自配置和自优化用例在江苏南京江宁区进行了测试，结论是所有测试项全部通 过。（附件*）国家无线电检测中心对京信ENB-10型GSM基站和ENB-33型TD-SCDMA基站进行了型 号核准检测，抽检样品全部合格。工业和信息化部泰尔实验室对京信公司的TD-LTE异构 基站设备进行了检验，检验结论是该设备完全符合3GPP R9版本的标准规范；另外，京信 公司的TD-LTE异构基站也通过了中国质量认证中心的测试认定，获得第一批工业和信息 化部电信设备进网许可证。（附件*）5.用户评价中国移动集团多家省公司测试和使用了本项目研发的异构基站，测试结论是通过所有 功能测试，设备稳定性高，且提供了多种场景下可行的异构组网解决方案等；而台湾地区和巴西、美国等国家的多家电信运营商测试和商用了本项目研发的 iCell无线智能组网解决方案，并提交了